“實”字當(dāng)頭讓物理課堂落地生根
——以高中物理若干教學(xué)片段為例

江蘇省新沂市高級中學(xué) 劉東升

課堂是土壤，是知識方法、思維技能和情感的落腳處，是學(xué)生成長的搖籃。教師應(yīng)熟悉與之相關(guān)的重要因素，在現(xiàn)有的資源條件下，最大限度地提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的核心競爭力。所以教師應(yīng)立足事實，結(jié)合實際，進(jìn)行有利于學(xué)生終生發(fā)展的教學(xué)。

一、“實”是真實，一切從學(xué)生實際出發(fā)

接手一個班一段時間后，應(yīng)該對所教學(xué)生利于提高其物理核心素養(yǎng)的相關(guān)因素有所了解，例如：閱讀量、科學(xué)精神、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)取＝Y(jié)合學(xué)生日常表現(xiàn)和各種素質(zhì)測試對所教學(xué)生的相關(guān)能力進(jìn)行評估并不斷優(yōu)化，使之在以后的教學(xué)中具有一定的參考價值。

教學(xué)片段1 日地拉格朗日點

2012 年江蘇高考題有一道關(guān)于“日地拉格朗日點”軌道的問題，我國成為世界上第三個造訪該點的國家，該拉格朗日點位于太陽與地球連線的延長線上，飛行器在該點幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運動，然后讓學(xué)生去探討飛行器與地球的線速度、向心加速度大小以及向心力的來源等問題。通過批閱學(xué)生的導(dǎo)學(xué)單，結(jié)合日常課堂調(diào)研，了解學(xué)情，根據(jù)學(xué)情針對性地展開教學(xué)。

本道題與常見的相同中心天體，不同軌道半徑的規(guī)律題型有所不同，學(xué)生由課堂的儲備知識，很容易得出結(jié)論，飛行器的線速度小于地球的線速度，飛行器的向心加速度小于地球的向心加速度，但有的同學(xué)馬上提出飛行器與地球同步繞太陽做圓周運動，角速度 應(yīng)該相等，飛行器的軌道半徑大，所以飛行器的線速度和向心加速度應(yīng)該較大，這部分閱讀理解能力和自學(xué)能力較強(qiáng)的同學(xué)，很容易獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果，但不能做更深層次的解釋，所以要從實際出發(fā)，即時引導(dǎo)，點出問題實質(zhì)，飛行器的向心力由誰來提供，學(xué)生思考，自然想到太陽和地球引力的合力提供了飛行器的向心力，課外知識豐富的同學(xué)馬上補(bǔ)充說，日地徑向拉格朗日點距地心約150 萬千米處，二者相對于日地距離（約為15000 萬千米）要小得多，地球?qū)︼w行器的引力較大不能忽略，兩個天體的萬有引力與離心力在拉格朗日點平衡，使得飛行器與太陽和地球相對靜止，由此改變了傳統(tǒng)教學(xué)中只注重結(jié)論的現(xiàn)狀，將課堂的重心向問題探究的過程轉(zhuǎn)變。同時兼顧了一部分邏輯推理能力不強(qiáng)的同學(xué)也能建立與課本同步的知識架構(gòu)，保證每一層次的學(xué)生都有所收獲，從而將分層教學(xué)落到實處。

所以在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，在了解學(xué)情的基礎(chǔ)上要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分解，要根據(jù)不同學(xué)生的特點、短板，通過小組討論讓特點發(fā)揚(yáng)，讓短板改進(jìn)，從實際出發(fā)，因材施教，有針對性地訓(xùn)練和指導(dǎo)，一切有價值、有意義的課堂設(shè)計和課堂組織，都應(yīng)該根植于現(xiàn)實，都應(yīng)該有利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成。

二、“實”是求實，在物理實驗探究中要實事求是

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，要讓學(xué)生在自主體驗和自主建構(gòu)中實現(xiàn)難點突破，它可以通過各個感官讓學(xué)生充分體驗探究的樂趣，感悟物理規(guī)律的“美”，為學(xué)生思維注入“源頭活水”。所以在進(jìn)行實驗教學(xué)時，要引導(dǎo)學(xué)生積極參與其中，并能有效地辨析直接經(jīng)驗與物理之“實”兩者間的不同和聯(lián)系。

教學(xué)片段2 驗證牛頓第二定律

人教版高中物理（必修一）第四章第二節(jié)《實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》這一內(nèi)容是歷年高考的熱點，但實驗的結(jié)論，大多數(shù)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)（第三節(jié)內(nèi)容就是牛頓第二定律）和相關(guān)資料的閱讀已經(jīng)有所了解，于是學(xué)生的探究欲望就大打折扣，探究成了“假探究”，索然無味。

其實本節(jié)課也可以上得“驚心動魄”，教師索性把這個實驗放在第三節(jié)課后再上，讓學(xué)生去“驗證”牛頓第二定律，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生“實事求是”地去獲取實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生就能夠發(fā)現(xiàn)自己事先掌握的結(jié)論存在“問題”，于是新的問題生成，學(xué)生探究的欲望大大增強(qiáng)。如在探究小車質(zhì)量一定時，小車的加速度與小車所受拉力的關(guān)系，圖像為什么不過原點，有的小組課前功課做得很足，測量數(shù)據(jù)前平衡了小車所受的摩擦力，但卻獲得了隨著拉力的增大圖線向下偏移的圖像，怎樣才能減少或消除這個系統(tǒng)誤差呢，有的學(xué)生很快想到，只要能測出細(xì)線對小車的拉力，不用懸掛物的重代替小車所受的拉力，問題就可以解決，可是如何測量細(xì)線的拉力呢，解決方案很多，如利用DIS 實驗實時傳感小車所受拉力，則問題可以迎刃而解。

學(xué)生在探索的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而能夠正確認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)，保持學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，養(yǎng)成在具體的活動中主動與他人合作，尊重他人，樹立證據(jù)意識，敢于發(fā)表自己的見解，實事求是，不迷信權(quán)威的科學(xué)態(tài)度。

三、發(fā)掘規(guī)律之“實”，巧構(gòu)物理模型

物理包羅萬象，學(xué)生通過物理概念和物理規(guī)律的學(xué)習(xí)，抽象出具體的模型，相對固化一些解題思路，使感性和理性完美統(tǒng)一，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模思維，可以使學(xué)生捅破事實與經(jīng)驗的一紙之隔，對物理概念和規(guī)律加以固化成像。

教學(xué)片段3 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動軌跡

帶電粒子（不計重力）在勻強(qiáng)磁場中的運動是電磁學(xué)中相對比較繁瑣的內(nèi)容，在初始教學(xué)中要教會學(xué)生快速找到規(guī)律，合理建立模型，問題就會化繁為簡。例如在平行豎直雙邊界磁場的一邊有一帶電粒子源，向周圍發(fā)出相同、等速的粒子，問有哪些粒子能夠穿過對邊界呢，出射范圍的長度有多大，放手讓學(xué)生利用尺規(guī)去發(fā)掘規(guī)律，讓小組間充分討論。最后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律，建立模型。

模型建立如下：①“L”模型，求解此類題關(guān)鍵是畫圖，在用左手定律判斷出洛倫茲力方向的基礎(chǔ)上規(guī)范作圖，由于速度始終與半徑垂直，且速度和半徑都是定值，以“L”的拐點（即入射點）為圓心畫圓，從而獲得粒子軌跡圓的圓心軌道，這樣可以追蹤到軌跡圓心的運行規(guī)律。②“鐘擺”模型，本題由于豎直雙邊界磁場的限制，“鐘擺”只能從水平位置向下擺，當(dāng)“鐘擺”與另一邊界相切時達(dá)到臨界狀態(tài)，結(jié)合幾何知識就可以獲得出射點集中的范圍。模型的準(zhǔn)確建立，能使學(xué)生的思維更加順暢，學(xué)生在處理問題時能夠抓住事物的主要因素和本質(zhì)特征，不會眉毛胡子一把抓，胡亂分析使思維細(xì)膩但邏輯性不強(qiáng)的這部分同學(xué)也有了相對較為感性的解題依據(jù)。

教學(xué)片段4 靜摩擦力參與的平衡問題

表面粗糙的斜面體放在同樣粗糙的水平地面上，沙桶與物塊通過光滑的定滑輪用一細(xì)線連接，連接物塊的那段細(xì)線與斜面平行，連接沙桶的那段細(xì)線處在豎直方向，現(xiàn)在不斷地向小桶內(nèi)加入沙子，但三者始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。研究靜摩擦力要關(guān)注接觸面，利用平衡條件解決問題。首先由淺入深設(shè)置問題串，ⅰ斜面體對物塊的摩擦力沿斜面向上還向下，ⅱ斜面體對物塊的摩擦力一定增大嗎，ⅲ地面對斜面體的支持力怎么變化，ⅳ地面對斜面體的摩擦力增大還是減小。第一個問題屬于基本題大多數(shù)的同學(xué)都可以獲得結(jié)論，同學(xué)們可以輕易列出方程，第二個問題在第一個問題的基礎(chǔ)上又上一個臺階，這類問題由于拉力的不確定性造成了問題的多解性，學(xué)生在討論時如果能找到“變量”與“不變量”（物塊重力沿斜面向下的分力），解題的思路就會明晰很多，學(xué)生對問題一和問題二的求解方式和思維方式很容易會延續(xù)到第三問和第四問，地面對斜面體的支持力和摩擦力的變化情況會因物塊對斜面體的摩擦力方向的改變，變得撲朔迷離，此時如果能抓住三者始終相對靜止，系統(tǒng)所有的質(zhì)量沒有加速度，把它們視為一個整體巧妙建模，就會柳暗花明。

物理是指事物的內(nèi)在規(guī)律或道理，它是自然學(xué)科最重要的組成部分，物理學(xué)研究的范圍很廣，大到宇宙，小到基本粒子，它揭示了一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，那么物理教師在引領(lǐng)學(xué)生探究時，就應(yīng)該掌握知識傳授的主動權(quán)，把時間和精力用在如何提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)上，進(jìn)而從根本上去提高學(xué)生的核心競爭力，這才是物理教育的“務(wù)實”之舉。