問題呈現(xiàn)激發(fā)求知熱情，“特例”演繹促進規(guī)律掌握

鄭俊光

【摘要】高一的學(xué)生剛從初中升上高中，初中的物理知識主要展示的是一些看得見，摸得著的物理現(xiàn)象。而高中物理介紹的物理情景往往是比較抽象的，要求學(xué)生必須具備一定的空間想象能力、抽象思維的能力和綜合分析問題的能力。由于跨度大，初上高一的學(xué)生接受起來有一定的難度，易產(chǎn)生畏難的情緒。在教學(xué)過程中通過創(chuàng)設(shè)每節(jié)課教學(xué)的“興趣點”，呈現(xiàn)日常生活、物理過程出現(xiàn)的問題來激發(fā)學(xué)生的求知熱情，通過“特例”來將較抽象的物理問題“具體化”，使學(xué)生覺得“親切”，易理解，易記憶，進而“升華”到應(yīng)掌握的規(guī)律，這樣使初、高中物理知識的銜接比較順利，收到較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】呈現(xiàn)問題 建構(gòu)主義 “特例”演繹 掌握規(guī)律

在高一物理教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在進入高一以后對物理學(xué)習(xí)的困難問題：那就是上課聽課容易，下課去做作業(yè)、答卷困難；課本的練習(xí)題會做，但是課外的習(xí)題不會做；考試的成績下降得很快；由此對物理的學(xué)習(xí)失去信心，產(chǎn)生厭惡感。究其原因，其中主要的一點是初、高中物理課程標(biāo)準難度要求不相同。初、高中銜接中出現(xiàn)的“臺階”，跨度大，主要存在于物理教材內(nèi)容、教學(xué)方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維方法與心理特點上。初中物理學(xué)習(xí)的物理現(xiàn)象和物理過程，大多是“看得見，摸得著”，而且常常與日常生活現(xiàn)象有著密切的聯(lián)系。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的思維活動，大多屬于生動的自然現(xiàn)象和直觀實驗為依據(jù)的具體的形象思維，較少要求應(yīng)用科學(xué)概念和原理進行邏輯思維等抽象思維方式。對剛升上高一的學(xué)生來說，他們的分析能力、理解能力和空間想象能力等往往較差，這對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)是極為不利的。建構(gòu)主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情景即社會文化背景下，借助學(xué)習(xí)獲取知識的過程及其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式而獲得。建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)要求教師在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動機，創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情景和提示新舊知識之間聯(lián)系的線索，幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識的意義等方面發(fā)揮指導(dǎo)作用。尤其是高一學(xué)生一開始要有效進行意義建構(gòu)就更困難。筆者在進行高一物理教學(xué)設(shè)計時嘗試下面幾種做法，促使學(xué)生想學(xué)、能學(xué)，在思考、處理教師所呈現(xiàn)的教學(xué)材料過程中，逐步發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、掌握規(guī)律，從而順利完成從初中到高中物理知識學(xué)習(xí)的過渡，教學(xué)效果比較顯著。

一、創(chuàng)設(shè)情景，展示問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

筆者列舉幾例在教學(xué)設(shè)計中創(chuàng)設(shè)教學(xué)的“興趣點”，激發(fā)學(xué)生的求知熱情，從“要我學(xué)”向著“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變，通過自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，有效的進行意義建構(gòu)，掌握相應(yīng)知識的具體做法。

1.在《牛頓第三定律》一節(jié)的教學(xué)中，講到作用力與反作用力總是大小相等，同時產(chǎn)生，同時消失。設(shè)置問題：打人者同時也被打嗎？如果兩個力一樣大，是不是就可以隨便打人（討論守法、道德、受力部位的承受能力不同等）？

2.在《生活中的圓周運動》一節(jié)的教學(xué)中，想象宇航員在國際空間站中處于完全失重時的生活，多媒體平臺展示該視頻，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。

3.在《向心力》一節(jié)的教學(xué)中，設(shè)問：游樂園的“雙環(huán)過山車”到達最高點時，車與軌道沒有結(jié)緊，會掉下來嗎？如果設(shè)計合理，是否有危險？假如車在最高點突然速度為零，會掉下來嗎？還有，雜技演員在表演“水流星”節(jié)目時，只要速度足夠大，在最高點容器倒放，水也不會流下來，等等。

二、觀察事實與現(xiàn)象，概括歸納，理解概念

課堂教學(xué)要有好的教學(xué)效果，其中有一個主要環(huán)節(jié)就是精心策劃教學(xué)活動，設(shè)計好教學(xué)事件。在安排教學(xué)事件時，不同的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)任務(wù)可選用不同的型式來實施。比如，事實、概念的學(xué)習(xí)，可采用“邏輯歸納型”。筆者在高一的物理教學(xué)中經(jīng)常借助事實進行概括歸納，顯示事物的特征，建立概念，學(xué)生通過觀察事實與現(xiàn)象，認識事物特征，識記事實，理解概念。下面列舉兩個具體的教學(xué)設(shè)計實例來分析在教學(xué)過程中遇到學(xué)生難以理解的概念時可采用的教學(xué)方法。

1.在《牛頓第一定律》一節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生往往對慣性的概念理解得不好，特別是對“質(zhì)量是慣性大小的唯一量度”不大認同，總是認為運動速度大的物體慣性大。筆者通過設(shè)置具體情景，讓學(xué)生結(jié)合日常生活經(jīng)驗想象、判斷，得出正確的結(jié)論，從而理解概念、掌握概念。

教師設(shè)問：運動“快”的物體慣性一定大嗎？速度是不是慣性大小的量度？

學(xué)生回答：運動“快”的物體慣性一定大。速度是慣性大小的量度。（只憑在日常生活中觀察到的個別現(xiàn)象就做出判斷。）

教師再問：假如有一列火車進站減速前進，速度已經(jīng)很小，幾乎就要停下來了，此時慣性是不是比刮大風(fēng)時快速飛行的小樹葉小？學(xué)生們沉思，教師引導(dǎo)：火車與小樹葉哪一個運動狀態(tài)更容易改變？哪一個更容易停下來？火車雖然速度已經(jīng)很小了，但是你敢不敢用腳將它的輪子卡住，讓它停下來？顯然不能這樣做，否則腳骨粉碎了火車都停不下來。學(xué)生們會心的笑了。然而要使飛得很快的小樹葉停下來，那是舉手之勞。通過師生互動，自然得出因火車質(zhì)量大，慣性大，運動狀態(tài)難改變；小樹葉質(zhì)量小，慣性小，運動狀態(tài)易改變的正確結(jié)論。從而較好的理解、掌握了“質(zhì)量是慣性大小的唯一量度”的結(jié)論。

2.在設(shè)計《功》一課時，筆者根據(jù)以往學(xué)生在討論決定“功”的大小因素以及正確理解“正、負功”的概念問題時經(jīng)常出現(xiàn)的誤區(qū)，精心設(shè)計了幾個情景，幫助學(xué)生理解、掌握相關(guān)概念。

情景設(shè)計：

如圖所示，小滑塊m以初速度v0滑上靜止在光滑水平面上的滑板M，經(jīng)過一段時間m、M速度相同，在這個過程中，滑動摩擦力對m做的功與滑動摩擦力對M做的功大小相等嗎？

教師提問：小滑塊m對滑板M的滑動摩擦力與滑板M對小滑塊m的滑動摩擦力之間有什么關(guān)系？

學(xué)生回答：這兩個力是一對作用力與反作用力，大小相等。

教師再問：那這兩個力做的功是不是大小相等？

接著師生共同討論：功的大小不是只跟力的大小有關(guān)，還跟在力的方向上的位移有關(guān)，兩者缺一不可。上述情景，小滑塊在滑動摩擦力方向上的位移比滑板大，滑動摩擦力對小滑塊做的功較大。如果在力的方向上沒有位移，盡管力很大，力做的功仍是“零功”。

情景設(shè)計：

如圖所示，甲、乙兩絕緣小球均帶正電，在光滑水平面上沿同一直線相向運動，甲、乙兩小球的速度大小分別為v1和v2；碰撞后甲、乙兩小球都反向運動。試問：兩個帶正電的小球在相互靠近和相互遠離的過程中，兩正電荷間相互作用的斥力分別是做正功還是負功？

師生討論：兩正電荷間相互作用的一對斥力是一對作用力與反作用力，它們大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。因為兩個力的方向相反，那是不是當(dāng)作用力做正功時反作用力就一定做負功？有沒有可能兩個方向相反的力同時做正功或同時做負功呢？一個力是做正功還是做負功，是不是只由力的方向決定？

結(jié)論：一對作用力與反作用力可以同時做正功（如題例中兩個帶正電的小球相互遠離的情景），也可以同時做負功（如題例中兩個帶正電的小球相互靠近的情景），也可以是作用力做正功時反作用力做負功（如上一題例中小滑塊滑上滑板時滑動摩擦力做功的情景），甚至可以作用力沒有做功而反作用力有做功。也就是說，一個力究竟是做正功還是做負功，不是只看力的方向，而是由力的方向與位移的方向的夾角決定的。當(dāng)力的方向與位移的方向的夾角小于90°時，力做正功；等于90°時，力做零功；大于90°時，力做負功。

三、借助典型實例，通過演繹或類比的方法，使學(xué)生輕松掌握基本規(guī)律

在高一物理的教學(xué)實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)不少重要的物理定律及教學(xué)的重難點，盡管老師花了“九牛二虎之力”，講得“天花亂墜”，學(xué)生掌握起來仍然困難重重。然而借助一些典型實例進行分析，從特殊到一般，進行演繹推理，使規(guī)律逐步呈現(xiàn)，讓學(xué)生自然而然地掌握規(guī)律。下面通過兩個具體的教學(xué)設(shè)計片段來展示這種做法。

1.在《摩擦力》一節(jié)中，教學(xué)的重難點是：靜摩擦力的有、無以及大小、方向的判定。

情景設(shè)計：

找一位同學(xué)上臺，用手握住一個空的啤酒瓶，保持靜止。

教師提問：空的啤酒瓶受到幾個力的作用？是否受到靜摩擦力的作用？假如有的話，靜摩擦力有多大？

學(xué)生回答：空的啤酒瓶受到重力和靜摩擦力這兩個力的作用；由于啤酒瓶處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以F合=0，即G=f靜。

教師再問：如果空的啤酒瓶繼續(xù)保持靜止，現(xiàn)在要求握著空的啤酒瓶的同學(xué)增大握住瓶子的力度，此時空的啤酒瓶所受的靜摩擦力是否會變大？假如f靜變大，會有什么現(xiàn)象出現(xiàn)？

師生討論：f靜不會變大，不然瓶子會怎么樣？會向上飛起（引來一陣笑聲），而觀察到的現(xiàn)象是瓶子仍保持靜止。這樣學(xué)生自然而然地了解了瓶子所受的靜摩擦力跟手握緊瓶子的力的大小無關(guān)，跟將促使它相對于手向下運動的重力G有關(guān)。那么，緊握瓶子與握得不太緊，在瓶子保持靜止的情況下，是不是沒有什么區(qū)別？當(dāng)然不是，握瓶子的力增大時，瓶子所受的最大靜摩擦力增大。比如，當(dāng)瓶子裝滿水時，G總?cè)绻笥谧畲箪o摩擦力，瓶子將發(fā)生相對滑動，掉下去，所以必須通過增大手握瓶子的力來增大最大靜摩擦力，確保瓶子保持靜止。

接著再列舉幾例靜摩擦力隨著物體所受的其它外力變化而變化的具體情景，以及當(dāng)物體處于不同運動狀態(tài)時，物體所受靜摩擦力也發(fā)生相應(yīng)的變化的特例，通過演繹推理使學(xué)生逐步得出應(yīng)掌握的結(jié)論：靜摩擦力是一個“被動力”，它的有、無，大小和方向由物體所受的其它力以及物體所處的運動狀態(tài)決定。

2.在《機械能守恒定律》一節(jié)中，

教材對機械能守恒定律的敘述是：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。從中來理解機械能守恒定律成立的條件，學(xué)生掌握起來有困難，主要有下面幾點：

（1）“或”與“和”的討論。只有重力和彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，機械能守恒定律也成立。

（2）常見的彈力包括：拉力、壓力、支持力，機械能守恒定律中所講的“彈力做功”，嚴格地說應(yīng)該是“彈簧的彈力做功”。

（3）當(dāng)機械能不守恒時，那系統(tǒng)的機械能是增加還是減少？變化了多少？由什么因素決定？

針對以上問題，筆者在本節(jié)的教學(xué)設(shè)計中，分別列舉了只有重力做功、只有彈簧的彈力做功、只有重力和彈簧的彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒的具體例子，并各舉一例說明系統(tǒng)機械能有增有減，不守恒。這樣通過師生共同討論，最后得出結(jié)論：除了重力和彈簧的彈力外，其它力不做功時，系統(tǒng)的機械能守恒；“其它力”做正功時，系統(tǒng)的機械能增加，“其它力”做負功時，系統(tǒng)的機械能減少。

綜上所述，雖然高中物理難學(xué)，但在教學(xué)設(shè)計中科任老師如能針對學(xué)科特點，結(jié)合日常生活出現(xiàn)的各種物理現(xiàn)象，每節(jié)都尋找、創(chuàng)設(shè)教學(xué)的“興趣點”，激發(fā)學(xué)生的求知熱情，并借助典型實例，使抽象問題具體化，這樣學(xué)生對教材所闡述的規(guī)律有親切感，易于理解，再通過邏輯演繹、推理的方法，使學(xué)生在分析、比較的過程中產(chǎn)生“頓悟”，就可達到掌握基本規(guī)律的目的，促進高一學(xué)生從初中到高中物理學(xué)習(xí)中知識能力、思維能力的銜接，為全面提高高中生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)及高考備考打下堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

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