馬全民
《力的合成》是人教版必修(一)第三章第四節(jié)內(nèi)容.學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過同一直線上二力的合成;在高中已學(xué)習(xí)位移、加速度等矢量,學(xué)習(xí)了力的圖示和三種基本性質(zhì)力,這些都對本節(jié)內(nèi)容起了良好的鋪墊作用。本節(jié)內(nèi)容進一步介紹矢量運算普遍遵守的法則——平行四邊形定則,這是矢量運算的工具,同樣是高中物理的基石。
力的合成是解決力學(xué)問題的基礎(chǔ)和工具。后續(xù)課的學(xué)習(xí)中,對牛頓第二定律、物體平衡、動量定理的理解和應(yīng)用以及電場強度磁感應(yīng)強度的合成都會產(chǎn)生重要影響。這節(jié)課前接三種常見的力,后啟力的分解和力學(xué)的一些重要定律的應(yīng)用,因此這節(jié)課在物理學(xué)體系中的地位和作用至關(guān)重要。
隨著課程改革的深入,新課程改革的推入與實施,教師的教育觀念在更新,學(xué)生學(xué)習(xí)方式在轉(zhuǎn)變。我在教學(xué)過程中經(jīng)歷著,感受著,反思著。對于力的合成一節(jié)的備課,教學(xué),再備課,再教學(xué)中,我有一些體會、思考與大家分享。
新課標(biāo)要做為我們備課、上課的依據(jù)。對比了新舊課標(biāo),對會用作圖法和直角三角形的知識求共點力的合力;知道合力的大小和分力的夾角的關(guān)系的要求沒有變化。但新教材對本節(jié)的要求突出了等效替代的物理思想和探究實驗。所以在備課中,我的教學(xué)設(shè)計力圖在這兩個方面做到有效的突破。
教學(xué)設(shè)計思路為:力的等效——力的替代——尋找等效力——平行四邊形定則。教學(xué)分成幾個層次:
用簡單的生活實例為引入,分析斜拉索與橋墩都可以起到承擔(dān)橋梁重量的作用:一個大人與兩個小孩都可以提起水桶。這里體現(xiàn)了等效替代的思想,近而得出合力、分力、力的合成概念。
如果要用一個力替代幾個力,如何替代。作用效果相同是關(guān)鍵,把同學(xué)們的精力集中到尋找等效力,看合力與分力到底存在怎樣的關(guān)系。
學(xué)生進行分組實驗探究,要求做出力的圖示。之后歸納總結(jié)得出平行四邊形定則。
等效替代是物理學(xué)中常用的方法,之前找重心用到等效替代的思想,在以后的學(xué)習(xí)過程中,例如運動的合成和分解,等效電路,交流電的有效值定義等,都要用到等效替代的方法。本節(jié)想突出這一思想,幾個力找一個力替代時,緊緊抓住力的作用效果是解決問題的關(guān)鍵,并貫穿于課堂始終。
新課程提倡探究。要是讓學(xué)生在教師的“指導(dǎo)”下,把前人做成功的實驗或把已有結(jié)論的實驗再驗證一遍,這與“培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,實踐、觀察、思維等能力”的教育目標(biāo)相去甚遠。所以新課程認為物理實驗功能的體現(xiàn),不僅僅在于獲得所謂的“正確”實驗結(jié)果,更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷和體驗獲得實驗結(jié)果的探索過程。學(xué)生天性好奇、好動、好學(xué),對科學(xué)實驗更為熱愛。只有親身經(jīng)歷這樣的過程,學(xué)生才能對什么是科學(xué)、什么是科學(xué)實驗有較為深刻的理解,才能在這樣的過程中受到科學(xué)過程和科學(xué)方法的訓(xùn)練,形成科學(xué)的態(tài)度、情感和價值觀。
力的合成這一實驗由傳統(tǒng)教材的驗證實驗改成了探究實驗體現(xiàn)了新課程以學(xué)生為主體的教學(xué)思想,讓學(xué)生在探究活動中體驗更加真實而深刻。以前把實驗結(jié)果告訴學(xué)生,而我們現(xiàn)在是探究性的實驗。雖然實驗本身看起來與傳統(tǒng)教材中一樣,但寫法和學(xué)生的做法都有很大差別。
探究有難度,考慮學(xué)生的情況,我的做法是把探究實驗與提水桶緊密結(jié)合?!肮潭ㄏ鹌l的一端,這橡皮筋就相當(dāng)于那水桶;讓它沿一個方向形變,就相當(dāng)于提起水桶;用兩個彈簧測力計拉動繩套就相當(dāng)于兩小孩提水桶;再換用一個測力計拉動就相當(dāng)于一個力提水桶。要讓這一個力去替那兩個力,就要使它們作用效果相同,也就要使橡皮筋向同一個方向形變相同?!庇辛诉@樣的對照,避免一節(jié)課熱鬧的探討但實質(zhì)思路比較亂,沒有結(jié)論的場面;而是讓學(xué)生們通過對熟知的提水桶聯(lián)系到我們要探究的合力與分力的關(guān)系上,目標(biāo)明確,知道自己干什么,思維清晰,步驟清楚。采用這種做法之前的教學(xué)中,多數(shù)學(xué)生比較盲目,互相問該怎么做,為什么這么做。在與專家的研討中,想出這樣的做法,切實有效。
力的合成這一實驗在以前做為驗證實驗就并不簡單,現(xiàn)在是探究實驗更增加了難度, 所以放慢教學(xué),在探究中切身體驗,有利于理解矢量合成的法則。實驗過程中適當(dāng)引導(dǎo),引導(dǎo)的過程中可控可放。在學(xué)生動手做實驗之前就提出一個建議和一個要求。建議:“用兩個力拉動時,希望同學(xué)們兩個力適當(dāng)?shù)拇笮﹂g的夾角也大些?!币螅骸懊拷M只需要精干的做一次實驗,為了便于尋求合力與分力之間的關(guān)系,同學(xué)們要做出兩個分力與一個合力的力的圖示?!边@樣做降低了實驗探究的難度也便于得出實驗結(jié)論,讓學(xué)生更加明確實驗該做什么。不然,學(xué)生即使有了實驗設(shè)計思想,在實際操作中也很難想周全該記錄什么。要求做出兩個分力于一個合力的力的圖示,就需要學(xué)生在動手之前想好怎么記錄力的大小、方向、作用點。之前的這些準備都是為了能順利的進行到本節(jié)的重要部分:分析與論證,交流與合作。在學(xué)生實驗的過程中,課堂實現(xiàn)了學(xué)生為主體,也體現(xiàn)了教師應(yīng)該作為第一主體的意義。巡視給予指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)共性問題時集中分析討論一下,同學(xué)們有這樣的一些做法好不好?視學(xué)生出現(xiàn)的問題而定,做到“可控性的開放”。當(dāng)學(xué)生們拿出自己的“作品”,這時他們是很激動的。進一步提出問題:“建議同學(xué)們把合力的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端做連接,組成了一個四邊形,這個四邊形有什么樣的特點?”絕大多數(shù)組的同學(xué)說是平行四邊形。為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度,又提出:量量兩組對邊,檢驗是否是平行四邊形。多聽幾組同學(xué)們的數(shù)據(jù)匯報,進行充分的討論交流。歸納總結(jié)得到平行四邊形定則。
這節(jié)課的整體流程設(shè)計與課堂實施效果,我自己感覺還是比較順利,比較滿意。在反復(fù)的修改中,我擺脫了課堂教學(xué)是要一味的放手讓學(xué)生去探究的誤區(qū),學(xué)會站在學(xué)生的角度思考,盡力達成三維目標(biāo)。讓學(xué)生不會覺得物理那么難學(xué),物理與生活的聯(lián)系是那么緊密。本節(jié)課我以北京奧運會館鳥巢為結(jié)課,為這節(jié)課有個提升——我們研究的是二維受力情況,鳥巢的受力是三維情況。而鳥巢的建造也是建筑史中壯美的一筆,在此體現(xiàn)了力學(xué)之美。希望我們的教學(xué)能使學(xué)生在感受、體驗中獲得知識、體會到思想和方法、提高了能力。