優(yōu)化《力的合成》的教學(xué)策略

摘 要：本文通過觀摩縣優(yōu)質(zhì)課比賽的多節(jié)課堂，對(duì)參賽選手的課堂進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了一些問題，分析其中的原因，從自身的教學(xué)體會(huì)出發(fā)，提出了優(yōu)化該節(jié)課的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：共點(diǎn)力；規(guī)范探究；猜想；交流

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）4-0021-3

筆者曾有幸觀摩了幾位老師關(guān)于《力的合成》一節(jié)的教學(xué)比賽課堂。由于這次比賽的所有選手都是前一天才得知課題，第二天比賽，因此教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間有限，基本上反映的是教學(xué)的常態(tài)。在聽課過程中，筆者發(fā)現(xiàn)了一些問題，結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷，有以下幾點(diǎn)體會(huì)。

1 正確放置“共點(diǎn)力”教學(xué)的位置

【現(xiàn)象】 先講力的合成，再講共點(diǎn)力，使學(xué)生對(duì)力的合成的條件忽視。

【原因】 “教教材”——完全按照教材順序教學(xué)。

現(xiàn)行人教版教材《力的合成》一節(jié)分為兩部分：“力的合成”與“共點(diǎn)力”。 教材在內(nèi)容順序安排上是先呈現(xiàn)“力的合成”，然后講述“共點(diǎn)力”。參賽教師大多都是按照教材的順序進(jìn)行教學(xué)，筆者認(rèn)為不妥。

【教學(xué)建議】 先講共點(diǎn)力，再講力的合成。

從知識(shí)層面上，高中階段我們涉及到的力的合成都是以共點(diǎn)力為前提，因此，筆者認(rèn)為這節(jié)課教材的安排順序有些不妥。在講授力的合成以前，學(xué)生有必要先認(rèn)識(shí)什么是共點(diǎn)力，然后再學(xué)習(xí)力的合成。因此，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)調(diào)整本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)流程如圖1所示。

2 合理引導(dǎo)探究合力與分力的大小關(guān)系

【現(xiàn)象】 課堂中對(duì)矢量的認(rèn)識(shí)教學(xué)筆墨不夠。

【原因】 本節(jié)課是學(xué)生真正認(rèn)識(shí)矢量特性的第一節(jié)課，課堂上應(yīng)盡可能用生活實(shí)例、簡(jiǎn)單明了的演示讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到矢量的特性與以前學(xué)過的物理量有很大不同。比如可以用兩把彈簧秤通過細(xì)繩套勾起一重錘，發(fā)現(xiàn)F1+F2與F不再是簡(jiǎn)單的代數(shù)和關(guān)系，引起思維沖突，體會(huì)矢量的特點(diǎn)。在實(shí)際生活中，許多問題是無法用彈簧秤測(cè)量得到合力的，比如工程設(shè)計(jì)中，能不能用一根承重梁替代幾根梁，必須通過計(jì)算那幾根梁總共承載多大的力，所以必須尋求通過計(jì)算求合力的方法，從而順理成章地進(jìn)入尋求F1、F2與F關(guān)系的過程。很多老師的課堂，似乎只是為合成而合成，學(xué)生覺得課堂的重錘、橡皮筋的情形為什么要求合力呢，彈簧秤測(cè)出來不就可以了嗎？

【教學(xué)建議】 重視猜想，加強(qiáng)體驗(yàn)，突出亮點(diǎn)。

在強(qiáng)調(diào)了等效思想、明確了合力和分力的概念后，筆者提出“合力與分力大小有什么關(guān)系？”讓學(xué)生猜想，并將自己的猜想結(jié)果寫下來。學(xué)生會(huì)寫出“合力大于分力”“合力等于兩分力之和”等一些簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)。這樣做使學(xué)生無意識(shí)地將自己關(guān)于合力和分力錯(cuò)誤的、片面的前概念都暴露了出來。然后，要求學(xué)生用實(shí)驗(yàn)來探究自己的猜想。給學(xué)生發(fā)彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼，按自然座位四人一組，每組兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)一張白紙和一塊木板。讓學(xué)生利用彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋來找出合力與分力，初步感知它們的大小關(guān)系。鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)自己的看法，在交流、評(píng)價(jià)的同時(shí)，每個(gè)學(xué)生都在積極、主動(dòng)地建構(gòu)自己對(duì)合力與分力大小關(guān)系的認(rèn)識(shí)。在交流與評(píng)價(jià)過程中學(xué)生已明確，合力的大小可以等于分力大小之和，也可以大于任一個(gè)分力大小，也可以小于任一個(gè)分力大小，將猜想中錯(cuò)誤的、片面的前概念進(jìn)行了順應(yīng)。

從運(yùn)動(dòng)學(xué)中接觸矢量到通過力的合成與分解才完成對(duì)矢量的認(rèn)識(shí)。而矢量的鞏固與拓展是在牛頓第二定律的應(yīng)用、功的計(jì)算、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、動(dòng)量、沖量、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律中完成的。由此可見，矢量是貫穿于高中物理內(nèi)容的一個(gè)重要概念。因此，在探究出力的合成遵守平行四邊形定則后，應(yīng)果斷將人教版必修1教材中第一章第二節(jié)《時(shí)間和位移》中的一個(gè)“思考與討論”再次進(jìn)行展示（如圖2），做到前后呼應(yīng)。當(dāng)時(shí)學(xué)生在這一節(jié)只是對(duì)于矢量的運(yùn)算有一個(gè)初步的感知，知道合位移不是兩個(gè)分位移的簡(jiǎn)單標(biāo)量運(yùn)算，但是究竟如何運(yùn)算還不清楚。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，在知識(shí)層面上提升的關(guān)鍵點(diǎn)是有必要讓學(xué)生的思維跨上一個(gè)更高的臺(tái)階，即學(xué)生對(duì)平行四邊形定則的認(rèn)識(shí)不能停留在力的合成層面，而應(yīng)同步上升到矢量合成（相加）層面。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到標(biāo)量和矢量的加法存在區(qū)別，矢量的加法遵守平行四邊形定則，同時(shí)也為后面學(xué)習(xí)速度等其他矢量的合成打下了良好的基礎(chǔ)。

3 規(guī)范實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)環(huán)節(jié)

【現(xiàn)象】 有兩位老師沒有任何示范和交代就讓學(xué)生動(dòng)手操作。做什么，怎么做，學(xué)生無從下手，課堂有點(diǎn)亂，實(shí)驗(yàn)效果差，教學(xué)目標(biāo)難于完成。此外，個(gè)別老師平行四邊形定則的得出過程探究不夠，卻用了過多的筆墨利用定則分析、解決實(shí)際問題。

【原因】 教學(xué)目標(biāo)不明確，學(xué)生情況不了解。

本節(jié)課不是力的合成的實(shí)驗(yàn)課，因?yàn)椤疤骄壳蠛狭Φ姆椒ā闭n程還設(shè)置了一節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課。因此，本節(jié)課只需要通過實(shí)驗(yàn)得到力的合成遵守平行四邊形定則，教學(xué)目標(biāo)就達(dá)成了。其次，學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作過程并不熟悉，教師完全讓學(xué)生自己去探究，一節(jié)課的時(shí)間不夠，而且課堂效果差。另一個(gè)極端是部分老師探究過程草草收兵，將課堂的主要精力放在利用定則分析、解決實(shí)際問題，這樣導(dǎo)致課堂重心發(fā)生了偏移，重點(diǎn)不突出。

【教學(xué)建議】 教師示范，規(guī)范探究。

本節(jié)課是第一節(jié)新課，后面還有一節(jié)專門的實(shí)驗(yàn)課，因此學(xué)生有無動(dòng)手操作應(yīng)該都可以。但教師必須在黑板上做好實(shí)驗(yàn)的示范，示范時(shí)用適當(dāng)?shù)恼Z言點(diǎn)明如何保證作用效果相同，如何記錄F1、F2和F，如何作平行四邊形，彈簧秤如何讀數(shù)等等，保證實(shí)驗(yàn)探究順利開展。

在比賽中有老師大膽嘗試，沒有任何示范就放手讓學(xué)生合作探究，導(dǎo)致課堂十分混亂，學(xué)生手足無措。或許老師的初衷是完全放手讓學(xué)生一步一步進(jìn)行探究，關(guān)鍵是課堂45分鐘有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)生無法完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也沒有這個(gè)能力完全獨(dú)立地在課堂上做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)。很多專家經(jīng)常批評(píng)新課程改革后，中學(xué)物理課堂中虛假探究比較多，肯定不是空穴來風(fēng)。筆者認(rèn)為，課堂上確實(shí)需要學(xué)生動(dòng)手探究，可以是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的某個(gè)環(huán)節(jié)或某幾個(gè)環(huán)節(jié)，其他環(huán)節(jié)完全可以告訴他們?nèi)绾稳プ?，這樣效果更佳，課堂各個(gè)環(huán)節(jié)也能順利進(jìn)行。此外，在學(xué)生合作探究的過程中教師要來回巡視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)的問題，給予正確、及時(shí)的指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)的效果。對(duì)于典型的問題要進(jìn)行集中講解，這樣最后正確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才能讓課堂順利進(jìn)行到下一個(gè)環(huán)節(jié)。在得到數(shù)據(jù)后到底是畫力的圖示還是力的示意圖可以引導(dǎo)學(xué)生思考，得到正確的答案后再作圖探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

4 注重學(xué)生學(xué)習(xí)成果的交流

【現(xiàn)象】 有老師僅根據(jù)一個(gè)力的示意圖就草率地得出這是一個(gè)平行四邊形，課堂難點(diǎn)突破過于草率。

【原因】 本節(jié)課的難點(diǎn)在于將F1、F2、F構(gòu)成一個(gè)四邊形后如何得出它是一個(gè)平行四邊形。首先，物理學(xué)的規(guī)律總是簡(jiǎn)單而有美感的，那么它會(huì)不會(huì)是最簡(jiǎn)單的平行四邊形呢？怎么知道它是不是平行四邊形，當(dāng)然是讓它與平行四邊形進(jìn)行比較。有老師僅根據(jù)一個(gè)示意圖就草率地得出這是一個(gè)平行四邊形，使本節(jié)課的整體缺少了一點(diǎn)厚重感，違背了科學(xué)探究的原理。

【教學(xué)建議】 成果交流，畫龍點(diǎn)睛。

筆者認(rèn)為“探究求合力的方法”是一次讓學(xué)生踐行科學(xué)探究方法的好機(jī)會(huì)。在老師的指導(dǎo)下學(xué)生完成兩個(gè)分力與一個(gè)合力的圖示，這三條有方向的線段滿足什么樣的規(guī)律，學(xué)生就可進(jìn)行猜想與驗(yàn)證（包括數(shù)學(xué)推理）?！百だ韵嘈?，自然界的規(guī)律是簡(jiǎn)潔明了的?！?[1]（人教版教材P46）這個(gè)四邊形猜想是平行四邊形，通過三角尺“推”平行四邊形發(fā)現(xiàn)有偏差。但通過大量同學(xué)的成果對(duì)比（如圖3），我們發(fā)現(xiàn)結(jié)果有的偏左，有的偏右，得出這種偏差是偶然誤差造成的，是令人信服的。

筆者覺得從學(xué)生的個(gè)體出發(fā)，還有一種做法也可以嘗試。當(dāng)我們堅(jiān)信它是一個(gè)平行四邊形時(shí)，在實(shí)驗(yàn)方法上是不是有進(jìn)一步改進(jìn)的地方？結(jié)點(diǎn)是不是拉到同一位置、力的方向的描繪是不是準(zhǔn)確？讀數(shù)呢？細(xì)線是否與木板平行？……再精細(xì)地做一次，更接近平行四邊形了，進(jìn)一步驗(yàn)證了當(dāng)初的想法，這樣能更好地鞏固本實(shí)驗(yàn)的操作要領(lǐng)。

此外，物理不僅僅是一門學(xué)科，更在于它是一種思維的方式，有時(shí)可能改變一個(gè)人的世界觀。這次的課堂感覺各位參賽老師都很認(rèn)真，應(yīng)該說各有特色，但筆者總覺得還缺了點(diǎn)什么，后來發(fā)現(xiàn)應(yīng)該是“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”。實(shí)際上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是沒法得出精確結(jié)論的，怎么辦？靠猜想！憑老師一個(gè)人做不夠??！找同學(xué)，一個(gè)、兩個(gè)……十幾個(gè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)偏差有左有右，也許我們可以得出平行四邊形定則，這個(gè)成功是我的嗎？是你的嗎？都不是，是大家的，所以我要感謝你，你也要感謝他人，是我們共同努力才得出了個(gè)人難以得到的結(jié)論！這樣通過這次課堂合作探究活動(dòng)不僅學(xué)到了知識(shí)，同時(shí)通過這堂課還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]張大昌.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·物理1（必修）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]周譽(yù)藹.教師教學(xué)用書 物理必修1[M].北京：人民教育出版社，2010.

[3]胡曉雄，徐志燕.基于教育生態(tài)學(xué)視野下的有效教學(xué)構(gòu)建策略[J].中學(xué)物理，2013 ，31（7）：1-3.

[4]邢紅軍.高中物理高端備課[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

[5]沈向安.對(duì)“力的合成”教材分析與教學(xué)建議[J].物理通報(bào)，2014（6）：59-61.（欄目編輯 劉 榮）