物理課堂中“重過(guò)程”的教學(xué)策略探究

1、物理課堂中“重過(guò)程”的教學(xué)策略探究摘耍物理課程標(biāo)準(zhǔn)把“過(guò)程與方法”作為物理課程日標(biāo)的一個(gè)重 要領(lǐng)域。教師可以運(yùn)用“重過(guò)程”的策略進(jìn)行物理教學(xué)，如重視實(shí)驗(yàn)教學(xué), 引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，注重對(duì)公式定理的推導(dǎo)，培 養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)在思維；開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的實(shí)踐、探究能力等，從 而提高學(xué)生物理綜合能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)。關(guān)鍵詞過(guò)程與方法；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)；推導(dǎo)；研究性學(xué)習(xí)中圖分類(lèi)號(hào)jg633.7e文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼a文章編號(hào)j2095-3712 (2014) 06-0075-03：作者簡(jiǎn)介劉田喜(1977),男，廣西桂林人,本科,南寧 市第四屮學(xué)教師，屮學(xué)一級(jí)?！爸剡^(guò)程”，即重視“過(guò)程與方法”的

2、教學(xué)。廣西普通高中課程改革 己實(shí)施一年多，在新課程背景下如何“重過(guò)程”是當(dāng)前課程改革中需要研 究的重要問(wèn)題。在物理教學(xué)中，重視“過(guò)程與方法”，外在的方面，如觀(guān) 察、實(shí)驗(yàn)、探討等；內(nèi)在的方面，如分析、推導(dǎo)、概括等。這些活動(dòng)能在 實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能目標(biāo)的同時(shí)，讓學(xué)生獲得體驗(yàn)、形成意識(shí)、掌握方法，進(jìn) 而提高物理綜合能力。一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維在教學(xué)中不少教師往往只將實(shí)驗(yàn)的結(jié)果直接告訴學(xué)生，讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單記憶，表面上似乎提高了教學(xué)效率，但対學(xué)生而言，因缺乏對(duì)物理知識(shí) 真正地理解，只對(duì)知識(shí)進(jìn)行死記硬背，難以提高物理綜合能力。因此，教 師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，盡量創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生自己動(dòng)手,尤其是探究性

3、實(shí)驗(yàn), 應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)物理情境，提出相關(guān)的課題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽設(shè)想、 對(duì)實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)的方案等。這樣讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中歷經(jīng)探究過(guò)程，既能 提高他們的主體參與意識(shí)，同時(shí)還能培養(yǎng)實(shí)踐能力。人教版高中物理（必修1）中關(guān)于探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，其 中的一種方案是將小車(chē)放在傾斜的長(zhǎng)木板上，小車(chē)因受到砂桶的拉力作用 而加速下滑。如圖1示，實(shí)驗(yàn)中用砂桶的總質(zhì)量直接作為小車(chē)的拉力，要 求所掛砂桶的總質(zhì)量耍遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，另外，在平衡摩擦力方面，調(diào) 節(jié)的難度也較大。筆者針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的不足z處，引導(dǎo)學(xué)生嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方 案，圍繞著如何才能更直接、準(zhǔn)確的測(cè)出小車(chē)下滑時(shí)的合外力進(jìn)行大膽設(shè) 計(jì)。圖1圖2學(xué)生經(jīng)過(guò)

4、探究后對(duì)實(shí)驗(yàn)提出了這樣的設(shè)計(jì)：讓小車(chē)在長(zhǎng)木板 上加速下滑（如圖2所示），再以彈簧秤拉著小車(chē)靜止在木板上，根據(jù)平 衡知識(shí)，認(rèn)為彈簧秤所受到的拉力可作為小車(chē)的下滑時(shí)的合外力。此方法 操作簡(jiǎn)單，不需再平衡摩擦力。然而，當(dāng)學(xué)生以此方案進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)時(shí)， 發(fā)現(xiàn)誤差較大。究其原因，不難發(fā)現(xiàn)為小車(chē)靜止時(shí)受到的是靜摩擦力，與 其在下滑時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力不管是大小或方向都不盡相同，因此彈簧秤 測(cè)得的拉力并非小車(chē)沿斜面下滑時(shí)受到的合外力。盡管此方案不完美，卻 也讓學(xué)生經(jīng)歷了物理實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，通過(guò)嘗試改進(jìn)，開(kāi)拓了他們的創(chuàng)新 思維，增強(qiáng)了實(shí)踐能力。針對(duì)木探究實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一一測(cè)出小車(chē)在加速下滑時(shí)的合外力大小。在 改進(jìn)原方

5、案的基礎(chǔ)上，筆者繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考能否用彈簧秤測(cè)出小車(chē)在動(dòng) 態(tài)中受到的合力大小。師生共同努力后，提岀了新的設(shè)計(jì)方案。在使用透明膠時(shí)，當(dāng)有膠水的兩面粘在一起，想再撕開(kāi)時(shí)，我們會(huì)發(fā) 現(xiàn)用力稍大點(diǎn)或稍小點(diǎn)，透明膠總是緩慢撕開(kāi)的。受到這一現(xiàn)象的啟發(fā)， 師生利用透明膠自制一條用于連接彈簧秤和小車(chē)之間的延時(shí)膠帶，通過(guò)它 來(lái)測(cè)定小車(chē)在加速下滑時(shí)受到的合外力。撕下一段約20cm長(zhǎng)的透明膠， 將其對(duì)折后合攏，使有膠水的兩面粘在一起并壓緊，然后在膠帶的兩端裝 上小鉤即可。（如圖3所示）將長(zhǎng)木板放在水平桌上，一端用物體墊起形 成一定傾和，將彈簧秤固定好，用彈簧秤通過(guò)延時(shí)膠帶拉住小車(chē)，調(diào)整彈 簧秤拉力的方向，使其與斜面

6、平行。（如圖4所示）小車(chē)在延時(shí)膠帶作用 下緩慢勻速下滑，由平衡知識(shí)可知，彈簧秤的拉力f等于小車(chē)所受重力g、 支持力n及滑動(dòng)摩擦力f三力的合力。因此，當(dāng)撤去彈簧后，小車(chē)在木板 上加速下滑時(shí)的合力大小即為小車(chē)勻速時(shí)彈簧秤的讀數(shù)。師生共同改進(jìn)實(shí) 驗(yàn)方案，學(xué)生切身經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，嘗試用不同探究的方法驗(yàn)證物理規(guī) 律，大大增強(qiáng)了他們的求知欲和自信心。圖3圖4二、注重推導(dǎo)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)在思維“過(guò)程”可以理解為內(nèi)在和外在相結(jié)合，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作、 相互探討等是外在的過(guò)程。而讓學(xué)生思考、推導(dǎo)等注重內(nèi)在思維的參與過(guò) 程也很重要。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理常有這樣的感慨：“聽(tīng)老師分析解題時(shí)明明 白白，但自己面對(duì)問(wèn)

7、題時(shí)就朿手無(wú)策?！边@說(shuō)明學(xué)生雖然記住了物理公式、 概念、定理等知識(shí)，卻不能明白其中的真正含義。古人云：“授之以魚(yú)， 不如授之以漁。”因此，在教學(xué)中對(duì)概念的理解及公式的推導(dǎo)不容忽視。 以下是筆者在執(zhí)教高中物理（必修2） “太陽(yáng)與行星間的引力” 一節(jié)時(shí)，關(guān) 于推導(dǎo)f=gmmlr2的課堂實(shí)錄（節(jié)選）。（-）太陽(yáng)對(duì)行星的引力f行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需耍的向心力由太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供， 則有：f=mv21ro教師：牛頓所處的年代所擁有的條件，行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的線(xiàn)速度易測(cè) 量嗎？哪個(gè)物理量容易測(cè)量？學(xué)生已冇地球公轉(zhuǎn)太陽(yáng)的周期為一年的知識(shí)，因此冋答是周期to教師:根據(jù)f=mv21r及v=2 ji rlt推導(dǎo)

8、太陽(yáng)對(duì)行星的引力f的表達(dá)式。學(xué)生推導(dǎo)出f=4 n加tlt2。教師：因?yàn)椴煌行堑墓D(zhuǎn)周期t是不同的，引力f跟太陽(yáng)與行星間 的距離r關(guān)系的表達(dá)式中不應(yīng)出現(xiàn)周期t,要設(shè)法消掉t,怎么消掉t?學(xué)生：根據(jù)開(kāi)普勒第三定律r31t2=k代入f二4n2nn、lt2得f二4兀 2kmlr2o教師（引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑）：為何要消掉t?而不是m和r?（不同行星的 質(zhì)量m和軌道半徑r也不同）學(xué)生思考。教師：f=4 n 2mrlt2是否已經(jīng)可以表達(dá)太陽(yáng)對(duì)行星的引力？因?yàn)闆](méi)冇 出現(xiàn)太陽(yáng)質(zhì)量m,因此還不能表達(dá)。如果將太陽(yáng)對(duì)行星的引力類(lèi)比于磁鐵 z間的力，容易理解，此時(shí)力f與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，這樣看來(lái)可以把t消掉。（讓學(xué)生理解消掉t

9、的真正含義）教師（小結(jié)）：由f=4 n 2kmlr2可知focmlr2因?yàn)楸磉_(dá)式中沒(méi)有太陽(yáng)質(zhì)量m,因此還需繼續(xù)推導(dǎo)行星對(duì)太陽(yáng) 的引力w o（-）行星對(duì)太陽(yáng)的引力ffz =4n2k, mlr2 （m為太陽(yáng)質(zhì)量，l是與行星有關(guān)的常數(shù)）可知：f ocmlr2教師（引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑）：山focmlr2, f" ocmlr2可知f與mm成正比, 與r2成反比，為何f不是與r4成正比？教師：f與為f'作用力與反作用力的關(guān)系，根據(jù)牛頓第三定律：22 , 可知：4 n 2kmlr2=4 n 2kz mlr2,則有 km二klm 令 klm二ml二c,所以 k二cm kl=cmo 將 ecm 代入

10、 f=4 n2kmlr2 或?qū)?kl=cm 代入 f 二4 n 2l mlr2o可得:f=4 兀 2cmmlr2o教師：4n2c是個(gè)常數(shù)，令g二4n2c,結(jié)論可以寫(xiě)成：f=gmmlr2o因此，太陽(yáng)與行星間引力的大小與太陽(yáng)的質(zhì)量和行星的質(zhì)量乘積成正 比，與兩者距離的二次方成反比。（消除學(xué)生認(rèn)為f與r4成正比的誤解）這一系列的推導(dǎo)，過(guò)程雖繁瑣，卻環(huán)環(huán)相扣，中間有質(zhì)疑，也有推理 驗(yàn)證，讓學(xué)生真正明白表達(dá)式的來(lái)龍去脈，同時(shí)也感知到每個(gè)公式定理的 來(lái)之不易。三、開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)方式的一種創(chuàng)新，讓學(xué)生通過(guò)自主參與、歷經(jīng) 探索，獲得親身體驗(yàn)，從而激發(fā)他們探索和創(chuàng)新的欲望，培養(yǎng)他們樂(lè)于合 作的團(tuán)隊(duì)精神,學(xué)會(huì)交流和分享。其內(nèi)容來(lái)源于學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活，評(píng) 價(jià)的方向更關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)的過(guò)程與方法以及交流與合作、動(dòng) 手能力等。在教學(xué)中，適當(dāng)開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和 探究能力。在開(kāi)展課題研究的過(guò)程中，注意引導(dǎo)學(xué)生止確記錄研究過(guò)程和 方法，指導(dǎo)學(xué)生分析研究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題與不足，并進(jìn)行客觀(guān)有效地評(píng) 價(jià)。總之，在新課程背景下，教師應(yīng)更重視對(duì)“過(guò)程與方法”的教學(xué)，注 重學(xué)生能力的提高，在教學(xué)中不應(yīng)僅局限于將結(jié)果告知學(xué)生，更應(yīng)教給學(xué) 生分析問(wèn)題的方法。這樣讓學(xué)生多年之后仍能記住自己曾探究過(guò)的物理現(xiàn) 象、