“實(shí)”字當(dāng)頭讓物理課堂落地生根
——以高中物理若干教學(xué)片段為例

江蘇省新沂市高級(jí)中學(xué) 劉東升

課堂是土壤，是知識(shí)方法、思維技能和情感的落腳處，是學(xué)生成長(zhǎng)的搖籃。教師應(yīng)熟悉與之相關(guān)的重要因素，在現(xiàn)有的資源條件下，最大限度地提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力。所以教師應(yīng)立足事實(shí)，結(jié)合實(shí)際，進(jìn)行有利于學(xué)生終生發(fā)展的教學(xué)。

一、“實(shí)”是真實(shí)，一切從學(xué)生實(shí)際出發(fā)

接手一個(gè)班一段時(shí)間后，應(yīng)該對(duì)所教學(xué)生利于提高其物理核心素養(yǎng)的相關(guān)因素有所了解，例如：閱讀量、科學(xué)精神、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)?。結(jié)合學(xué)生日常表現(xiàn)和各種素質(zhì)測(cè)試對(duì)所教學(xué)生的相關(guān)能力進(jìn)行評(píng)估并不斷優(yōu)化，使之在以后的教學(xué)中具有一定的參考價(jià)值。

教學(xué)片段1 日地拉格朗日點(diǎn)

2012 年江蘇高考題有一道關(guān)于“日地拉格朗日點(diǎn)”軌道的問題，我國成為世界上第三個(gè)造訪該點(diǎn)的國家，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽與地球連線的延長(zhǎng)線上，飛行器在該點(diǎn)幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，然后讓學(xué)生去探討飛行器與地球的線速度、向心加速度大小以及向心力的來源等問題。通過批閱學(xué)生的導(dǎo)學(xué)單，結(jié)合日常課堂調(diào)研，了解學(xué)情，根據(jù)學(xué)情針對(duì)性地展開教學(xué)。

本道題與常見的相同中心天體，不同軌道半徑的規(guī)律題型有所不同，學(xué)生由課堂的儲(chǔ)備知識(shí)，很容易得出結(jié)論，飛行器的線速度小于地球的線速度，飛行器的向心加速度小于地球的向心加速度，但有的同學(xué)馬上提出飛行器與地球同步繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，角速度 應(yīng)該相等，飛行器的軌道半徑大，所以飛行器的線速度和向心加速度應(yīng)該較大，這部分閱讀理解能力和自學(xué)能力較強(qiáng)的同學(xué)，很容易獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果，但不能做更深層次的解釋，所以要從實(shí)際出發(fā)，即時(shí)引導(dǎo)，點(diǎn)出問題實(shí)質(zhì)，飛行器的向心力由誰來提供，學(xué)生思考，自然想到太陽和地球引力的合力提供了飛行器的向心力，課外知識(shí)豐富的同學(xué)馬上補(bǔ)充說，日地徑向拉格朗日點(diǎn)距地心約150 萬千米處，二者相對(duì)于日地距離（約為15000 萬千米）要小得多，地球?qū)︼w行器的引力較大不能忽略，兩個(gè)天體的萬有引力與離心力在拉格朗日點(diǎn)平衡，使得飛行器與太陽和地球相對(duì)靜止，由此改變了傳統(tǒng)教學(xué)中只注重結(jié)論的現(xiàn)狀，將課堂的重心向問題探究的過程轉(zhuǎn)變。同時(shí)兼顧了一部分邏輯推理能力不強(qiáng)的同學(xué)也能建立與課本同步的知識(shí)架構(gòu)，保證每一層次的學(xué)生都有所收獲，從而將分層教學(xué)落到實(shí)處。

所以在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，在了解學(xué)情的基礎(chǔ)上要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分解，要根據(jù)不同學(xué)生的特點(diǎn)、短板，通過小組討論讓特點(diǎn)發(fā)揚(yáng)，讓短板改進(jìn)，從實(shí)際出發(fā)，因材施教，有針對(duì)性地訓(xùn)練和指導(dǎo)，一切有價(jià)值、有意義的課堂設(shè)計(jì)和課堂組織，都應(yīng)該根植于現(xiàn)實(shí)，都應(yīng)該有利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成。

二、“實(shí)”是求實(shí)，在物理實(shí)驗(yàn)探究中要實(shí)事求是

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，要讓學(xué)生在自主體驗(yàn)和自主建構(gòu)中實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)突破，它可以通過各個(gè)感官讓學(xué)生充分體驗(yàn)探究的樂趣，感悟物理規(guī)律的“美”，為學(xué)生思維注入“源頭活水”。所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生積極參與其中，并能有效地辨析直接經(jīng)驗(yàn)與物理之“實(shí)”兩者間的不同和聯(lián)系。

教學(xué)片段2 驗(yàn)證牛頓第二定律

人教版高中物理（必修一）第四章第二節(jié)《實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》這一內(nèi)容是歷年高考的熱點(diǎn)，但實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，大多數(shù)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)（第三節(jié)內(nèi)容就是牛頓第二定律）和相關(guān)資料的閱讀已經(jīng)有所了解，于是學(xué)生的探究欲望就大打折扣，探究成了“假探究”，索然無味。

其實(shí)本節(jié)課也可以上得“驚心動(dòng)魄”，教師索性把這個(gè)實(shí)驗(yàn)放在第三節(jié)課后再上，讓學(xué)生去“驗(yàn)證”牛頓第二定律，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生“實(shí)事求是”地去獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生就能夠發(fā)現(xiàn)自己事先掌握的結(jié)論存在“問題”，于是新的問題生成，學(xué)生探究的欲望大大增強(qiáng)。如在探究小車質(zhì)量一定時(shí)，小車的加速度與小車所受拉力的關(guān)系，圖像為什么不過原點(diǎn)，有的小組課前功課做得很足，測(cè)量數(shù)據(jù)前平衡了小車所受的摩擦力，但卻獲得了隨著拉力的增大圖線向下偏移的圖像，怎樣才能減少或消除這個(gè)系統(tǒng)誤差呢，有的學(xué)生很快想到，只要能測(cè)出細(xì)線對(duì)小車的拉力，不用懸掛物的重代替小車所受的拉力，問題就可以解決，可是如何測(cè)量細(xì)線的拉力呢，解決方案很多，如利用DIS 實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)傳感小車所受拉力，則問題可以迎刃而解。

學(xué)生在探索的過程中不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進(jìn)而能夠正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，保持學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，養(yǎng)成在具體的活動(dòng)中主動(dòng)與他人合作，尊重他人，樹立證據(jù)意識(shí)，敢于發(fā)表自己的見解，實(shí)事求是，不迷信權(quán)威的科學(xué)態(tài)度。

三、發(fā)掘規(guī)律之“實(shí)”，巧構(gòu)物理模型

物理包羅萬象，學(xué)生通過物理概念和物理規(guī)律的學(xué)習(xí)，抽象出具體的模型，相對(duì)固化一些解題思路，使感性和理性完美統(tǒng)一，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的建模思維，可以使學(xué)生捅破事實(shí)與經(jīng)驗(yàn)的一紙之隔，對(duì)物理概念和規(guī)律加以固化成像。

教學(xué)片段3 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡

帶電粒子（不計(jì)重力）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是電磁學(xué)中相對(duì)比較繁瑣的內(nèi)容，在初始教學(xué)中要教會(huì)學(xué)生快速找到規(guī)律，合理建立模型，問題就會(huì)化繁為簡(jiǎn)。例如在平行豎直雙邊界磁場(chǎng)的一邊有一帶電粒子源，向周圍發(fā)出相同、等速的粒子，問有哪些粒子能夠穿過對(duì)邊界呢，出射范圍的長(zhǎng)度有多大，放手讓學(xué)生利用尺規(guī)去發(fā)掘規(guī)律，讓小組間充分討論。最后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律，建立模型。

模型建立如下：①“L”模型，求解此類題關(guān)鍵是畫圖，在用左手定律判斷出洛倫茲力方向的基礎(chǔ)上規(guī)范作圖，由于速度始終與半徑垂直，且速度和半徑都是定值，以“L”的拐點(diǎn)（即入射點(diǎn)）為圓心畫圓，從而獲得粒子軌跡圓的圓心軌道，這樣可以追蹤到軌跡圓心的運(yùn)行規(guī)律。②“鐘擺”模型，本題由于豎直雙邊界磁場(chǎng)的限制，“鐘擺”只能從水平位置向下擺，當(dāng)“鐘擺”與另一邊界相切時(shí)達(dá)到臨界狀態(tài)，結(jié)合幾何知識(shí)就可以獲得出射點(diǎn)集中的范圍。模型的準(zhǔn)確建立，能使學(xué)生的思維更加順暢，學(xué)生在處理問題時(shí)能夠抓住事物的主要因素和本質(zhì)特征，不會(huì)眉毛胡子一把抓，胡亂分析使思維細(xì)膩但邏輯性不強(qiáng)的這部分同學(xué)也有了相對(duì)較為感性的解題依據(jù)。

教學(xué)片段4 靜摩擦力參與的平衡問題

表面粗糙的斜面體放在同樣粗糙的水平地面上，沙桶與物塊通過光滑的定滑輪用一細(xì)線連接，連接物塊的那段細(xì)線與斜面平行，連接沙桶的那段細(xì)線處在豎直方向，現(xiàn)在不斷地向小桶內(nèi)加入沙子，但三者始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。研究靜摩擦力要關(guān)注接觸面，利用平衡條件解決問題。首先由淺入深設(shè)置問題串，ⅰ斜面體對(duì)物塊的摩擦力沿斜面向上還向下，ⅱ斜面體對(duì)物塊的摩擦力一定增大嗎，ⅲ地面對(duì)斜面體的支持力怎么變化，ⅳ地面對(duì)斜面體的摩擦力增大還是減小。第一個(gè)問題屬于基本題大多數(shù)的同學(xué)都可以獲得結(jié)論，同學(xué)們可以輕易列出方程，第二個(gè)問題在第一個(gè)問題的基礎(chǔ)上又上一個(gè)臺(tái)階，這類問題由于拉力的不確定性造成了問題的多解性，學(xué)生在討論時(shí)如果能找到“變量”與“不變量”（物塊重力沿斜面向下的分力），解題的思路就會(huì)明晰很多，學(xué)生對(duì)問題一和問題二的求解方式和思維方式很容易會(huì)延續(xù)到第三問和第四問，地面對(duì)斜面體的支持力和摩擦力的變化情況會(huì)因物塊對(duì)斜面體的摩擦力方向的改變，變得撲朔迷離，此時(shí)如果能抓住三者始終相對(duì)靜止，系統(tǒng)所有的質(zhì)量沒有加速度，把它們視為一個(gè)整體巧妙建模，就會(huì)柳暗花明。

物理是指事物的內(nèi)在規(guī)律或道理，它是自然學(xué)科最重要的組成部分，物理學(xué)研究的范圍很廣，大到宇宙，小到基本粒子，它揭示了一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，那么物理教師在引領(lǐng)學(xué)生探究時(shí)，就應(yīng)該掌握知識(shí)傳授的主動(dòng)權(quán)，把時(shí)間和精力用在如何提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)上，進(jìn)而從根本上去提高學(xué)生的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這才是物理教育的“務(wù)實(shí)”之舉。