高中物理合作性作業(yè)功能的研究

周為仲 皋春

摘要合作性作業(yè)可以讓學(xué)生深度理解核心知識(shí)，強(qiáng)力形成必備能力，有效內(nèi)化科學(xué)方法，聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。

關(guān)鍵詞物理作業(yè)；合作性作業(yè)

在高中物理課堂教學(xué)中，教師面對一個(gè)個(gè)活生生的、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不盡相同、認(rèn)知能力千差萬別的學(xué)生，用統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生學(xué)習(xí)，學(xué)生水平的發(fā)展、認(rèn)知能力的形成可能是不一致的。為了保證學(xué)生在成長過程中，掌握必備的基本知識(shí)、技能和方法，教師需要布置一定的作業(yè)，讓學(xué)生課后繼續(xù)去鉆研、思考、深化和鞏固所學(xué)知識(shí)，形成技能，內(nèi)化方法，學(xué)以致用。傳統(tǒng)的作業(yè)，由于呈現(xiàn)量大，學(xué)生思考時(shí)間偏少的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對作業(yè)的興趣不濃，機(jī)械模仿，重復(fù)訓(xùn)練，高耗低效。為了讓學(xué)生深度理解核心知識(shí)，強(qiáng)力形成必備能力，有效內(nèi)化科學(xué)方法，聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，我校《普通高中理科合作性作業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用研究》課題組，提出了合作性作業(yè)的概念。在傳統(tǒng)物理作業(yè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)適量的物理合作性作業(yè)來作為課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，以便讓學(xué)生課后通過活動(dòng)的、自主的反思合作式學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)效率。

一、合作性作業(yè)可以讓學(xué)生深度理解核心知識(shí)

案例1在學(xué)習(xí)《機(jī)械能守恒定律》之后，設(shè)計(jì)如下合作性作業(yè)。

在圖1中，小球在光滑曲面的A處由靜止開始釋放，運(yùn)動(dòng)至B處時(shí)，速度為V，小球質(zhì)量為m，A、B兩點(diǎn)離地高度分別為h₁、h₂。

（1）求小球在A、B兩個(gè)位置的機(jī)械能并作比較；

（2）若曲面不光滑，在小球從A處運(yùn)動(dòng)到B處的過程中，小球克服摩擦力做的功為W_f。試求出小球在A、B兩個(gè)位置的機(jī)械能并作比較；

（3）若曲面光滑，在小球A上施加一豎直向下的恒力F，試求出小球在A、B兩個(gè)位置的機(jī)械能并作比較；

（4）根據(jù)上述討論求解的過程，談?wù)勀銓C(jī)械能守恒條件的理解。

點(diǎn)評：機(jī)械能守恒定律是力學(xué)中的重要規(guī)律，機(jī)械能守恒的條件既是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，又是學(xué)生必須掌握的核心知識(shí)，課后學(xué)生通過對上述合作性作業(yè)的討論、交流，能夠加深對機(jī)械能守恒條件的理解。只有重力做功，其他力不做功或其他力做功代數(shù)和為零，系統(tǒng)的機(jī)械能總量才會(huì)保持不變。只有重力做功和只受重力也不是一回事。

二、合作性作業(yè)可以讓學(xué)生強(qiáng)力形成必備能力

案例2在學(xué)習(xí)《物體的平衡》之后，設(shè)計(jì)了如下合作性作業(yè)。

不可伸長的輕繩AO、BO的結(jié)點(diǎn)為O，在O點(diǎn)懸吊電燈L，OA繩處于水平，電燈L靜止，如圖2所示。保持O點(diǎn)位置不變，改變OA的長度使A點(diǎn)逐漸上升至C點(diǎn)，在此過程中繩OA的拉力大小如何變化？

學(xué)生在求解后反思下列問題：

（1）為什么選擇結(jié)點(diǎn)O為研究對象？

（2）為什么要作出結(jié)點(diǎn)O的受力圖？

（3）為什么要把其中任意兩個(gè)力進(jìn)行合成，還要用平行四邊形定則作出它們的合力？

點(diǎn)評：用合成法求解物體三力平衡問題是學(xué)生必備能力，但又是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中很難理解和掌握的能力。學(xué)生通過求解之后合作反思意識(shí)到：研究對象是聯(lián)結(jié)幾個(gè)力的橋梁；畫受力圖的目的是把三個(gè)抽象的、不可見的力，形象化地顯示出來，作為分析問題的載體；用合成法的目的是構(gòu)造力三角形，尋找三個(gè)力的聯(lián)系，將物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，即將物理中的三力平衡問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)中的解三角形問題。經(jīng)過這樣的合作、反思，學(xué)生才能強(qiáng)力形成必備能力。

三、合作性作業(yè)可以讓學(xué)生有效內(nèi)化科學(xué)方法

案例3在學(xué)習(xí)了《交變電流》之后，設(shè)計(jì)了如下合作性作業(yè)。

圖3是交流發(fā)電機(jī)的示意圖。

（1）畫出圖3對應(yīng)的正視圖；

（2）指出甲、乙、丙、丁四個(gè)時(shí)刻線圈平面與磁感應(yīng)線的位置關(guān)系，求出四個(gè)時(shí)刻對應(yīng)的磁通量；

（3）從導(dǎo)體切割磁感應(yīng)線的角度，求出四個(gè)時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢，大致畫出感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的曲線，即e-t圖像。

點(diǎn)評：將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖是解決空間問題的一種基本的科學(xué)方法。學(xué)生在合作討論上述作業(yè)時(shí)，通過自己的練習(xí)、感悟、反思可以將轉(zhuǎn)換圖形的科學(xué)方法內(nèi)化為自己的素養(yǎng)。在合作、討論中還可以知道先研究特殊的狀態(tài)，再研究兩個(gè)狀態(tài)之間的變化過程；用圖像表達(dá)物理規(guī)律，可以起到形象、直觀的功效。

四、合作性作業(yè)可以讓學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用

案例4在學(xué)習(xí)了《電能的輸送》之后，設(shè)計(jì)了如下的作業(yè)。

結(jié)合圖4參觀附近供電公司的輸電電路；回校后，畫出輸電示意圖；在實(shí)驗(yàn)室中，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材料設(shè)計(jì)、連接模擬電路，調(diào)試、討論、驗(yàn)證課堂中所學(xué)到的變壓器和電能輸送的知識(shí)。

點(diǎn)評：物理概念和規(guī)律是由生活中的現(xiàn)象、經(jīng)驗(yàn)概括總結(jié)而形成的。在課堂中，教師通過設(shè)計(jì)情境和問題，利用教材和實(shí)驗(yàn)，組織、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主構(gòu)建概念和規(guī)律。課后，再通過設(shè)計(jì)合作性作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生走人生活，觀察實(shí)際，將學(xué)到的知識(shí)再用來解決實(shí)際問題，不僅加深理解所學(xué)知識(shí)，而且讓學(xué)生感到物理知識(shí)很有用，引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為后續(xù)學(xué)習(xí)注入動(dòng)力，提升學(xué)習(xí)效率，形成良性循環(huán)。

物理合作性作業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用，旨在讓學(xué)生深度理解核心知識(shí)，強(qiáng)力形成必備能力，有效內(nèi)化科學(xué)方法，聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。學(xué)生通過自主探究、民主討論，合作完成了作業(yè)，不僅增長了科學(xué)知識(shí)，人的品質(zhì)也得到了更大程度的發(fā)展。因此，如何開發(fā)質(zhì)量更高與內(nèi)涵更豐富的合作性作業(yè)，課題組將進(jìn)一步深入思考與研究。