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教师教学小习惯误失课堂高效率

2011-01-25白红艳

物理通报 2011年12期
关键词:匀速圆周斜面小球

白红艳

(深圳市宝安高级中学 广东 深圳 518128)

不同的成长环境,不同的思维方式,不仅造就了教师风采各异的教学风格,同时也让教师在解决教学问题时,有了对不同思维方式的偏爱.教师在教学中那些常常自认理想或纯熟的个性教学方式和可以让学生完全理解的教学内容,结果却往往事与愿违,学生未必能够认同、消化.

出现这种状况,究其原因可能是多方面的.现笔者通过教学过程中遇到的一些实例,阐述其中一个方面,即教师习以为常的个人教学习惯对课堂教学效率的影响.这不是指学科知识本身的难度带来的影响,而是指在学生构建学科知识过程中因人为因素而造成的“认知”难度上的影响.一旦学生的认知过程被一些不经意的教学习惯所影响,无论学科知识本身是否有难度,学生都会认为教师所教授的内容是有难度的.

现通过对比实际教学中的一些实际案例,展示一下不同的处理方式所带来的不同课堂教学效果,希望对大家在教学上能有所启发和思考.

1 讲授方法的影响

教学案例1:一条河宽为d,水流速度为v1,船在静水中的划行速度为v2,试分析如何行驶可以使船过河的位移最短.

方法一:利用矢量合成的几何图形分析

(1)若v1

渡河时间

图1 图2

(2)若v1>v2.则船无论向什么方向划行也不能垂直过河,最短航程不是河宽.船向什么方向划行过河位移最短呢?由图2可见,船过河的速度(水流速度与船划行速度的合速度)矢量的末端,总是在以水流速度矢量末端为圆心、以船划行速度矢量为半径的圆上.显然,当船过河速度与圆相切时,船过河速度与下游河岸夹角θ最大,有

即船划行方向与上游河岸成

时,船过河位移最短.

方法二:利用物理方程讨论分析

图3

由图3可得

sx=(v1-v2cosα)t

d=v2tsinα

s2=d2+[(v1-v2cosα)t]2

由数学函数关系可解得

船的最短航程

两种方法各有千秋.第一种解法简洁,对数学功底的要求难度要大于对物理规律本身理解的要求.第二种方法思路简单,但对公式的分析和处理上显得复杂.在实际的教学中,学生更容易理解和接受第二种方法,而第一种方法往往被一些数学比较好的学生所喜欢.因此,在教学的过程中,一定要先弄清楚所教班级的实际情况,再决定按照哪种方式讲解上课内容,而不是简单的认为,这么多年一直都这么教,没有问题.否则,可能无意中会给学生增加学习物理的难度,但这种难,却不是因为物理知识本身真的很难,而是人为造成的,这显然不利于物理教学.

2 解题示范方式的影响

方法一: 设A球下落12 m运动的时间为tA,由

要使A,B球相遇,必须有tB>tA,即

方法二:设小球A与小球B在空中相遇的时间为t,则有

解得

对比两种不同的解题方法,会发现,对第一种解题示范理解的学生人数远小于第二方法.同样都是利用时间的对比解题,但第二种方法不仅通过对比让学生很简单的解出了答案,而且还通过比较拓宽了学生对其他相遇情况的理解.因此,教师在教学中,不仅要选择好例题,同样要选择好解题的示范方法,而不是简单的从个人的喜好或习惯出发.教学过程要充分体现以学生为主体,从学生角度出发的理念.

3 教学语言表述方式的影响

教学案例3:关于平抛运动,对比教师的两种说法:

(1)平抛运动是由水平匀速直线运动和自由落体运动合成的;

(2)平抛运动可以看作是水平匀速直线运动和自由落体运动合成的.

学生对这两种说法的理解是不同的.很多教师经常用第一种说法,事实上,这句话是不严密的,容易使学生造成思维定势:认为平抛只能分解成水平的匀速直线运动和自由落体运动.第二种说法更侧重这两种分运动只是平抛运动分解的一种方式而已.下面可以通过学生对同一问题的不同解决方式,看看这两种说法带给学生的不同思维方式.

实例:如图4所示,在倾角为θ的斜面顶端A处以速度v0水平抛出一小球,落在斜面上的B点.设空气阻力不计,从抛出开始计时,经过多长时间小球离斜面的距离达到最大?这个最大距离是多少?

图4

方法一:常规分解法

如图5,从抛出开始计时,设经过t1时间,当小球的速度与斜面平行时,小球离斜面的距离达到最大,最大距离为H.

图5

vy1=gt1=v0tanθ

所以

又如图6,根据位移的几何关系

图6

解得最大距离为

方法二:沿斜面和垂直斜面方向分解

如图7,将水平速度分解为沿着斜面和垂直斜面方向的两个分速度.当垂直于斜面方向的分速度为零时,小球距离斜面最远.注意此时要分解加速度.

-2gcosθ·H=0-(v0sinθ)2

图7

解得最大距离为

比较上述两种解法,显然第二种方法更容易理解和计算.但由于学生受到思维定势的影响,常常会采用第一种方法.因此,教师在讲解知识与规律时,不仅要注意语言的通俗易懂,更要注意一些关键词汇表述的准确性,以免给学生的理解造成混淆或误解.

4 新知识引入方式的影响

教学案例4:利用匀速圆周运动与非匀速圆周运动的受力分析的对比,讲解向心力和向心加速度的概念,使学生更容易理解概念的本身.

传统教材讲法:

通过用手拉一端系有一小球的绳,当小球线速度增大或减小时,手的感觉有什么不同?如果松手会有什么现象?教材通过这个例子,做出一段文字表述,得到向心力的概念.

匀速圆周运动是曲线运动,所以做匀速圆周运动的物体必定受到与速度方向不在同一直线上的合力作用.在上面的实验中也的确如此;正是此合力的作用使小球的运动方向不断改变,始终维持在圆轨道上.虽然这个力的方向不断变化,但总是沿半径指向圆心;这个力叫做向心力.

对比讲法:

一物体在圆盘上,随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动,如图8所示.另一个物体在竖直放置的光滑圆形轨道上做非匀速圆周运动,如图9所示.结合运动状态对两物体进行受力分析.

图8中的小物体由于速度的大小不改变,受到的合力一定不存在与速度方向在同一直线上的分力,因为如果一旦存在这样的分力,速度的大小就会改变,那小物体就不会做匀速圆周运动,即匀速圆周运动的物体所受的合力只能与速度方向垂直.小物体受到的静摩擦力f始终与速度方向垂直.

图8 图9

图9中的小物体由于切线方向受到的合力F切=mgsinα≠0,所以速度大小要改变,又由于小物体做的是曲线运动,速度方向也随着改变,即小物体径向受到的合力

F径=T-mgcosα≠0

通过上述教学案例,教师无论是为了提高课堂效率,还是为了提升专业水平,都应该不断反思自己的教学.这种反思,不仅仅是对学生,对专业知识,更重要的是对自身的教学习惯.在教学中,学生需要改变,教师更需要改变.只有经过不断精细化的反思,才会更快地成长为一名优秀的物理教师.

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