倪慶博

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）04-0128-02

一、案例背景

在科技迅猛發(fā)展、知識日新月異的今天，學(xué)生掌握發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)方法，比簡單地接受知識，獲取知識更為重要。隨著物理新課程改革的不斷推進(jìn)，探究性學(xué)習(xí)已成為學(xué)生學(xué)習(xí)的主要方式，探究性教學(xué)也已成為中學(xué)物理課堂的主旋律。通過探究性教學(xué)，給學(xué)生主動參與、自主探究的機(jī)會與空間，使學(xué)生不僅獲取了知識，而且經(jīng)歷獲取這些知識的過程，讓學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題中發(fā)展能力，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，掌握解決一般物理問題的方法。筆者在教學(xué)中，增強(qiáng)挖掘教材資源意識，充分發(fā)揮利用教材中的探究課。接下來筆者就呈現(xiàn)自己的課堂教學(xué)實(shí)踐。

二、情境描述

在人教版物理必修2第七章第五節(jié)《探究彈性勢能的表達(dá)式》這一節(jié)課中：

教學(xué)片斷1

[猜想與假設(shè)1]：影響彈簧彈性勢能的因素

師：彈簧彈性勢能跟哪些因素有關(guān)呢？

讓學(xué)生分組討論。

生：可能跟彈簧的伸長量或者壓縮量有關(guān)，還會跟進(jìn)度系數(shù)有關(guān)。

師：這只是我們的猜想，要證明我們的猜想，我們需要做什么工作？

生：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證！

師：很好，那么我準(zhǔn)備了兩根原長相同，勁度系數(shù)不同的彈簧，請問該去怎么樣做實(shí)驗(yàn)，請同學(xué)們設(shè)計(jì)一個方案？

生：第一次將勁度系數(shù)小的彈簧拉伸一定長度X1，第二次拉伸更大的長度X2，第三次將兩根彈簧一起拉伸同樣的長度X2，比較三種情況下彈性勢能的大小？

師：請兩位同學(xué)上來幫忙演示。

學(xué)生按照設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行演示。

師：大家覺得彈性勢能的排序是怎么樣的？

生：Ep1

師：根據(jù)同學(xué)們得出的結(jié)論，請同學(xué)們猜想彈簧彈性勢能跟哪些因素有關(guān)？

學(xué)：彈性勢能可能與勁度系數(shù)、形變量有關(guān)。即：1）簧的伸長量ΔL有關(guān)。2）彈簧的勁度系數(shù)k有關(guān) 。

教學(xué)片斷2

[猜想與假設(shè)2]：彈簧彈力做功彈性勢能的關(guān)系

師：知道了這些因素后，我們能不能建立彈性勢能的表達(dá)式？

生：老師，會不會和重力勢能的表達(dá)式類似，Ep= KΔLΔL= KΔL2

師：很好，會用類比法了。但是，重力和彈力有沒有區(qū)別？重力是恒力，而彈簧的彈力是恒力嗎？

生：彈簧的彈力是變力，因此表達(dá)式肯定不是剛才說的那條式子。

師：大家來回顧一下重力勢能表達(dá)式的推導(dǎo)過程，或許對我們得到彈性勢能表達(dá)式有所幫助。（提示學(xué)生用類比的方法）

學(xué)生回憶中。

WG =Ep1—Ep2

得出結(jié)論：重力做功等于重力勢能的變化量。彈性做功等于彈性勢能的變化量。

師：那我們該怎么去研究彈性勢能表達(dá)式：

生：從研究彈簧的彈力做功開始。

師：大家不妨猜想一下，你覺得彈簧彈力做功的表達(dá)式會是怎么樣的？

教學(xué)片斷3

[猜想與假設(shè)3]彈簧彈力做功的表達(dá)式

學(xué)生猜想：W=FΔL、W=KΔL2

有學(xué)生反對：這和剛才犯了一樣的錯誤。彈力是變力，而功的表達(dá)式只適用于恒力做功。

師：很好，該表達(dá)式合理方面，已經(jīng)是功的基本形式。但不合理的是通常在高中階段只能用來計(jì)算恒力做功，而彈力是變力。同學(xué)們，任何猜想都要以事實(shí)為根據(jù)，以理論為指導(dǎo)。這樣的猜想才是合理的，要不然猜想只能是漫無目和根據(jù)的的胡想。

師：剛才我們通過類比得出結(jié)論——彈簧彈性勢能的大小等于克服彈簧彈力所做的功，這樣我們?nèi)绻蟪隽藦椈蓮椓ψ龅墓?，也就可以量度彈簧彈性勢能，但問題是彈力是變力，怎樣求這個變力所做的功呢？是否也可以通過類比的方法來求呢？（不同于教材的處理，先用勻變速運(yùn)動的位移和恒力所做的功來類比，能夠降低門檻，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律）

師：通過以上分析和類比，我們能否也通過圖象法與微元法得出變力的功呢？

生：可以，把彈簧從拉升的過程分成很多小段Δl1，Δl2，Δl3… Δln，在各個小段上，彈力可近似認(rèn)為是不變的F1、F2、F3 … Fn ，則整個拉升的過程中彈簧彈力做功，W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…+ FnΔln。

師：通過上述兩個類比，我們能否得出求彈簧彈力F的功呢？是多少？

生：可以，用面積求得：EP＝kΔl2/2。

三、案例分析

在片段1的教學(xué)實(shí)踐中，先讓學(xué)生提出猜想和假設(shè)，并引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來解決猜想，并由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，同時自己參與演示。在整個探索過程中，讓學(xué)生主動地參與，積極地發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)了對問題進(jìn)行深度思考的能力和習(xí)慣，培養(yǎng)了學(xué)生對科學(xué)探索的精神。在片斷2、片斷3的教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生利用了類比、微元法的思想和方法，進(jìn)行多方位、多角度探究，充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，充分體現(xiàn)了新課改下學(xué)生為主體的課程理念。由于探究學(xué)習(xí)使學(xué)生切實(shí)處于主體地位，并通過親身體驗(yàn)和反復(fù)實(shí)踐獲得一定的知識與技能，逐步培養(yǎng)起一定的探究能力和創(chuàng)新意識，獲得對知識本質(zhì)更深入的認(rèn)識。這說明了通過探究，學(xué)生獲得的具體的進(jìn)步或發(fā)展，這樣的學(xué)習(xí)才是有效的。

四、案例反思

如何進(jìn)行課堂的探究學(xué)習(xí)，以提高教學(xué)的有效性已成為研究的主題。教學(xué)是否有效，并不是指教師有沒有完成教學(xué)內(nèi)容或教得認(rèn)真與否，而是指學(xué)生有沒有學(xué)到什么或?qū)W得好不好。如果學(xué)生不想學(xué)或?qū)W了沒有進(jìn)步，即使教師教得很辛苦也是無效的。同樣，如果學(xué)生學(xué)得很辛苦，卻沒有得到應(yīng)有的發(fā)展，也是無效或低效的教學(xué)。所以我們充分利用好教材中的探究課，學(xué)生能在教師指導(dǎo)下，學(xué)會主動探究問題，以類似科學(xué)研究的方式去獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題。以期通過探究性學(xué)習(xí)能更好的培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識、合作交流意識和創(chuàng)新意識。

筆者正利用在課堂實(shí)施探究學(xué)習(xí)取得一定的教學(xué)效果，讓探究性教學(xué)成為物理課堂教學(xué)的主旋律，提高有效教學(xué)。葉瀾教授說過：“課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時都有可能發(fā)生意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都必須遵循固定線路而沒有激情的行程。”教無定法，學(xué)無止境。只有努力著，我們才能收獲教學(xué)的快樂！