程序教學法在物理習題講解中的應用
——以“通過摩擦力相關聯(lián)的連接體問題”的講解為例

簡偉偉

(上饒市橫峰中學 江西 上饒 334300)

斯金納是美國的心理學家和教育學家，他提出了著名的程序教學理論，被譽為“程序教學之父”．程序教學法的主要思想是：把教學內容分成一個個有邏輯聯(lián)系的小問題，鼓勵、引導學生按照所設置問題的順序，由淺入深、循序漸進地學習，從而達到各個擊破、化繁為簡的教學效果．其實施的一般流程是：

(1)把學習內容分成一個個小問題，并且按照由易到難、由淺及深的順序排列；

(2)逐步地提出問題(刺激)；

(3)鼓勵學生解決問題；

(4)學生回答問題后，教師立即就給學生反饋，讓學生知道自己回答的正確或錯誤．如果回答正確，得到鼓舞(強化)就進入下一程序學習．如果回答不正確，就采取補充程序，再學習同一內容，直到掌握為止[1]．

可簡單概括為：設置編排 — 鼓勵解答 — 及時反饋— 補充講解(或繼續(xù)深入)— 歸納總結．

很多物理習題因為情景復雜、邏輯性嚴密、限制關系多，對于這類習題的講解若采用一般的講解方法學生掌握起來比較困難、教學效果較差．此類問題若能采用程序教學法[2]，便能達到化繁為簡、通俗易懂的教學效果，現(xiàn)以通過摩擦力相關聯(lián)的連接體問題為例進行展示．

1 綜合例題

【題目】如圖1所示，在水平面上放置一足夠長的質量MA=2 kg的長木板A,在長木板的上面放置一質量MB=1 kg的方物塊B,A和B之間的動摩擦因數(shù)為μ2，A和地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，一大小為F的水平恒力作用在A上，試分析當μ1,μ2,F為表1中不同值時，A和B之間的摩擦力為多大？(最大靜摩擦力可認為等于滑動摩擦力)

圖1 題圖

μ1μ2F/NfAB的大小/N00.2300.290.40.290.40.2150.40.220

根據(jù)題目所給的已知條件和所提供的實驗數(shù)據(jù)，首先進行程序教學法設計，分析解題思路，細化流程.

2 程序教學法設計

解題思路分析：

解答該類連接體問題的基本思路是：

(1)分析最容易“跟不上整體”的物體(即該題中的物塊B，因為外力F直接作用在A上，B只是靠A對B的摩擦力作為動力而運動).

(2)假設最容易“跟不上整體”的物體在最大靜摩擦力作用下，求出其所能獲得的最大加速度(即下面表2中的aBmax).

(3)假設A和B作為一個整體看，求出其在F作用下的加速度(即表2中的“a共假設”).

(4)比較“a共假設”與“aBmax”的大小關系，若a共假設≤aBmax則二者可以作為一個整體一起以a共假設加速，若a共假設>aBmax則二者將發(fā)生相對滑動.

(5)判斷出二者的運動關系后，便可以判斷摩擦力的性質(是靜摩擦力還是滑動摩擦力).

(6)判斷出摩擦力的性質后，根據(jù)不同性質的摩擦力及受力特點分別求解對應的摩擦力．

流程一：設置編排

針對以上常規(guī)思路，可以按照思考的先后順序，設置表格，形成邏輯線索，分成一個個小問題，具體如表2所示.

表2 按照思考的先后順序設置表格

流程二:鼓勵解答(以下學生嘗試解答的過程)

生甲(第1行各問題的分析)：

(1)由于力F直接作用在A上，因此B最容易跟不上.

(2)物塊B在最大靜摩擦力作用下的最大加速度aBmax=2 m/s2.

(3)假設A和B作為一個整體看，其在F作用下的加速度a共假設=1 m/s2.

(4)a共假設=1 m/s2≤aBmax=2 m/s2說明二者可以作為一個整體以a共假設=1 m/s2加速運動.

(5)可以判斷A與B之間的摩擦力為靜摩擦力.

(6)由牛頓第二定律求得A與B之間的摩擦力f靜=1 N．

師：分析問題邏輯思路清晰，非常好．(及時鼓勵)

生乙(第3行各問題的分析)：

(1)、(2)、(3)[由于有前面兩行兩位同學的解答為基礎，(1)、(2)、(3)點的分析乙同學順利完成]略.

(4)a共假設=0≤aBmax=2 m/s2說明二者可以作為一個整體以a共假設=0加速運動.

(5)可以判斷A與B之間的摩擦力為靜摩擦力.

(6)A與B之間的摩擦力f靜=？

分析:由于學生乙受前面分析的思維定勢的影響，在第4個環(huán)節(jié)時認為，a共假設=0≤aBmax=2 m/s2，就是二者可以作為一個整體一起運動，沒有反應過來a共假設=0其實就是二者一起靜止．

流程三:及時反饋

教師引導：你前3個環(huán)節(jié)分析得很好，請你思考第4個環(huán)節(jié)，“a共假設=0是不是二者一起運動呢？原來二者是靜止還是運動的呢？”

生乙(恍然大悟)：A，B原來靜止，a共假設=0說明二者一起繼續(xù)保持靜止，A與B之間無摩擦．

師：思考到了關鍵，非常好．(及時鼓勵)

流程四：補充講解(或繼續(xù)深入)

若學生某一問題分析錯誤，教師可以進行補充講解，再讓學生分析另一行的該列問題(變式訓練)，然后進入下一環(huán)節(jié)；若學生回答順利，教師可以直接進行下一教學環(huán)節(jié)，逐步深入．(學生逐步完成后效果如表3所示)

表3 學生最終完成表格

流程五:歸納總結

通過對以上各行、各列的分析求解，學生有由淺及深的分析過程，有親身的體會，最后教師應“畫龍點睛”引導學生們做歸納總結，讓學生看清該類問題的共性和不同，形成解答這類問題的方法．

生丙:通過對表3中各行情況的對比分析，我們可以總結解答該類問題的思路如圖2所示.

圖2 通過摩擦力相關聯(lián)的連接體問題解題思路

從以上例題的分析過程可以看出，程序教學法由教師精心設計問題、編排流程，通過鼓勵學生按照所設置的問題順序，各個擊破難點問題，這樣的教學法對培養(yǎng)學生的自信心、分析問題的能力、物理思維，都有很大的作用，真正體現(xiàn)了以學生為主體，教師為主導的教育理念．