优化“力分解”教学设计的几点思考_力的分解论文

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“力的分解”是高中力学的基础内容,在实际生产和生活中有着广泛的应用,其中等效思想的渗透、数学方法的运用是优化学生思维品质、培养学生解题能力的重要途径。因此,充分挖掘教学内容的教育因素,科学定位教学目标,让学生在获得知识的同时,经历探究过程的体验,是设计教学时应该重点关注的内容。下面就本节课的教学设计谈几点想法。

一、引入新课

本节课引入通常有以下几种方法:

1.游戏引入

2.实验引入

如图2所示的装置,如果把物块向上拉,我们可以看到台秤的读数会变小,反之如果台秤的读数变小了,即物块对台秤的压力减小了,则说明物块受到了向上拉的效果;如果把物块水平向右拉,毛刷的羽毛就要向右弯,反之亦然。

现在我们朝斜向上方拉物块,既会看到台秤的读数变小,又同时看到毛刷的羽毛向右弯,那么,这就说明了这个斜向上方的拉力产生了两个效果。这个拉力跟这两个方向的效果(力)之间究竟有什么关系,这就是本节课需要学习的内容。

3.复习引入

复习上节课学习的合力和分力、力的合成的概念,然后就直接过渡到“求一个力的分力就是力的分解”,前面研究了力的合成,本节课就研究“力的分解”。

引入新课这个环节的目的在于,创设情境,引发学生的认知冲突,激发学生的求知欲望,为新课学习做好铺垫。上述三种引入方法各有特色,我认为都可以根据自身的条件加以选用。

教材上引入新课的设计是通过拖拉机拉耙的情景(图3),说明斜向上方的拉力F能产生两个效果。学生由于缺少实际情景(动态)的观察或体验,因而是难以理解这两个效果的。

二、引导学生经历知识的发现过程

物理教学的一个重要目的就是要培养学生的理性思维。理性思维是科学素养、思维能力的最基本表现。用通俗的话说就是“说话要有根据、说话要合乎逻辑”。而“听到什么结论就说是”,迷信权威,这就是缺少理性思维的表现。为此我们必须让学生经历知识的发现过程,体验其中的科学思想和科学思维方法,落实新课程要求的三维教学目标。

例如:“力的分解是力的合成的逆运算”;“如果没有任何条件限制,一个力分解成两个共点力可以有无数解”,“×力可以产生××和××方向的作用效果”……这些结论,如果我们直接告诉学生(或者教师在黑板上板书;或者放一段视频……),学生也能接受,但是学生失去了归纳、发现这些结论的过程,学生的思维就没有从中得到锻炼,学生对这些知识的理解就必然是肤浅的,并且容易养成“什么都依赖老师讲,自己不去思考为什么、不去想结论是从哪里来的”的惰性。反之,假如让每一个学生都能够经历图4的作图过程,相信同学们对力的分解的不确定性就会有更加直观的感受和深刻的理解。

三、教学难点的突破

本节课的教学难点主要是三个细节内容,即合力作用效果的分析、分解力的平行四边形的作图、应用三角函数的知识进行定量计算。

实验探究是解决“合力作用效果的分析”这个难点的有效手段。实验探究也要注意循序渐进,要重视方法指导,不能简单地推给学生去完成,缺少指导的学生探究就会变成盲目地动手操作。

这个环节设计,没有急于让学生去体验,其目的在于理顺思路,指导学生分析问题、思考问题、解决问题的方法。步步深入、环环相扣。

接着可以安排学生的体验活动,布置同学们参照图8或者图9(两人共提一物)的方法,感受一下拉力F的作用效果,尝试将拉力F进行分解。由此体会如何分析一个力(合力)产生的效果。

由于时间关系以及教学资源的限制,能够让每一个学生参与体验的实验毕竟有限,更多的方法还是通过演示等形式,通过师生互动、合作学习,针对各种实际问题进行探究,培养学生的应用能力。为此,可以按照“实验展示→效果分析→确定分力方向→画出平行四边形→定量计算”的顺序,分别选用下页图10、11、12(视时间而定)进行分析讨论。这个过程中,要逐步提高学生的参与度,重点让学生自主活动,教师做好启发和引导工作。

四、习题难度的控制

关于“力的分解法”的教学,不少老师习惯花大量时间,讲解如何应用“力的分解法”解决静力学的有关问题,特别是枯燥地分析“合力产生的效果”,往往把学生搞得糊里糊涂,给初学高中物理的学生在心理上留下阴影。

我们知道,凡是用“力的分解法”可以解决的静力学问题,基本上都可以用“共点力的平衡法”来解决,且由于用“共点力的平衡法”解题的思路更容易理解,因此,当后来学过了“共点力的平衡法”以后,很少再有人愿意采用“力的分解法”。“力的分解法”教学的价值不是在于应用,其主要目的是为了渗透一种思想——等效替代,即用两个(或者多个)分力可以代替一个力(实际情况下“正交分解法”用得较普遍,而正交分解是不需要去考虑这个力在这两个方向产生了什么样效果的);其次,“力的分解法”的教学目的之二就是让学生经历实验探究的过程,体验从实验现象发现物理规律的科学思维方法。至于用力的分解法解决静力学有关的实际问题,难度不宜过大,过程不宜复杂(比如动态分析的问题等)。

五、课外实践活动

学习了“力的分解”后,可以安排学生利用课外时间,参观建筑工地、动手制作桥梁模型,还可以布置学生设计一个“测量某细线能够承受的最大拉力”的实验方案等等,体验力的分解的实际应用。通过这些课外实践活动,进一步激发学生自主学习的意识,培养学生创新意识和实践能力。

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