傅明峰,崔方
摘 要:在習(xí)題課教學(xué)中,“誘思探究”是一種教學(xué)手段,高效生成是教學(xué)的目的。本文結(jié)合“機(jī)械能守恒定律習(xí)題課”的教學(xué)課例,試圖實(shí)現(xiàn)“誘思探究”和“高效生成”互動(dòng)、動(dòng)態(tài)地融合。通過(guò)學(xué)生糾錯(cuò),誘思探究;深化理解,高效生成;歸納總結(jié),生成思路;遷移應(yīng)用,形成能力,希望給學(xué)生打造一個(gè)能力展示和提高的跳臺(tái),最大限度地挖掘?qū)W生的潛能。
關(guān)鍵詞:誘思探究;高效生成;機(jī)械能守恒定律;習(xí)題教學(xué)
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2016)5-00077-4
在習(xí)題課教學(xué)中,“誘思探究”是一種教學(xué)手段,高效生成是教學(xué)的目的。在對(duì)一些難度較高的物理知識(shí)和規(guī)律進(jìn)行探索、反思和討論的過(guò)程中,善于捕捉學(xué)生思維中的閃光點(diǎn),關(guān)注動(dòng)態(tài)、高效生成,適時(shí)進(jìn)行點(diǎn)撥引導(dǎo),及時(shí)評(píng)價(jià),從而提高學(xué)生的探究熱情,激勵(lì)解決問(wèn)題的斗志,切實(shí)提高習(xí)題課教學(xué)的有效性。本文中,筆者結(jié)合“機(jī)械能守恒定律習(xí)題課”的教學(xué)課例,試圖實(shí)現(xiàn)“誘思探究”和“高效生成”互動(dòng)、動(dòng)態(tài)地融合,以給學(xué)生打造一個(gè)能力展示和提高的跳臺(tái),最大限度地挖掘?qū)W生的潛能。
1 教學(xué)過(guò)程
1.1 學(xué)生糾錯(cuò) 誘思探究
教師:下面的問(wèn)題所給出的解答是錯(cuò)誤的,請(qǐng)同學(xué)們思考并指出錯(cuò)誤的癥結(jié)所在,分析和探究解答中產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因,給出正確解答。(用多媒體展示課例1)
課例1:一長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩固定在O點(diǎn),O點(diǎn)離地的高度大于L,另一端系一質(zhì)量為m的小球。開(kāi)始時(shí),線與水平方向夾角為30 °,如圖1所示。求小球由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度。
上 錯(cuò)誤的解法:如圖2,小球由A沿圓弧AC運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒。取小球在最低點(diǎn)C時(shí)的重力勢(shì)能為零,則有:
mgL(1+sin30 °)=mv,
解得:v=。
錯(cuò)解分析:
學(xué)生1:開(kāi)始小球在A點(diǎn)繩未拉緊,只受重力作用做自由落體運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn),繩被拉緊,改做圓周運(yùn)動(dòng),如圖3所示。說(shuō)小球一開(kāi)始就沿圓弧AC運(yùn)動(dòng)是錯(cuò)誤。
教師:小球做自由落體運(yùn)動(dòng)和做圓周運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)過(guò)程,都只有重力做功,機(jī)械能守恒,豈不是整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒,原解答正確?
學(xué)生2:不,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的初速度,不可能是在點(diǎn)B時(shí)的瞬時(shí)速度vB。
學(xué)生3:小球的運(yùn)動(dòng)分3個(gè)過(guò)程:開(kāi)始的自由落體運(yùn)動(dòng)過(guò)程;到達(dá)B點(diǎn),繩被拉緊,改變運(yùn)動(dòng)形式的瞬時(shí)變化過(guò)程;最后的圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程。如前所說(shuō),前后兩個(gè)過(guò)程機(jī)械能分別是守恒的,中間的瞬時(shí)變化過(guò)程中由于繩被拉緊,vB在沿繩方向的分速度改變?yōu)榱?,即繩的拉力對(duì)小球做負(fù)功,由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能不守恒。因此,對(duì)小球運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程運(yùn)用機(jī)械能守恒定律是錯(cuò)誤的。(教師進(jìn)行啟發(fā))
教師:分析正確。那么,原解產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是什么?
學(xué)生4:原解產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是沒(méi)有通過(guò)對(duì)小球受力情況的分析,確定它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,看不到小球在B點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)形式和能量的突變,盲目地套用課本例題的解法,導(dǎo)致出錯(cuò)。
教師:分析中肯。如果從思想方法上看,就是缺乏對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行分析的辯證思想,沒(méi)有看到懸線偏角θ的數(shù)量變化所引起的問(wèn)題的變化,造成思維定勢(shì)的消極影響。
正確解法:(指定一個(gè)學(xué)生在黑板上做,其余學(xué)生在座位上做,最后師生共同討論裁定)
學(xué)生:可以。該式表示小球的重力勢(shì)能的減少等于其動(dòng)能的增加。
教師:對(duì)。能否把這推廣到一般的情形,從而作出對(duì)機(jī)械能守恒的多種理解?(一個(gè)學(xué)生回答,其他學(xué)生補(bǔ)充、完善,此處高效生成能較好地彰顯學(xué)生的思維活力)
學(xué)生5:對(duì)機(jī)械能守恒可作出3種理解:
①物體系統(tǒng)在任意狀態(tài)的總機(jī)械能等于其初態(tài)的總機(jī)械能。
②物體系統(tǒng)勢(shì)能的減小(或增加)等于其動(dòng)能的增加(或減?。?/p>
③物體系統(tǒng)中一部分物體機(jī)械能的減小等于另一部分物體機(jī)械能的增加。
教師:理解完全正確。現(xiàn)給你一根長(zhǎng)細(xì)繩,兩個(gè)質(zhì)量不等的長(zhǎng)方形木塊和一個(gè)定滑輪,請(qǐng)編一道機(jī)械能守恒的題目,并解答。(學(xué)生討論,指定一個(gè)學(xué)生上黑板板演)
課例2:一根長(zhǎng)細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪,兩端分別系住質(zhì)量為M和m的長(zhǎng)方形物塊,且M>m,開(kāi)始時(shí)用手握住M,使系統(tǒng)處于圖4所示的狀態(tài)。求:當(dāng)M由靜止釋放下落高度h時(shí)的速度(h遠(yuǎn)小于半繩長(zhǎng),繩與滑輪質(zhì)量不計(jì))。
[解]兩物塊和地球組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功,機(jī)械能守恒。有:
(M-m)gh=(M+m)v2
解得:v=(1)
教師:如果M下降h剛好觸地,那么m上升的總高度是多少?(限用機(jī)械能守恒定律解答)
學(xué)生6:(方法一)M觸地,m做豎直上拋運(yùn)動(dòng),由機(jī)械能守恒有:
mv2=mgh'(2)
m上升的總高度:H=h+h'(3)
由(1)(2)(3)三式聯(lián)立解得:H=。
學(xué)生7:(方法二)M觸地,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則M機(jī)械能的減小等于m機(jī)械能的增加。即有:
Mgh-Mv2=mgh+mv2=mgH(4)
由(1)(4)聯(lián)立解得:H=。
教師:一題多解,就是啟發(fā)和引導(dǎo)我們從不同的角度、不同的思路,用不同的方法和不同的過(guò)程去分析、解答同一問(wèn)題。有3個(gè)好處:一是充分激發(fā)思維活力,提高綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)、方法來(lái)解決問(wèn)題的技能、技巧;二是訓(xùn)練解題思維的靈活性,促進(jìn)知識(shí)、智慧的增長(zhǎng);三是開(kāi)闊思路,提高解決問(wèn)題的能力和效率。
1.3 歸納總結(jié) 生成思路
教師:通過(guò)上面的討論,我們已經(jīng)掌握了一些運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的方法,為了進(jìn)一步提高我們的解題能力,請(qǐng)同學(xué)們就機(jī)械能守恒定律的使用條件、操作程序、注意事項(xiàng)等諸方面進(jìn)行總結(jié)(由學(xué)生完成)。
學(xué)生7:(1)一個(gè)物體系在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,存在動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,在只有重力做功,其他力不做功時(shí),這樣的力學(xué)問(wèn)題,就可運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解決。
(2)運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題要注意的問(wèn)題:
①確定研究對(duì)象:是由哪些物體組成的物體系統(tǒng);
②對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析,把握其運(yùn)動(dòng)過(guò)程;
③分析各個(gè)階段諸力做功情況,必須滿足機(jī)械能守恒定律的成立條件,才能依據(jù)機(jī)械能守恒列出方程;
④幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí),其中各個(gè)物體各自機(jī)械能不一定守恒,因?yàn)樗鼈冎g有相互作用,在運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí),一定要著眼整體。
1.4 遷移應(yīng)用 生成能力
課例3:(用多媒體示出)一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鏈條一半放在光滑的水平桌面上,另一半懸在桌邊,桌面足夠高,如圖5(a)所示。若將一個(gè)質(zhì)量為m小球分別拴在鏈條左端和右端,如圖5(b)、圖5(c)所示。約束鏈條的擋板光滑,三種情況均由靜止釋放,當(dāng)整根鏈條剛離開(kāi)桌面時(shí),關(guān)于它們的速度關(guān)系,下列判斷正確的是( )
(具體解題過(guò)程略)
2 教學(xué)反思
本節(jié)課例的展示打破常規(guī),不按常理出牌,先讓學(xué)生糾錯(cuò),迎合了學(xué)生喜爭(zhēng)辯、好表現(xiàn),期望得到好評(píng)價(jià)的心理特點(diǎn),所以課例一出示,就把學(xué)生的注意力都集中到所要研究的問(wèn)題上來(lái),在誘思探究的過(guò)程中迫切渴望展示才華的鼓舞下,學(xué)生立即處于主動(dòng)積極的思維狀態(tài),這本身就是一種高明的組織教學(xué)手段。
學(xué)生糾錯(cuò),誘思探究,能使師生始終保持信息暢通的雙向傳遞,有利于提高教學(xué)的有效性。同時(shí),也給學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)登頂成功的舞臺(tái),強(qiáng)化了他們的期望意識(shí),起到激勵(lì)他們相互競(jìng)爭(zhēng)、交流、評(píng)價(jià)的作用,也實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑精神的教育功能,還活躍了課堂教與學(xué)的氣氛。在糾錯(cuò)過(guò)程中,滲透了科學(xué)思維方法和學(xué)習(xí)方法的教育,使學(xué)生懂得,要真正學(xué)到一點(diǎn)東西,不但要善于從成功的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí),還要善于從失敗的教訓(xùn)中學(xué)習(xí)。
深化理解,高效生成,主要是通過(guò)對(duì)一個(gè)機(jī)械守恒數(shù)學(xué)表達(dá)式的變換,誘導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)械能守恒的多角度思考理解。高效生成“一個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,組成系統(tǒng)的各部分的機(jī)械能并不一定都守恒”,這有利于學(xué)生克服思維的固化和單向性;高效生成“著眼整體、揭示事物間的內(nèi)在聯(lián)系”的整體思維方法;高效生成解題思維運(yùn)用的靈活性、多向性。
歸納總結(jié),自主生成,就是鞏固提高已取得的教學(xué)成果,進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí),自主生成。讓學(xué)生切實(shí)掌握運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題的條件和整體思維方法,操作程序,注意事項(xiàng),以提高解題能力,這本身也是一種科學(xué)學(xué)習(xí)方法的教育。
拓展應(yīng)用,能力生成,實(shí)際上就是檢查和考核學(xué)生能否按照自己總結(jié)出來(lái)的解題規(guī)律,較熟練地解答相關(guān)問(wèn)題,生成正向遷移的能力。
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