问题呈现激发求知热情，“特例”演绎促进规律掌握

郑俊光

【摘要】高一的学生刚从初中升上高中，初中的物理知识主要展示的是一些看得见，摸得着的物理现象。而高中物理介绍的物理情景往往是比较抽象的，要求学生必须具备一定的空间想象能力、抽象思维的能力和综合分析问题的能力。由于跨度大，初上高一的学生接受起来有一定的难度，易产生畏难的情绪。在教学过程中通过创设每节课教学的“兴趣点”，呈现日常生活、物理过程出现的问题来激发学生的求知热情，通过“特例”来将较抽象的物理问题“具体化”，使学生觉得“亲切”，易理解，易记忆，进而“升华”到应掌握的规律，这样使初、高中物理知识的衔接比较顺利，收到较好的教学效果。

【关键词】呈现问题 建构主义 “特例”演绎 掌握规律

在高一物理教学中，我们发现很多学生在进入高一以后对物理学习的困难问题：那就是上课听课容易，下课去做作业、答卷困难；课本的练习题会做，但是课外的习题不会做；考试的成绩下降得很快；由此对物理的学习失去信心，产生厌恶感。究其原因，其中主要的一点是初、高中物理课程标准难度要求不相同。初、高中衔接中出现的“台阶”，跨度大，主要存在于物理教材内容、教学方法和学生的学习能力、思维方法与心理特点上。初中物理学习的物理现象和物理过程，大多是“看得见，摸得着”，而且常常与日常生活现象有着密切的联系。学生在学习过程中的思维活动，大多属于生动的自然现象和直观实验为依据的具体的形象思维，较少要求应用科学概念和原理进行逻辑思维等抽象思维方式。对刚升上高一的学生来说，他们的分析能力、理解能力和空间想象能力等往往较差，这对培养学生的学科素养是极为不利的。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助学习获取知识的过程及其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。建构主义的学习要求教师在激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机，创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义等方面发挥指导作用。尤其是高一学生一开始要有效进行意义建构就更困难。笔者在进行高一物理教学设计时尝试下面几种做法，促使学生想学、能学，在思考、处理教师所呈现的教学材料过程中，逐步发现问题、发现规律、掌握规律，从而顺利完成从初中到高中物理知识学习的过渡，教学效果比较显著。

一、创设情景，展示问题，激发学生的学习兴趣

笔者列举几例在教学设计中创设教学的“兴趣点”，激发学生的求知热情，从“要我学”向着“我要学”转变，通过自主学习和协作学习，有效的进行意义建构，掌握相应知识的具体做法。

1.在《牛顿第三定律》一节的教学中，讲到作用力与反作用力总是大小相等，同时产生，同时消失。設置问题：打人者同时也被打吗？如果两个力一样大，是不是就可以随便打人（讨论守法、道德、受力部位的承受能力不同等）？

2.在《生活中的圆周运动》一节的教学中，想象宇航员在国际空间站中处于完全失重时的生活，多媒体平台展示该视频，激发学生学习热情。

3.在《向心力》一节的教学中，设问：游乐园的“双环过山车”到达最高点时，车与轨道没有结紧，会掉下来吗？如果设计合理，是否有危险？假如车在最高点突然速度为零，会掉下来吗？还有，杂技演员在表演“水流星”节目时，只要速度足够大，在最高点容器倒放，水也不会流下来，等等。

二、观察事实与现象，概括归纳，理解概念

课堂教学要有好的教学效果，其中有一个主要环节就是精心策划教学活动，设计好教学事件。在安排教学事件时，不同的教学内容和教学任务可选用不同的型式来实施。比如，事实、概念的学习，可采用“逻辑归纳型”。笔者在高一的物理教学中经常借助事实进行概括归纳，显示事物的特征，建立概念，学生通过观察事实与现象，认识事物特征，识记事实，理解概念。下面列举两个具体的教学设计实例来分析在教学过程中遇到学生难以理解的概念时可采用的教学方法。

1.在《牛顿第一定律》一节的教学中，学生往往对惯性的概念理解得不好，特别是对“质量是惯性大小的唯一量度”不大认同，总是认为运动速度大的物体惯性大。笔者通过设置具体情景，让学生结合日常生活经验想象、判断，得出正确的结论，从而理解概念、掌握概念。

教师设问：运动“快”的物体惯性一定大吗？速度是不是惯性大小的量度？

学生回答：运动“快”的物体惯性一定大。速度是惯性大小的量度。（只凭在日常生活中观察到的个别现象就做出判断。）

教师再问：假如有一列火车进站减速前进，速度已经很小，几乎就要停下来了，此时惯性是不是比刮大风时快速飞行的小树叶小？学生们沉思，教师引导：火车与小树叶哪一个运动状态更容易改变？哪一个更容易停下来？火车虽然速度已经很小了，但是你敢不敢用脚将它的轮子卡住，让它停下来？显然不能这样做，否则脚骨粉碎了火车都停不下来。学生们会心的笑了。然而要使飞得很快的小树叶停下来，那是举手之劳。通过师生互动，自然得出因火车质量大，惯性大，运动状态难改变；小树叶质量小，惯性小，运动状态易改变的正确结论。从而较好的理解、掌握了“质量是惯性大小的唯一量度”的结论。

2.在设计《功》一课时，笔者根据以往学生在讨论决定“功”的大小因素以及正确理解“正、负功”的概念问题时经常出现的误区，精心设计了几个情景，帮助学生理解、掌握相关概念。

情景设计：

如图所示，小滑块m以初速度v0滑上静止在光滑水平面上的滑板M，经过一段时间m、M速度相同，在这个过程中，滑动摩擦力对m做的功与滑动摩擦力对M做的功大小相等吗？

教师提问：小滑块m对滑板M的滑动摩擦力与滑板M对小滑块m的滑动摩擦力之间有什么关系？

学生回答：这两个力是一对作用力与反作用力，大小相等。

教师再问：那这两个力做的功是不是大小相等？

接着师生共同讨论：功的大小不是只跟力的大小有关，还跟在力的方向上的位移有关，两者缺一不可。上述情景，小滑块在滑动摩擦力方向上的位移比滑板大，滑动摩擦力对小滑块做的功较大。如果在力的方向上没有位移，尽管力很大，力做的功仍是“零功”。

情景设计：

如图所示，甲、乙两绝缘小球均带正电，在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙两小球的速度大小分别为v1和v2；碰撞后甲、乙两小球都反向运动。试问：两个带正电的小球在相互靠近和相互远离的过程中，两正电荷间相互作用的斥力分别是做正功还是负功？

师生讨论：两正电荷间相互作用的一对斥力是一对作用力与反作用力，它们大小相等、方向相反，作用在同一条直线上。因为两个力的方向相反，那是不是当作用力做正功时反作用力就一定做负功？有没有可能两个方向相反的力同时做正功或同时做负功呢？一个力是做正功还是做负功，是不是只由力的方向决定？

结论：一对作用力与反作用力可以同时做正功（如题例中两个带正电的小球相互远离的情景），也可以同时做负功（如题例中两个带正电的小球相互靠近的情景），也可以是作用力做正功时反作用力做负功（如上一题例中小滑块滑上滑板时滑动摩擦力做功的情景），甚至可以作用力没有做功而反作用力有做功。也就是说，一个力究竟是做正功还是做负功，不是只看力的方向，而是由力的方向与位移的方向的夹角决定的。当力的方向与位移的方向的夹角小于90°时，力做正功；等于90°时，力做零功；大于90°时，力做负功。

三、借助典型实例，通过演绎或类比的方法，使学生轻松掌握基本规律

在高一物理的教學实践中，笔者发现不少重要的物理定律及教学的重难点，尽管老师花了“九牛二虎之力”，讲得“天花乱坠”，学生掌握起来仍然困难重重。然而借助一些典型实例进行分析，从特殊到一般，进行演绎推理，使规律逐步呈现，让学生自然而然地掌握规律。下面通过两个具体的教学设计片段来展示这种做法。

1.在《摩擦力》一节中，教学的重难点是：静摩擦力的有、无以及大小、方向的判定。

情景设计：

找一位同学上台，用手握住一个空的啤酒瓶，保持静止。

教师提问：空的啤酒瓶受到几个力的作用？是否受到静摩擦力的作用？假如有的话，静摩擦力有多大？

学生回答：空的啤酒瓶受到重力和静摩擦力这两个力的作用；由于啤酒瓶处于静止状态，所以F合=0，即G=f静。

教师再问：如果空的啤酒瓶继续保持静止，现在要求握着空的啤酒瓶的同学增大握住瓶子的力度，此时空的啤酒瓶所受的静摩擦力是否会变大？假如f静变大，会有什么现象出现？

师生讨论：f静不会变大，不然瓶子会怎么样？会向上飞起（引来一阵笑声），而观察到的现象是瓶子仍保持静止。这样学生自然而然地了解了瓶子所受的静摩擦力跟手握紧瓶子的力的大小无关，跟将促使它相对于手向下运动的重力G有关。那么，紧握瓶子与握得不太紧，在瓶子保持静止的情况下，是不是没有什么区别？当然不是，握瓶子的力增大时，瓶子所受的最大静摩擦力增大。比如，当瓶子装满水时，G总如果大于最大静摩擦力，瓶子将发生相对滑动，掉下去，所以必须通过增大手握瓶子的力来增大最大静摩擦力，确保瓶子保持静止。

接着再列举几例静摩擦力随着物体所受的其它外力变化而变化的具体情景，以及当物体处于不同运动状态时，物体所受静摩擦力也发生相应的变化的特例，通过演绎推理使学生逐步得出应掌握的结论：静摩擦力是一个“被动力”，它的有、无，大小和方向由物体所受的其它力以及物体所处的运动状态决定。

2.在《机械能守恒定律》一节中，

教材对机械能守恒定律的叙述是：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。从中来理解机械能守恒定律成立的条件，学生掌握起来有困难，主要有下面几点：

（1）“或”与“和”的讨论。只有重力和弹力做功的物体系统内，机械能守恒定律也成立。

（2）常见的弹力包括：拉力、压力、支持力，机械能守恒定律中所讲的“弹力做功”，严格地说应该是“弹簧的弹力做功”。

（3）当机械能不守恒时，那系统的机械能是增加还是减少？变化了多少？由什么因素决定？

针对以上问题，笔者在本节的教学设计中，分别列举了只有重力做功、只有弹簧的弹力做功、只有重力和弹簧的弹力做功，系统机械能守恒的具体例子，并各举一例说明系统机械能有增有减，不守恒。这样通过师生共同讨论，最后得出结论：除了重力和弹簧的弹力外，其它力不做功时，系统的机械能守恒；“其它力”做正功时，系统的机械能增加，“其它力”做负功时，系统的机械能减少。

综上所述，虽然高中物理难学，但在教学设计中科任老师如能针对学科特点，结合日常生活出现的各种物理现象，每节都寻找、创设教学的“兴趣点”，激发学生的求知热情，并借助典型实例，使抽象问题具体化，这样学生对教材所阐述的规律有亲切感，易于理解，再通过逻辑演绎、推理的方法，使学生在分析、比较的过程中产生“顿悟”，就可达到掌握基本规律的目的，促进高一学生从初中到高中物理学习中知识能力、思维能力的衔接，为全面提高高中生物理学科的核心素养及高考备考打下坚实的基础。

参考文献：

[1]李云会.教师必备的教学素养与品性.东北师范大学出版社，2010.

[2]王震刚.优秀教师教学回望录.江苏美术出版社，2011.