新课程改革背景下的习题课程设计实例_加速度论文

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习题教学是物理教学整个过程的重要环节。习题课无论是现在的新课改,乃至今后,都是物理教学中不可回避的一种课型。传统的习题教学非常重视“知识和技能”,将习题教学作为概念、规律的复习与巩固,使其承担着对课堂教学反馈和补充的任务,受到了教师、学生乃至家长前所未有的重视。当然,对“知识和技能”的重视是很重要的,但是片面的、过分的注重“知识和技能”,往往忽视了“过程和方法”与“情感、态度和价值观”的习题教学。过分追求结果,轻视过程的习题教学,最终不能落实“知识和技能”的目标,或者只是短时效益,没能教会学生“知其然,又知其所以然”,学生还是不能独立分析和解决问题,不能解决学生对物理“好听、好懂、难做”的现状,同时也背离了基础教育为学生终身发展、持续发展的基本目标。

新课改的课堂教学倡导“自主、体验、探究、合作”,如何在习题课的教学中对新课改的课堂教学理念有所体现?下面以牛顿运动定律应用的一节习题课“利用F=ma求解加速度a”为例子谈谈我对习题课的教学设计,以期对同行们有所启迪。

一、教学设计素材

1.问题探究,引入课题

问题1 从牛顿第二定律F=ma可知,无论多么小的力都可以使物体产生加速度,可是我们用力提一个很重的箱子,却提不动它,这跟牛顿第二定律有否矛盾?为什么?

问题2 根据牛顿第二定律判断下列说法正误:( )

A.加速度和合力的关系是瞬间对应关系,即a与F同时产生、同时变化、同时消失

B.加速度的方向总是与合外力的方向相同

C.同一物体的运动速度越大,受到的合外力越大

D.物体的质量与它所受的合外力成正比,与它的加速度成反比

2.变式教学,螺旋上升

例题1 质量m=5kg的物体放在光滑水平面上,求物体在水平向右拉力F=20N作用下的加速度。(解答略。

变式1 质量m=5kg的物体放在水平面上,已知物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.2。求物体在水平向右拉力F=20N作用下的加速度。(解答略。

变式2 质量m=5kg的物体放在光滑水平面上,受到与水平方向成θ=37°角斜向右上方拉力F =20N作用,求物体的加速度。(解答略。

例题2 质量为m的物体,放在与水平方向成θ角的光滑斜面上,求物体运动的加速度。(解答略。A=gsinθ)

变式1 质量为m的物体,放在与水平方向成θ角的斜面上。已知物体和斜面间的动摩擦因数μ,求物体运动的加速度。(解答略。a=gsinθ-μgcosθ)当μ=0.2、θ=37°时物体运动的加速度大小?(解答略。

变式2 质量为m=2kg的物体,放在与水平方向成θ=37°角的斜面上,该物体恰能匀速向下滑行。现在给物体一个与斜面平行向上的力F=30N的拉力作用,求物体沿斜面向上运动的加速度。(解答略。

二、教学设计流程

教学设计流程如下框图所示。

三、教学设计思想

1.教材是要创造的,资源是要整合的

新课改下,教材有许多不同的版本,大多数教材将“牛顿第二定律的应用”一节删除,少数版本将其保留。无论是删除还是保留,其实质都是两类问题,一个是关于已知物体受力情况求解运动情况,另一个是已知物体运动情况求解受力情况,并且这两类问题都具有牛顿运动定律应用的典型性、综合性、复杂性。

新课改下,教材的多样性,要求教师按照课程标准和考试大纲,依据教育教学规律,从学生实际情况出发,创造性的开发与利用教材,而不是简单的照搬教材。我自己对“牛顿第二定律应用”有多年的教学体会,感到在直接讲授两类基本问题之前,必须要对“利用F=ma求解加速度a”的解决问题中物理过程、思想和方法进行教学。所以,特此设计了本课例。

问题探究的两个问题(见教学设计素材)一个是人教版教材课后练习,另一是对鲁科版教材课后的练习作少许改编,它们能反馈学生对牛顿第二定律F=ma的理解情况,是很有针对性和有效性的教学资源,也为应用教学做铺垫。例题1和例题2以及他们的变式(见教学设计素材)是常见题目的改编和组合,以期让学生逐步由低到高,由外到内真正透彻理解解决问题的物理过程和方法。

2.教你简单的,学会复杂的

教师在教学中,把典型的例题按其物理过程和物理思想的有机构成,采用变式手段,分解成过程单一、思维清晰、方法明了的几个简单题目,再进行独立而有机的解答,让学生逐步地由低到高、由外到内、由浅到深、由易到难,真正感悟答案之外的物理过程和物理思想实质,最终将典型的例题的综合性与复杂性化于“无形”之中,这就会使习题教学起到事半功倍的效果。本课例就是依据这样的思路而设计。教师为学生搭建“脚手架”,逐步引导学生独立运用物理知识进行分析问题和解决问题。教会学生简单的,让学生会解决复杂的;学生能够独立解决例题1的变式3和例题2的变式2就是对教学目标的落实和教学效果的体现。

物理教师应该通过自己的工作,全局把握中学物理的思想、方法,能针对具体教学内容,去寻找一个既简单明了又能承载物理知识、物理思想和物理方法教学功能的知识切入点,然后在小小的知识点的教学中,小题大做,做精、做深、做透,让学生感到物理简单、好学,又可以真正领悟物理的思想和方法,能举一反三,融会贯通。日常习题教学的智慧在于“简单问题深入化,复杂问题简单化”。

3.知识是综合的,认知是螺旋式的

牛顿运动定律的应用问题是中学物理教学中让教师和学生感到难教和难学的问题之一,这是因为此类问题的综合性和复杂性决定的,尤其是典型例题,它既有受力分析又有运动分析,是集中力和运动学知识的综合运用,是教学中重难点的焦点。

教学实践中发现,无论教师如何认真讲解,甚至是一而再、再而三地利用多次机会重解、再解,但是结果是仍有许多学生不得要领,不知其所以然。如何打破教学上多次重复而又是“无用功”呢?我们要依据学生的认知规律而设计教学内容。

一方面,对于知识难点,要想办法把信息传递过程延长。把知识拉成线,拉成条,化整为零,消化知识硬块。同时要让知识在不同阶段反复出现,逐步加深。在本课例中,我先复习巩固牛顿第二定律的知识;在牛顿第二定律应用阶段,先解决水平方向上的问题,再逐渐深入到斜面问题;先分析物体受一个力的情况,再逐渐深入到物体受两个、三个力的问题。这样既有教学的层次性,又有教学的交互性,促进知识螺旋式上升。

另一方面,在解决物理问题当中要注意,显性知识和隐性知识并存,而且发生着动态的相互作用。尤其在习题课中,有经验的教师在得到问题结果的同时,更加注重其中隐性知识的渗透;将隐性知识转化到显性知识是解决问题的重点,教师在引导学生解决简单显性的问题中,从深入问题的本质去感悟物理思想和方法等隐性知识。它们相互转化的过程也是知识螺旋式上升的过程。在本课例的设计时,对选题和变式,既要考虑问题的递进关系,又要考虑问题的相似性。这也是综合考虑学生认知上存在“最近发展区”和知识的习得要“螺旋式上升”的认知规律。

4.反馈是多样的,评价是动态的

课堂中对学生的学习效果反馈没有既定的程式和方法,而是多样化的、动态的、即时的。教学的智慧在于课堂中及时把握学习情况,创造多样化的反馈方式。习题课的教学更加需要及时反馈和反馈方式的多样化。课堂中对学生的学习评价是教师与学生之间、学生与学生之间最好的情感交流,课堂中对学生的学习评价也是是动态的、即时的。

对于“利用F=ma求解加速度a”的教学中,可以这样做:

探究问题的问题1和问题2,采取“头脑风暴式”的抢答和纠错,达到深刻理解牛顿第二定律。

对于例题1及变式1、例题2采取个别提问。学生讲述解题思路,教师与学生一边交流一边板演,将解决问题的思想和方法在交流中渗透给全体学生。

对于例题1及变式2、例题2的变式1采取投影展示。将个别中等生的解题过程用投影展示,学生对其做出评价,教师总结评价(也可以将规范的解答过程对比展示)。将解决问题的错误和不足作为教学资源让学生共享,更加能够增强教学的亲和力和有效度。

对于例题1及变式3、例题2的变式2,采取学生独立完成。有前面的解题过程、思想和方法为学生搭建了“脚手架”,学生掌握了解决“利用F=ma求解加速度a”的问题实质,就容易独立完成这两个典型的题目,毕竟我们最终要教会学生独立解决问题的能力。若时间不足可作为课后作业让学生独立完成。

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