精心設計 提高物理課堂學生參與效果

劉繼

摘 ?要：本文主要思考如何提高物理課堂教學中學生的參與程度與效果，提出了一些有效方法，并以“機械能守恒定律”為例進行了實踐與反思。

關鍵詞：物理;課堂教學;學生參與;教學設計

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）9-0071-3

在高中物理課堂教學中，參與式學習能夠調動學生學習的積極性，讓學生體驗探究的過程。但從問題的提出到交流評估這一系列參與活動需要一定時間。在參與活動中，學生充分發(fā)表自己的意見會占用相當長的課堂時間。由于學生人數(shù)較多，必定會有部分學生表現(xiàn)出求異思維，使討論的問題趨于發(fā)散而占用較多的課堂時間。由于學生實驗操作技能不足導致重復實驗而占用較多的課堂時間。這樣，教師在其他教學環(huán)節(jié)上就感到時間緊張甚至不能完成教學任務。教師在備課時，要認真分析學生的實際情況和教學內容的特點，盡可能地預測學生學習中可能出現(xiàn)的問題和困難，合理制定對策，優(yōu)化教學方法，精心設計教學過程。在探究性學習中教師要加強對學生的引導，從而避免探究活動的盲目和混亂，提高課堂參與學習的效率。

1 ? ?要遵循“循序漸進，逐步深入”的教學原則

教師要將一節(jié)課的內容分成幾個大的部分，每個部分再分解為層層遞進的幾個小問題，這樣會使學生的探究目的明確、環(huán)環(huán)相扣、 逐步深入。

2 ? ?將探究性學習向課外延伸

在新課之前，教師可以布置學生圍繞探究的問題查閱相關資料、制定實驗方案、準備實驗器材。對于一些課堂上沒有來得及處理的內容，布置學生課后繼續(xù)研究，將結果以“研究報告”“學習總結”等形式交上來，教師批閱后根據需要對不同學生單獨輔導。這樣，既節(jié)省了課上的時間，又提高了課堂效率。

3 ? ?合理使用導學案

導學案可分為三個部分：課前預習學案、課內探究學案、課后練習學案。導學案最大的好處就是幫助學生明確探究目標，知道自己要干什么。教師通過問題的設置，也可以對學生的探究給予方向性的指導。實踐表明，一份好的導學案可以激發(fā)學生參與的動機，提高學生的參與效率。

關于“機械能守恒定律”的理論推導，新課程“人教版”教材中是以自由落體運動為背景推導出來的，“教科版”教材中是以平拋運動為背景推導出來的。對于剛開始學習這部分內容的學生來說，往往就會產生一個片面的認識，認為機械能守恒的條件好像就是只受重力，盡管教材中給出了說明，但這種說明很生硬。在筆者以前的教學經驗中，學生學過本節(jié)后，對于守恒條件無法真正領會，做有關考查機械能守恒條件的習題時很容易錯，對于該定律也是亂用亂套，說明學生課堂學習效果很差。筆者精心計了三個典型的物理情景，引導學生運用歸納法的思想從中總結出科學規(guī)律，讓學生真正成為學習的主體，成功克服了本節(jié)課的教學難點，提高了學生的參與效率。

4 教學設計

（一）創(chuàng)設問題情境

有以下三種實例，請同學們利用已經學過的動能定理分別研究三個實例中合外力做的功與動能變化之間的關系。（要求學生用h1和h2表示重力做功）

實例1：如圖1所示，物體自由下落，由位置1運動到位置2。

實例2：如圖2所示，一個物體沿光滑斜面下滑，由位置1運動到位置2。

實例3：如圖3所示，一個物體在斜向下的外力F1作用下沿粗糙豎直面向下運動，物體由位置1運動到位置2。

（二）學生自主探究

教師引導學生先對物體受力分析，明確哪些力做功，明確研究的過程。學生通過思考給出正確的解答過程。

實例1，只有重力做功，由動能定理得：

mgh1-mgh2=mv-mv ? ? （1）

實例2，物體受重力和支持力，但支持力不做功，由動能定理得：

mgh1-mgh2=mv-mv ? ? ? ? ? （2）

實例3，物體受重力、摩擦力F2、支持力（不做功）、推力F1，由動能定理得：

WG +W+W=mv-mv

重力做功又可以表示為：WG=mgh1-mgh2

兩式合并可得：

mgh1-mgh2+W+W=mv-mv （3）

觀察思考：我們知道功是一種過程量，而能量是一種狀態(tài)量，同時我們也知道動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，大家能否找出三個實例中物體重力勢能與動能之間的關系？

學生通過思考與討論，得到如下結論：

在（1）式和（2）式中，重力勢能的減少量等于動能的增加量;但在（3）式中，由于W和W的存在，重力勢能的減少量不等于動能的增加量。

教師繼續(xù)問：如果要使（3）式中的重力勢能的減少量等于動能的增加量，需要什么條件？

學生回答：W+W=0，相當于只有重力做功。

教師問：大家能不能研究一下三個實例中物體在位置1和位置2上的機械能關系？

學生的討論活動。

將（1）（2）式都寫成：

mv+mgh2=mv+mgh1。

即，E+E=E+E，說明物體在位置1和位置2處的機械能相等。

將（3）式寫成：

mv+mgh2=mv+mgh1+W+W。

即E+E=E+E+W+W，說明物體在位置1和位置2處的機械能不相等。

教師問：根據以上分析結果，請大家討論物體機械能守恒的條件是什么？

最后由學生進行總結發(fā)言，水到渠成地得出機械能守恒的條件——只有重力做功。

教師引導學生分析只有重力做功的幾種情況：

（1）物體只受重力，如自由落體運動、平拋運動;

（2）物體受多個力，但只有重力做功，其他力不做功;

（3）物體受多個力，但除重力以外的其他力對物體所做的總功為零。

教師提問：請大家分析一下實例1和實例2中能量的轉化過程。

學生：由于重力做功，重力勢能轉化為動能，因為其他力不做功，重力勢能的減少量等于動能的增加量，所以物體機械能守恒。

教師：回答得很好，這也就是機械能守恒的實質。并請學生討論實例3中的能量轉化過程，進一步拓展學生的思維和認識。

關于只有彈力做功時機械能守恒的情況可以放在課后讓學生自己去證明，教師可以用導學案的形式給出探究實例，提高學生的探究效率。

5 探究實例（導學案）

（1）根據重力做功與重力勢能的關系去分析彈簧彈力做功與彈性勢能的關系是什么？并通過查閱資料給予證實。

（2）如圖4所示，質量為m的物體P沿光滑水平面向右運動，與一個右端固定的輕質彈簧相撞。物體剛接觸彈簧時速度為v1，物體將彈簧向右壓縮的距離為x，此時物體的速度為v2，彈簧的彈性勢能是E（彈簧在被壓縮過程中始終遵守胡克定律），請你用動能定理表示出物體壓縮彈簧的過程中物體所受外力做的功與物體動能變化的關系。

（3）物體壓縮彈簧的過程中，物體與彈簧構成的系統(tǒng)的機械能包括哪些形式的能？

（4）根據（2）問得出的表達式，分析物體壓縮彈簧的過程中物體與彈簧構成的系統(tǒng)的機械能變化情況。

（5）在（2）問中，若用一水平向右的力F推物體，其他條件不變，請你用動能定理表示出這個過程中物體所受外力做的功與物體動能變化的關系，并分析物體壓縮彈簧的過程中物體與彈簧構成的系統(tǒng)的機械能變化情況。

（6）請你根據以上探究結論總結彈力做功與機械能變化的關系，并對課上所學的機械能守恒條件做補充和完善。

通過這樣的精心設計，學生在教師的引導下主動地探究問題、尋找規(guī)律。這樣，不但加深了學生對機械能守恒條件和本質的理解，對于機械能守恒定律的三種基本表達形式的得出也顯得水到渠成。在后面的練習中，學生能準確應用守恒條件來解題，激發(fā)了學生繼續(xù)學習物理的積極性和主動性。

參考文獻：

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[2]董耀，葛靜.提高學生主體參與度創(chuàng)建實效物理課堂[J]. 物理教學探討，2014，32（5）：26—27.

[3]陶守佳.淺談導學案在課堂教學中的作用[J]. 物理教學探討，2014，32（7）：30—32，35.

（欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊）