物理教学案例教学的思考_反思论文

物理教学中反思教学案例,本文主要内容关键词为:教学案例论文,物理论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

在高中新一轮课程改革中,“反思”这一教学理念被提高到了应有的高度。反思不仅仅是对物理学习一般性的回顾或重复,面且是深究物理活动中所涉及的知识、思路、策略等,具有较强的科学研究的性质。尤其是今天,当我们以创造性意识和解决新问题的能力来作为衡量和评价学生物理学习成绩优劣的主要标准时,更应该重视引导和激励学生在物理活动中进行反思。反思是一种积极的思维活动和探索行为,是发现的源泉,是训练思维、优化思维品质极好的方法。很多学生在思考复杂问题时很少去分析自己的思维过程,缺少反思意识和反思能力,造成学习效率低下。本文以如下教学案例来尝试反思教学的途径和作用,以培养学生善于反思的良好习惯。

问题 地面上固定着一个倾角为θ的足够长的斜面,有一个物体从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上运动。当物体返回底端时,其速度变为初速度的一半,求物体与斜面之间的动摩擦因数。

解析

解法1 选物体为研究对象,设物体的初速度为uo,沿斜面上升时加速度为,沿斜面上升的最大位移为s,根据牛顿第二定律和匀速直线运动的公式,有

设物体沿斜面下滑时的加速度为,根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式有

牛顿运动定律结合运动学公式,我们称之为力的观点,这是解决力学问题的基本思路和方法。引导学生反思,我们对同一个问题,能不能从多方位、多角度地进行分析、理解和反思,充分提取已有知识信息,合理挖掘题目的各个条件,找出不同的解题途径,大家是不是可以从动量观点,能量观点想想解决的方法。

解法2 应用动量定理

选物体为研究对象,物体沿斜面上升的时间为,根据动量定理,有

引导学生反思总结:根据问题的特点选择上述观点之一或某两个观点联合起来求解。一般来说,要列出物理量间瞬时表达式或对一个过程列式,可用力的观点。若对物理状态列式,可用动量或能量的观点,但对单体而言,宜选用两个定理,特别是碰撞及涉及时间的问题,优先考虑动量定理。涉及力做的功和位移等时,优先考虑动能定理,若研究对象是互相作用的物体系统,优先考虑两大守恒定律,问题中若动量或机械能有一个守恒,优先考虑应用守恒定律。经过反思,不但可以得到最优化的解题方法,开拓思路,防止思维定势,而且能及时总结出解一类问题的各种途径和技巧,并养成“从优、从快”的解题方式。继续引导学生反思:限制该问题的各个条件是否可以变换,能否特殊化变换为一般化,于是我们得到以下几种变换:

[变换一] 如图1,变换为在倾角为θ,质量为M的斜面上,有一质量为m的物块,若物块与斜面间的动摩擦因数为μ≥tanθ,当斜面静止于水平面上时,求:①物体受到的支持力大小;②地面对斜面的摩擦力。

图1

[变换二] 若0<μ<tanθ,则当斜面静止于水平面时,地对斜面的摩擦力怎样?

[变换三] 若μ=0,即斜面上表面光滑,则当斜面静止时,地对斜面的摩擦力又为多少?

[变换四] 若地光滑,而物体m与斜面M间的动摩擦因数μ=0,为使m相对斜面静止,需对斜面加一个多大的水平推力?

[变换五] 若地光滑,而物体m与斜面M间的动摩擦系数μ>tanθ,现欲对斜面施加一水平推力,仍使得m相对于M静止,求此推力的范围。

[变换六] 若地面光滑,且物体m与M间的动摩擦因数满足0<μ<tanθ,为使m相对M静止,则对斜面的水平推力的范围又怎样?

[变换七] 若地面光滑,且物体m与M间的动摩擦因数μ=0,则当m从高h的斜面顶端自由滑到底端时,m与M水平移动距离各是多少?

[变换八] 若地光滑,且m与M间的动摩擦因数μ=0,则当m从高h的斜面顶点自由滑到底端时,m与M相对地的速度各是多少?

通过变换习题给定的条件,从一题多变中拓宽学生的思维,培养学生反思的广阔性,把学过的知识能够联系起来形成知识网。如果到此为止,我们放弃继续研究的话,不免有些遗憾,为此继续引导学生反思:斜面问题在生产生活实际中能否找到相关的问题加以探究呢?

探究1 传送带的问题

传送带与水平面的夹角θ=30°,按图2所示的方向以v=4m/s的速度做匀速运动,被传送的工件质量 m=0.2kg,工件与传送带间的动摩擦因数,工件从AB的中点O放到传送带上,试分析工件做何种运动?若呢?设AB间的距离足够长。

图2

探究2 谷堆类体积的估算问题

如图3,谷物(或其他颗粒或粉料诸如煤炭、沙粒、锯末等)在自然推积时,将堆积成圆锥体,该圆锥体的底角θ应该等于该物料的摩擦临界角ψ。因为当底角θ>ψ时,物料将沿锥面下滑,使θ减小;当底角θ<ψ时,物料将静止在锥面上,使角θ增大。所以,底角应该等于该物料的摩擦临界角ψ。若已知摩擦临界角ψ和高h,则可求出谷物的体积为

图3

通过对以上问题延拓和反思,使我们的思路得到拓展,能力得到提高,视野得到开阔。

反思可以提高沟通新旧知识的联系,促进知识的同化和迁移;可以拓宽思路,优化解法,完善思维过程。反思对学生来说表现为一种积极的探索活动和富有个性化的创新精神,它具有挑战性,是一种自我超越、自我完善,它可以提高问题意识,优化思维品质,是使学生走出“题海”的有效途径。反思是高效的学习方法,最佳的纠错手段,它对优化师的物理认知结构,培养思维的灵活性和深刻性、批判性和发散性、适应性和创新性有着不可低估的作用。

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