“三環(huán)節(jié)有效教學法”教學案例研究

黃春勇

摘 要：課前預學，課上對話交流及課后復習反思的“三環(huán)節(jié)有效教學”是以學生的學習為主，培養(yǎng)學生學習的自主能動性，提高學生學習素養(yǎng)的教學模式。本文以高中物理必修1“力的分解”為例，在教學中實施“三環(huán)節(jié)有效教學法”，旨在提高物理課堂教學效率的同時提高學生的自主學習能力。

關(guān)鍵詞：“三環(huán)節(jié)有效教學法”；對話交流；力的分解

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）4-0074-4

新課程關(guān)注學生的學習過程，包括課堂中師生互動、自主學習、分組合作中的行為表現(xiàn)、參與熱情和探究思考的過程等[1]。我校創(chuàng)新提出的“三環(huán)節(jié)有效教學法”要求學生課前自主預學——做好課前預習，明確新課的重點和難點；在課堂上有針對性的學習——培養(yǎng)學生自學能力；課中對話交流——在教學中創(chuàng)設(shè)物理情景，讓學生在體驗中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題；課后復習反思——物理問題來源于生活，建構(gòu)模型，反饋于生活，體驗學習的樂趣。

本節(jié)課從生活實際中提煉出模型，理論分析后能應用于解釋生活中的物理現(xiàn)象。堅持以學生體驗為中心，創(chuàng)設(shè)幾個實驗情境：泥坑拉車模型，斜拉物體模型，斜面上物體模型等，讓學生充分體驗和認識具體問題中力產(chǎn)生的實際效果，初步掌握力的分解方法，會用作圖求分力，并能用力的分解知識解釋生活實例。

【課前預學】

1.力的合成、合力與分力的關(guān)系、平行四邊形定則、作圖法求合力。

2.力的分解的一般步驟、力的分解的生活實例。

【課上對話交流】

1 小實驗引入課題

先讓學生拉綁在兩根棍子間的鋼絲，看能否拉斷？然后老師演示：借助活頁板一掌斷鋼絲，引入力的分解，如圖1。

課堂實錄1：

一個男同學試拉，沒有拉斷，后面變成兩個同學一起拉，在比較吃力的情況下拉斷了鋼絲。

[老師] 演示用活頁板一掌斷鋼絲。

[老師] 是老師的力氣變大了嗎？

[學生] 部分學生認為是，部分學生認為不是。

[老師] 比較輕松地借助活頁板把鋼絲壓斷，為什么呢？（引入力的分解）

老師先用一個彈簧秤把小車吊起來，然后用兩個彈簧成一定角度地把小車吊起來對比兩者的效果，從力的合成引出力的分解，并強調(diào)合力與分力的關(guān)系——等效替代，如圖2。

課堂實錄2：

[教師] 演示用一個彈簧秤將小車提起來，再演示兩個彈簧秤成一定角度地把小車提起來。

[學生] 觀察總結(jié)：兩次提小車的作用效果是相同的，對比力的合成，得出力的分解概念。

[學生] 練習將一個已知的恒力進行分解，即以一個恒力為對角線作平行四邊形，不作限制。

[教師] 選幾個分力夾角不同的分解方案進行展示。

[教師] 提問：不作限制的情況下，能作出多少平行四邊形？

[學生] 無數(shù)個。

[教師] 作出總結(jié)，沒有限制的情況下，同一個力可分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力，因為相同對角線的平行四邊形可有無數(shù)個。在實際進行力的分解時，我們應根據(jù)力的作用效果進行分解。

點評：剛開始教師的準備是讓一個學生去拉鋼絲是拉不斷的，但是上來了兩個學生，把鋼絲拉斷了，兩個學生親自體驗拉斷鋼絲的“難”，也能反映后面老師借助活頁板一掌斬斷鋼絲的“易”，形成學生感官上的深刻感受，引起學生的極大興趣。教師開放性地讓學生體驗更能保證學生的主體地位。教師引入課題后，學生親自動手，不加限制地對一個恒力為對角線作平行四邊形，能作出很多個，學生直接對比各自的作圖成果更容易得出力的分解的多解性。

2 實驗探究

2.1 探究1

從課本示例“拖拉機拉耙”和生活實例“拉皮箱”中建立模型——用斜向上的拉力拉水平面上的物體，如圖3。將一小車放在臺秤上，用一與水平方向成θ角的力F拉小車，讓學生觀察，研究這個斜向上拉力的作用效果，如圖4。

課堂實錄：教師演示一個臺秤上面放一個小車，豎直向上輕拉小車，會看到臺秤的示數(shù)變小。然后用斜向上的拉力拉小車。

[學生A] 可以看到臺秤的示數(shù)也變小，說明拉力有豎直向上的作用效果，小車還可以被拉向前，說明拉力還有水平向前的作用效果。

[教師] 我們可以將斜向上的拉力F分解到水平方向和豎直方向，當確定兩個分力方向，能作幾個平行四邊形呢？

[學生] 在課堂同步練習上進行嘗試，得出只能作一個平行四邊形的結(jié)論。

[學生] 通過平行四邊形定則在課堂練習上畫出分力，用幾何知識推導分力大小。

[教師] 展示學生B求解的結(jié)果：F1=Fcosθ，F(xiàn)2=Fsinθ。

[教師] 拓展：如果將作用于物體上的力改為斜向下，你認為該力產(chǎn)生什么效果？

點評：斜力拉車、拉行李等實例在生活中十分常見，學生都有體驗。對此建立模型，讓學生體會建模過程，通過把小車放在臺秤上拉動，讓學生直觀感受到斜向上的拉力拉物體的作用效果，這種容易觀察到實驗現(xiàn)象有效減低了學生的學習難度。

2.2 探究2

從正在水上滑梯滑下的人和大橋引橋上的汽車建立模型：用塑料尺子當作斜面，尺子頂端掛彈簧，彈簧下連著一輛小車，討論斜面上物體所受重力產(chǎn)生的作用效果，如圖5。

課堂實錄：

[教師] 課件展示大橋引橋和水上滑梯，提出問題，假如滑梯和引橋的坡度互換會怎么樣？

[學生C] 大橋太高了，假如變得比較陡，很難爬上去，滑梯假如變得比較平緩，那滑得都不爽，就是太慢了。

[教師] 在引橋上的車和滑梯上的人可以統(tǒng)一為一個物理模型——斜面上的物體，下面我們通過一些實驗來探究一下斜面上的物體的受力情況。

[學生] 展開活動：用尺子當作斜面，斜面頂端掛有彈簧，彈簧下連著小車。

[學生D]我觀察到放上小車以后尺子變彎了，說明小車壓尺子，彈簧也變長了。

[教師] 說明小車的重力有往哪個方向的作用效果呢？

[學生D] 有垂直于尺子（斜面）向下和拉彈簧的效果。

[教師] 我們用規(guī)范的用語可以表達為重力有垂直于斜面向下和沿斜面向下的作用效果。

[教師] 重力可以分解到垂直斜面向下和沿斜面向下的兩個方向，如圖6。

[學生] 展開活動：在同步練習上對斜面上物體的重力進行分解。利用幾何知識求解得G1=Gsinθ，G2=Gcosθ。

[教師] 隨著斜面與地面的夾角增大，觀察尺子和彈簧如何變化？

[學生] 增大斜面夾角，觀察實驗現(xiàn)象。

[學生E] 看到尺子彎曲程度變小了，彈簧被拉得更長了，這說明重力沿斜面向下的分力變大了。

[教師] 回到開始時引橋和滑梯的問題，能用物理知識分析了嗎？

[學生E] 水上滑梯需要很陡，是為了增大斜面傾角，增大沿斜面向下的分力，可以快速滑下，更加刺激。大橋引橋比較長是為了降低坡度，減小沿斜面向下的分力，容易爬坡。

[教師] 上坡的時候需要降低坡度，減少阻力，那下坡的時候呢？同樣也不能太陡，太陡了下坡會很快，這樣不安全，出行的時候安全才是第一的。

[教師] 拓展，解釋盤山公路。

點評：學生在用尺子作為斜面這個簡單實驗中直觀地看到了重力所產(chǎn)生的兩個作用效果，并從逐漸增大斜面傾角的體驗中了解坡度變化導致兩個重力分力大小的變化，從而容易解析大橋引橋和水上滑梯坡度的設(shè)計原因，也能輕易解析盤山公路等生活實例。

2.3 探究3

從如何單人把汽車從野外的泥坑中拉出來這個實際問題出發(fā)讓學生思考和討論，尋找各種方法，然后把條件限定為只有一根繩子如何把汽車拉上一個小臺階去建立模型。

課堂實錄：

[教師] 喜歡自駕游的人開車到野外時，有可能碰上泥濘的路而陷進泥坑里，這個時候如何把車拉出來呢？

[學生] 可以在輪子底下墊木板；可以打救援電話；可以找人幫忙拉；可以往泥坑里放碎石頭……

[教師] 引導學生建立模型：假如只有一根繩子，沒有其他人幫忙，能不能把車拉出來？

[學生] 體驗用兩根橡皮筋拉起小車，逐漸增大兩橡皮筋的夾角，仔細觀察。

[教師] 讓兩個學生到講臺上來，用一根繩子把一桶水吊起來，逐漸增大兩繩夾角。

[學生F] 隨著夾角的增大，橡皮筋被拉長了，拉力增大了。

[教師] 引導：小車的重力變了嗎？

[學生F] 小車的重力沒有變化，橡皮筋對手的拉力增大了。

[教師] 小車的重力可以怎么分解？小車對橡皮筋的拉力隨夾角的增大如何變化？

[學生F] 小車的重力可以分解到沿繩子伸長的兩個方向，并且在合力一定的時候，隨著兩個分力的夾角越大，分力越大。

[教師] 給你一根繩子，能不能把汽車拉上一個臺階？如圖7。

（讓學生觀看視頻：用一根繩子綁住汽車和一棵樹，讓繩子繃緊，側(cè)拉繩子，把汽車拉上來，如圖8。）

學生解析生活現(xiàn)象——一掌斷鋼絲模型轉(zhuǎn)化：

[學生G] 往下壓活頁板的過程中，兩活頁板的夾角越來越大，產(chǎn)生的分力越來越大，故能把鋼絲撐斷。

[教師] 拓展：高壓電纜，石拱橋。

點評：這里從泥坑里把汽車拉出來的生活實例提出問題，讓學生想方法解決，不做限制的時候?qū)W生思維具有發(fā)散性，能想出很多有個性的方法，不管方法是否能實現(xiàn)都應加以鼓勵，這里突出了學生個性發(fā)展，留給學生發(fā)揮創(chuàng)造力的空間。在學生充分想象以后拋出限制條件——單人用一根繩子把汽車拉上一個小臺階，學生也能朝著老師引導的方向?qū)Ρ戎八w驗過的實驗想出解決問題的辦法。在對話交流中發(fā)現(xiàn)學生的各種想法，因勢利導，把學生的思維引導到物理分析的道路上來，能夠充分鍛煉學生的思維能力，并相應地完成具體的物理教學，學到知識。

3 本課小結(jié)

課堂作詩總結(jié)：力的效果定方向，平行四邊作圖像，幾何知識求大小，學好分解心飛揚！

【課后反思】

要在課中引導學生思考討論本節(jié)課的學習核心，老師需要做到以下3個方面：

（1）充分的準備。對“力的分解”相應知識和生活實例的豐富儲備，對創(chuàng)設(shè)物理情境所需物理實驗條件的準備，對學生體驗、思考、討論過程中所衍生問題的充分考慮。

（2）開放的課堂。合理而適時的設(shè)疑，讓學生充分思考和討論，允許犯錯，允許走偏，貫穿整個探索過程的對話，從中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，重視學生思考、分析和得出結(jié)論的過程。

（3）協(xié)作學習。學生之間協(xié)作學習，相互討論能導出新問題、新想法、新方法。本節(jié)課準備的6個實驗全部來源于生活并分類呈現(xiàn)，逐個展示，層層遞進，學生在每個實驗中都能體驗到相應的物理知識，充分激發(fā)了學生的學習興趣。

參考文獻：

[1]沈明光.關(guān)注物理探究過程 創(chuàng)新多元探究方法[J].物理教學探討，2008，26（11）：10—13.

[2]黃純.“問題教學”在物理課堂中存在的問題及思考[J].物理教學探討，2011，29（2）：27—29.

（欄目編輯 鄧 磊）