創(chuàng)設(shè)問題情境 助力物理教學(xué)

練海元

(福建省壽寧縣第一中學(xué) 355500)

高中物理教師在創(chuàng)設(shè)問題情境時(shí)應(yīng)結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的基礎(chǔ)水平和興趣點(diǎn)，理解學(xué)生在學(xué)習(xí)不同難度物理知識(shí)時(shí)的不同接受能力，把握不同學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的能力差異，著重圍繞學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問，同時(shí)給學(xué)生留下思考的時(shí)間，對(duì)學(xué)生思考的不同角度及時(shí)加以肯定和鼓勵(lì).在與具體的實(shí)際生活相結(jié)合的時(shí)候，要找到物理知識(shí)和實(shí)際生活相結(jié)合的最佳切入點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生能夠理解的知識(shí)和生活情境，以降低學(xué)生主觀上對(duì)物理難度的過高判斷，從而在問題的引導(dǎo)下主動(dòng)思考，進(jìn)而順利地掌握相關(guān)的物理知識(shí).教師在備課的過程中要提前對(duì)學(xué)生可能會(huì)有疑問的角度和方向進(jìn)行設(shè)想，站在學(xué)習(xí)者的角度，對(duì)物理問題進(jìn)行分步驟解答.在物理課堂的教學(xué)過程中，教師要注重和學(xué)生一起剖析問題，重點(diǎn)發(fā)揮學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主體性，幫助學(xué)生在實(shí)踐和學(xué)習(xí)的過程中提高物理綜合素養(yǎng).

1 創(chuàng)設(shè)問題情境，助力平拋運(yùn)動(dòng)教學(xué)

平拋運(yùn)動(dòng)是高中物理知識(shí)的重要知識(shí)點(diǎn)之一，其中引導(dǎo)學(xué)生建立起將平拋物體運(yùn)動(dòng)中的力分解到水平和豎直兩個(gè)方向的思想是教學(xué)的關(guān)鍵.為了使學(xué)生更好的掌握平拋運(yùn)動(dòng)相關(guān)的規(guī)律，在課堂上，教師可以通過扔粉筆頭等方式幫助學(xué)生加深對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)真實(shí)性的感受，建立直觀思維形象，同時(shí)，教師還可以提前在網(wǎng)上找到有關(guān)物體平拋的視頻，或是小球在平拋運(yùn)動(dòng)過程中的頻閃圖片，播放給學(xué)生觀看，讓學(xué)生直觀的了解到平拋過程中物體的運(yùn)動(dòng)方式和活動(dòng)路線.對(duì)于小球平拋運(yùn)動(dòng)的習(xí)題，可創(chuàng)設(shè)如下問題情境，借助對(duì)問題的剖析完成教學(xué)活動(dòng)：將兩個(gè)質(zhì)量相同的A、B兩個(gè)小球分別從如圖1所示高和寬均相同的臺(tái)階邊緣位置水平拋出，A球從第一級(jí)拋出，B球從第四級(jí)拋出，兩球均落在第五級(jí)邊緣的M點(diǎn)，不考慮空氣阻力.

圖1

問題：(1)兩小球下落時(shí)間有怎樣的關(guān)系？(2)兩小球初速度之間有怎樣的關(guān)系？(3)落到M點(diǎn)時(shí)，兩小球動(dòng)能有怎樣的關(guān)系？(4)落到M點(diǎn)時(shí)兩小球的速度方向是否相同？

2 創(chuàng)設(shè)問題情境，助力萬有引力教學(xué)

萬有引力部分涵蓋的知識(shí)點(diǎn)較多，主要有開普勒三大定律、萬有引力定律，還涉及到行星運(yùn)動(dòng)過程中的能量轉(zhuǎn)化問題.這一知識(shí)點(diǎn)的情景較為抽象，重點(diǎn)是建造“天上”和“地下”地下兩個(gè)模型.高中物理教師在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這一易忘知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程中，可以適當(dāng)科普一些天文知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)萬有引力原理歷史發(fā)展背景有所了解，建立起與物理知識(shí)的生活情感聯(lián)系.教學(xué)中為使學(xué)生更好的掌握該部分知識(shí)，可創(chuàng)設(shè)如下問題情境：2019年7月一顆名為“2019OK”的小行星與地球擦肩而過，該小行星與地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道如圖2所示，圖中M、N兩點(diǎn)為地球軌道與小行星軌道的交點(diǎn)，且地球與小行星均沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，已知該小行星圍繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為2.72年，忽略其他天體的影響.

圖2

問題：(1)該小行星公轉(zhuǎn)軌道的半長(zhǎng)軸約為地球公轉(zhuǎn)半徑的多少倍？(2)地球和小行星分別運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn)時(shí)的加速度大小之間的關(guān)系如何？(3)小行星在近日點(diǎn)和M點(diǎn)速率大小關(guān)系如何？(4)在運(yùn)動(dòng)的過程中，地球和小行星的機(jī)械能是否守恒？

3 創(chuàng)設(shè)問題情境，助力機(jī)械能教學(xué)

機(jī)械能守恒定律在高中物理中占有重要地位.為使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用機(jī)械能守恒定律知識(shí)分析相關(guān)物理問題可創(chuàng)設(shè)如下問題情境開展教學(xué)活動(dòng)：如圖3所示，彈簧的一端固定在O點(diǎn)，另一端和小球相連.小球套在水平固定的粗糙直桿上，彈簧和直桿在同一豎直平面內(nèi)，桿上ab=bc，b在O點(diǎn)正下方，在a、d兩點(diǎn)彈簧的彈力大小相等.開始時(shí)小球靜止在d點(diǎn)，某時(shí)刻給小球一個(gè)初速度v0，使其向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過c、b兩點(diǎn)的速度分別為vc，vb，到達(dá)a點(diǎn)時(shí)的速度更好為零.

圖3

問題：(1)若在a點(diǎn)給小球一水平向左的初速度v0，其能否到達(dá)地d點(diǎn)？(2)若在a點(diǎn)給小球一水平向左的初速度v0，其經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的速度是否大于vb？(3)若在a點(diǎn)給小球一水平向左的初速度v0，其經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度有多大？

4 創(chuàng)設(shè)問題情境，助力靜電場(chǎng)教學(xué)

高中物理靜電場(chǎng)部分的講解在力學(xué)和電磁學(xué)的中間，核心內(nèi)容主要是講述電場(chǎng)的概念以及電場(chǎng)特性的物理量，涉及很多的物理概念，為避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中搞混，構(gòu)建物理模型，分類進(jìn)行情境教學(xué)十分重要，對(duì)幫助學(xué)生深入理解相關(guān)概念，學(xué)習(xí)概念之間的聯(lián)系和差異具有重要作用.同時(shí)，這一章的概念也是對(duì)學(xué)生物質(zhì)觀念認(rèn)知的巨大突破，靜電場(chǎng)涉及的微觀粒子，如電子，金屬中的正離子，等離子體等都不容易用肉眼直接觀察到，教師在演示的過程中，可以通過陰極射線管實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生展示熒光板上的線跡，幫助學(xué)生直觀感受電子束在磁場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)，從而認(rèn)識(shí)到電子等的真實(shí)存在.教師還可以通過靜電場(chǎng)點(diǎn)亮日光燈等一系列實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，在講解完相關(guān)的概念后，教師可以創(chuàng)設(shè)如下問題情境要求學(xué)生思考、回答：如圖4所示裝置，虛線為電場(chǎng)線，a、b、c為電場(chǎng)中的三點(diǎn)，a、c在中間水平虛線上的等勢(shì)點(diǎn)到b的距離相等，b為中間水平虛線的中點(diǎn).電場(chǎng)線關(guān)于水平虛線的垂直平分線對(duì)稱，一電子從a經(jīng)過b運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn).

圖4

問：(1)電子在a、b、c三點(diǎn)電勢(shì)能的大小關(guān)系如何？

(2)a、b、c三點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系如何？

(3)電子從a→b和從b→c的過程中電場(chǎng)力做功大小關(guān)系如何？

從圖中可以判斷出電場(chǎng)線的方向從右指向左，電子從a→c運(yùn)動(dòng)的過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能依次減小，a點(diǎn)的電勢(shì)能最大，b點(diǎn)次之，c點(diǎn)最?。慌袛嚯妶?chǎng)強(qiáng)度需要依據(jù)電場(chǎng)線的疏密，c點(diǎn)最密，b點(diǎn)次之，a點(diǎn)最稀疏，因此電場(chǎng)強(qiáng)度的大小關(guān)系為：Ec>Eb>Ea；因a、c在中間水平虛線上的等勢(shì)點(diǎn)到b的距離相等且電場(chǎng)力做功只與初末位置有關(guān)，因此，電子從a→b和從b→c的過程中電場(chǎng)力做功大小相等.

高中物理教學(xué)中為進(jìn)一步提升為課堂教學(xué)效率，應(yīng)結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)際以及自身授課經(jīng)驗(yàn)，積極創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境，活躍課堂氛圍.在實(shí)際課堂教學(xué)中，圍繞具體的學(xué)習(xí)主題、有效創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際生活和物理知識(shí)聯(lián)系的理解.在高中理科當(dāng)中，由于大多數(shù)的原理十分枯燥，教師通過創(chuàng)設(shè)特定的問題情境，可以有效構(gòu)建其具有系統(tǒng)性，結(jié)構(gòu)性的物理知識(shí)框架，從而加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的記憶和理解，同時(shí)可以將學(xué)生的好奇心與具體的解決問題的過程相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究物理知識(shí)原理，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)習(xí)的信心和興趣.在傳統(tǒng)的物理課堂中，教師往往會(huì)為了節(jié)省教學(xué)時(shí)間，忽略對(duì)學(xué)生接受能力和學(xué)習(xí)興趣差異的了解和關(guān)注，打消了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使得物理課堂沉悶枯燥，而將物理知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合，可以激發(fā)學(xué)生通過自身的生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來考慮問題，增加學(xué)生看待物理知識(shí)問題的角度和切入點(diǎn)，幫助學(xué)生了解物理知識(shí)在生活中的實(shí)用感和美感，從而提升了學(xué)生的理性思維能力、創(chuàng)新能力等一系列發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，獲得物理學(xué)科綜合能力的大提升.就像物理變化過程由量的積累逐漸演化成為質(zhì)的突變，往往是事物達(dá)到極端狀態(tài)下之后才會(huì)產(chǎn)生變化，在物理學(xué)習(xí)過程中，也應(yīng)當(dāng)理解量變到質(zhì)變的法則，不斷剖析物理原理變化的狀態(tài)，達(dá)到物理綜合水平的質(zhì)變提升，真正的理解與掌握所學(xué).