诱思探究 高效生成

傅明峰，崔方

摘 要：在习题课教学中，“诱思探究”是一种教学手段，高效生成是教学的目的。本文结合“机械能守恒定律习题课”的教学课例，试图实现“诱思探究”和“高效生成”互动、动态地融合。通过学生纠错，诱思探究；深化理解，高效生成；归纳总结，生成思路；迁移应用，形成能力，希望给学生打造一个能力展示和提高的跳台，最大限度地挖掘学生的潜能。

关键词：诱思探究；高效生成；机械能守恒定律；习题教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）5-00077-4

在习题课教学中，“诱思探究”是一种教学手段，高效生成是教学的目的。在对一些难度较高的物理知识和规律进行探索、反思和讨论的过程中，善于捕捉学生思维中的闪光点，关注动态、高效生成，适时进行点拨引导，及时评价，从而提高学生的探究热情，激励解决问题的斗志，切实提高习题课教学的有效性。本文中，笔者结合“机械能守恒定律习题课”的教学课例，试图实现“诱思探究”和“高效生成”互动、动态地融合，以给学生打造一个能力展示和提高的跳台，最大限度地挖掘学生的潜能。

1 教学过程

1.1 学生纠错 诱思探究

教师：下面的问题所给出的解答是错误的，请同学们思考并指出错误的症结所在，分析和探究解答中产生错误的原因，给出正确解答。（用多媒体展示课例1）

课例1：一长为L的细绳固定在O点，O点离地的高度大于L，另一端系一质量为m的小球。开始时，线与水平方向夹角为30 °，如图1所示。求小球由静止释放后运动到最低点时的速度。

上 错误的解法：如图2，小球由A沿圆弧AC运动到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒。取小球在最低点C时的重力势能为零，则有：

mgL（1+sin30 °）=mv，

解得：v=。

错解分析：

学生1：开始小球在A点绳未拉紧，只受重力作用做自由落体运动，到达B点，绳被拉紧，改做圆周运动，如图3所示。说小球一开始就沿圆弧AC运动是错误。

教师：小球做自由落体运动和做圆周运动这两个过程，都只有重力做功，机械能守恒，岂不是整个运动过程机械能守恒，原解答正确？

学生2：不，小球做圆周运动的初速度，不可能是在点B时的瞬时速度vB。

学生3：小球的运动分3个过程：开始的自由落体运动过程；到达B点，绳被拉紧，改变运动形式的瞬时变化过程；最后的圆周运动过程。如前所说，前后两个过程机械能分别是守恒的，中间的瞬时变化过程中由于绳被拉紧，vB在沿绳方向的分速度改变为零，即绳的拉力对小球做负功，由机械能转化为内能，机械能不守恒。因此，对小球运动的全过程运用机械能守恒定律是错误的。（教师进行启发）

教师：分析正确。那么，原解产生错误的原因是什么？

学生4：原解产生错误的原因是没有通过对小球受力情况的分析，确定它的运动过程，看不到小球在B点时运动形式和能量的突变，盲目地套用课本例题的解法，导致出错。

教师：分析中肯。如果从思想方法上看，就是缺乏对具体问题进行分析的辩证思想，没有看到悬线偏角θ的数量变化所引起的问题的变化，造成思维定势的消极影响。

正确解法：（指定一个学生在黑板上做，其余学生在座位上做，最后师生共同讨论裁定）

学生：可以。该式表示小球的重力势能的减少等于其动能的增加。

教师：对。能否把这推广到一般的情形，从而作出对机械能守恒的多种理解？（一个学生回答，其他学生补充、完善，此处高效生成能较好地彰显学生的思维活力）

学生5：对机械能守恒可作出3种理解：

①物体系统在任意状态的总机械能等于其初态的总机械能。

②物体系统势能的减小（或增加）等于其动能的增加（或減小）

③物体系统中一部分物体机械能的减小等于另一部分物体机械能的增加。

教师：理解完全正确。现给你一根长细绳，两个质量不等的长方形木块和一个定滑轮，请编一道机械能守恒的题目，并解答。（学生讨论，指定一个学生上黑板板演）

课例2：一根长细绳绕过光滑的定滑轮，两端分别系住质量为M和m的长方形物块，且M>m，开始时用手握住M，使系统处于图4所示的状态。求：当M由静止释放下落高度h时的速度（h远小于半绳长，绳与滑轮质量不计）。

[解]两物块和地球组成的系统在运动过程中只有重力做功，机械能守恒。有：

（M-m）gh=（M+m）v2

解得：v=（1）

教师：如果M下降h刚好触地，那么m上升的总高度是多少？（限用机械能守恒定律解答）

学生6：（方法一）M触地，m做竖直上抛运动，由机械能守恒有：

mv2=mgh'（2）

m上升的总高度：H=h+h'（3）

由（1）（2）（3）三式联立解得：H=。

学生7：（方法二）M触地，系统机械能守恒，则M机械能的减小等于m机械能的增加。即有：

Mgh-Mv2=mgh+mv2=mgH（4）

由（1）（4）联立解得：H=。

教师：一题多解，就是启发和引导我们从不同的角度、不同的思路，用不同的方法和不同的过程去分析、解答同一问题。有3个好处：一是充分激发思维活力，提高综合运用已学知识、方法来解决问题的技能、技巧；二是训练解题思维的灵活性，促进知识、智慧的增长；三是开阔思路，提高解决问题的能力和效率。

1.3 归纳总结 生成思路

教师：通过上面的讨论，我们已经掌握了一些运用机械能守恒定律解题的方法，为了进一步提高我们的解题能力，请同学们就机械能守恒定律的使用条件、操作程序、注意事项等诸方面进行总结（由学生完成）。

学生7：（1）一个物体系在运动过程中，存在动能和势能相互转化，在只有重力做功，其他力不做功时，这样的力学问题，就可运用机械能守恒定律解决。

（2）运用机械能守恒定律解题要注意的问题：

①确定研究对象：是由哪些物体组成的物体系统；

②对研究对象进行受力分析，把握其运动过程；

③分析各个阶段诸力做功情况，必须满足机械能守恒定律的成立条件，才能依据机械能守恒列出方程；

④几个物体组成的系统机械能守恒时，其中各个物体各自机械能不一定守恒，因为它们之间有相互作用，在运用机械能守恒定律解题时，一定要着眼整体。

1.4 迁移应用 生成能力

课例3：（用多媒体示出）一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图5（a）所示。若将一个质量为m小球分别拴在链条左端和右端，如图5（b）、图5（c）所示。约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度关系，下列判断正确的是（ ）

（具体解题过程略）

2 教学反思

本节课例的展示打破常规，不按常理出牌，先让学生纠错，迎合了学生喜争辩、好表现，期望得到好评价的心理特点，所以课例一出示，就把学生的注意力都集中到所要研究的问题上来，在诱思探究的过程中迫切渴望展示才华的鼓舞下，学生立即处于主动积极的思维状态，这本身就是一种高明的组织教学手段。

学生纠错，诱思探究，能使师生始终保持信息畅通的双向传递，有利于提高教学的有效性。同时，也给学生创造了一个登顶成功的舞台，强化了他们的期望意识，起到激励他们相互竞争、交流、评价的作用，也实现了培养学生质疑精神的教育功能，还活跃了课堂教与学的气氛。在纠错过程中，渗透了科学思维方法和学习方法的教育，使学生懂得，要真正学到一点东西，不但要善于从成功的经验中学习，还要善于从失败的教训中学习。

深化理解，高效生成，主要是通過对一个机械守恒数学表达式的变换，诱导学生对机械能守恒的多角度思考理解。高效生成“一个系统机械能守恒，组成系统的各部分的机械能并不一定都守恒”，这有利于学生克服思维的固化和单向性；高效生成“着眼整体、揭示事物间的内在联系”的整体思维方法；高效生成解题思维运用的灵活性、多向性。

归纳总结，自主生成，就是巩固提高已取得的教学成果，进一步深化认识，自主生成。让学生切实掌握运用机械能守恒定律解题的条件和整体思维方法，操作程序，注意事项，以提高解题能力，这本身也是一种科学学习方法的教育。

拓展应用，能力生成，实际上就是检查和考核学生能否按照自己总结出来的解题规律，较熟练地解答相关问题，生成正向迁移的能力。

参考文献：

[1]严俊.机械能守恒定律常见“陷阱”归类[J].物理教学探讨，2009，27（6）：51.

[2]朱成相.机械能守恒定律实验的再创新[J].物理教学探讨，2010，28（7）：62.