摘? 要:充分利用生活、社會(huì)資源作為教學(xué)資源,豐富教學(xué)手段,是促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)形成的重要教學(xué)過程。文章以高三教室一幅勵(lì)志漫畫為教學(xué)資源,巧設(shè)“小兔子能否成功拔出蘿卜”這一問題,引導(dǎo)學(xué)生利用物理知識(shí)對(duì)該問題進(jìn)行分析,師生在輕松、有趣的氛圍中進(jìn)行研習(xí),取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞:教學(xué)資源;漫畫;趣味物理;教學(xué)設(shè)計(jì);核心素養(yǎng)
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? 文章編號(hào):1003-6148(2019)12-0063-3
漫畫有直觀性和趣味性的特點(diǎn),特別是張貼在教室內(nèi)的勵(lì)志漫畫,對(duì)高三學(xué)生的備考及個(gè)人成長有極大的激勵(lì)作用。物理教師若能利用貼在教室內(nèi)的漫畫作為教學(xué)資源,將其直觀性及趣味性與學(xué)科知識(shí)有效結(jié)合,營造一種輕松愉快的氛圍,將有利于學(xué)生更主動(dòng)地學(xué)習(xí),從而提高教學(xué)質(zhì)量。
筆者在一次課間操上,將張?zhí)诮淌覂?nèi)的一幅漫畫作為教學(xué)資源,與高三學(xué)生一起研習(xí),取得了較好的效果,也適當(dāng)緩解了高三學(xué)生緊張的備考情緒。
1? ? 原圖重現(xiàn)
如圖1所示,額頭直冒大汗的小白兔,咬緊牙根正用盡全力拔一個(gè)碩大的蘿卜,旁邊配有一段標(biāo)語“很多事,你再努力一點(diǎn)點(diǎn),驚喜就會(huì)出現(xiàn)”。這是一幅勵(lì)志漫畫,設(shè)計(jì)漫畫的作者原意應(yīng)該是:高三的同學(xué)只要再努力一點(diǎn),堅(jiān)持下去,就會(huì)收獲豐碩的果實(shí),如同小白兔般收獲一個(gè)大蘿卜。
教師提問:同學(xué)們覺得這只小兔子能將大蘿卜拔出來嗎?
同學(xué)甲回答:不能,蘿卜太大、太重了,小兔子沒那么大的力氣。
同學(xué)乙回答:能,只要小兔子再努力一點(diǎn)點(diǎn),驚喜就會(huì)出現(xiàn)。
同學(xué)甲是從蘿卜重力太大了的角度去考慮的,覺得超過了兔子的施力極限,所以無法拔出蘿卜;而同學(xué)乙是從精神及斗志層面去分析的,覺得小兔子只要再努力一點(diǎn)點(diǎn),就能拔出蘿卜。
實(shí)際上,從物理學(xué)角度來分析,此圖有違科學(xué)性,小白兔根本拔不出蘿卜。
2? ? 教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析——進(jìn)行“現(xiàn)狀調(diào)查”
2.1? ? 對(duì)小兔子分析(隔離法)
設(shè)小兔子向上施加的拉力為F■,實(shí)際上這是通過小兔子與蘿卜葉子之間的靜摩擦力f來實(shí)現(xiàn)的,即F■=f?,F(xiàn)對(duì)小兔子施加拉力前后兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行受力分析,如圖2、圖3所示。其中,mg為小兔子的重力,F(xiàn)N1、FN2為其前后所受的支持力,f1為蘿卜葉子對(duì)其的摩擦力,且f1=f,方向相反。則有FN1=mg,F(xiàn)N2=mg+f1,前后對(duì)比,對(duì)于小兔子來說,所受的支持力變大了,但實(shí)際上它仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)。
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圖2? ?小兔子拔蘿卜前的受力情況? ? 圖3? 小兔子正在拔蘿卜時(shí)的受力情況
2.2? ? 對(duì)蘿卜分析(隔離法)
現(xiàn)對(duì)小兔子施加拉力前后,蘿卜的兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行受力分析,如圖4、圖5所示。其中,Mg為蘿卜的重力,F(xiàn)'N1、F'N2為前后小兔子對(duì)蘿卜的壓力,f為小兔子對(duì)蘿卜葉子的摩擦力,且f=f1,方向相反,
F■、F■為土壤對(duì)蘿卜前后的作用力。則有F■=Mg+F'N1,F(xiàn)■+f=F'N2+Mg,通過計(jì)算,可得到Mg+F'N1-f=F■=F■。前后對(duì)比,對(duì)于蘿卜來說,所受的合外力依然為零,它仍然處于靜止?fàn)顟B(tài),所以蘿卜未被拔起。
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圖4 蘿卜的受力情況(拔前)? ?圖5 蘿卜的受力情況(拔時(shí))
2.3? ? 對(duì)小兔子與蘿卜組成的系統(tǒng)分析(整體法)
整體的受力如圖6,F(xiàn)■=Mg+mg,拔蘿卜前后所受合力不變。因此,當(dāng)蘿卜的葉子與果肉是整體時(shí),蘿卜的狀態(tài)未改變,即蘿卜不能被拔起來。
2.4? ? 真實(shí)的作用效果
如果小兔子用力過大,最終會(huì)將葉子扯斷,即讓蘿卜的葉子與果肉分離,如圖7。這樣就會(huì)使拔蘿卜失去一個(gè)有利的著力點(diǎn),之后就更難拔起蘿卜了。
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圖7? 葉子被扯斷前后
3? ? 引導(dǎo)學(xué)生為小兔子支招——思考“改進(jìn)的措施”
3.1? ? 小兔子改變站立位置
小兔子不能踩在蘿卜上。先將蘿卜果肉以上的泥土扒除,在減小壓力的同時(shí)也了解到蘿卜的寬度,因此小兔子應(yīng)站在蘿卜果肉以外,如圖8。
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圖8? 將泥土扒除后小兔子的合理站位
3.2? ? 施力方式的研究
(1)直接拔蘿卜。兔子嘗試在圖8的位置,選擇直接用力拔蘿卜。若力氣夠大,則能成功拔出。
(2)利用杠桿撬蘿卜。兔子站位后移,如圖9。用一杠桿插入蘿卜邊緣的泥土中,根據(jù)杠桿原理,F(xiàn)1L1=F2L2,當(dāng)動(dòng)力臂L1是阻力臂L2的N倍時(shí),撬動(dòng)蘿卜的力F2就是兔子施加的力F1的N倍,這樣一來,將大大提高拔蘿卜的成功率。
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圖9? ?利用杠桿撬蘿卜
(3)利用滑輪組吊蘿卜。在蘿卜上方架起一個(gè)滑輪組,如圖10,根據(jù)滑輪組的特點(diǎn),F(xiàn)=■Mg,當(dāng)然此時(shí)是忽略了滑輪組的重力。此法相當(dāng)于將拉力增大到4倍,將大大提高小兔子拔蘿卜的成功率。
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圖10? 利用滑輪組吊蘿卜
4? ? 高三復(fù)習(xí)備考啟示
在漫畫中,小兔子拔大蘿卜,如果蠻干,將面臨葉子被扯斷而無法拔出蘿卜的窘境。這如同同學(xué)們?nèi)绻Φ姆较蝈e(cuò)了,結(jié)果可能也是徒勞無功。所以,同學(xué)們要根據(jù)知識(shí)的特點(diǎn),尋找符合自身情況且科學(xué)、合理的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)效率,最終將會(huì)取得高考的勝利。
5? ? 活動(dòng)體會(huì)
本次趣味物理教學(xué)的嘗試,實(shí)際上是在非正式課堂授課的情況下進(jìn)行的,但卻取得了較好的教學(xué)效果。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物理的趣味性,從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主動(dòng)性;以漫畫人物為研究對(duì)象,印象較為深刻;在輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中,培養(yǎng)了融洽的師生關(guān)系。所以,如果教師能把生活、社會(huì)中的各種資源作為教學(xué)資源,哪怕是教室里的一幅漫畫,借此創(chuàng)造意境,拓展教學(xué)思路,并對(duì)學(xué)生進(jìn)行合理引導(dǎo),那必將有效地提高教學(xué)質(zhì)量,同時(shí)也將有利于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成[1]。
參考文獻(xiàn):
[1]方武增.重新審視法拉第圓盤發(fā)電機(jī)再探感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件[J].物理教學(xué),2018,40(1):14-15,13.
(欄目編輯? ? 張正嚴(yán))