物理教学中应把握学生思维起点顺势而为
2018-10-29张宏齐
张宏齐
摘 要：学生的思维闪光点、学生的疑惑、学生的分歧、学生的错误都具有教学价值，顺着学生的思路开展教学探究活动，有利于教学过程中把握学生的思维起点，可让学生更积极地参与到物理课堂中，不仅可以破解学生的疑惑，有效降低教学起点，使教学更加贴近学生的最近发展区，还能打造具有丰富思维含量的课堂，培养学生的分析综合能力，丰富物理教学的内涵。
关键词：思维起点；闪光点；疑惑；分歧；错误
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）6-0006-4
教师必须关注学生的学习状态，尊重学生的学习起点，一切从学生实际出发，在教学中贯彻“深入浅出”的要求，把复杂的内容讲得简单明了，把深奥的道理讲得通俗易懂，把抽象的原理概念讲得生动形象，进而充分组织学生合作探究，在师生的交流中让学生切实掌握并灵活运用知识，以不断提高解决实际问题的能力[1]。学生在学习过程中会产生各种错误、疑惑，在师生、生生交流的过程中碰撞出思維的闪光点，也会产生各种分歧。教师组织教学时，挖掘学生思维闪光点、学生疑惑、学生分歧、学生错误的教学价值，顺着学生的思路开展教学探究活动，能更好地把握学生思维的起点，可让学生更积极地参与到物理课堂中，不仅可以破解学生的疑惑，有效降低教学起点，使教学更加贴近学生的最近发展区，还可以提升课堂的思维含量，培养学生的分析综合能力。
1 利用学生思维的闪光点打造智慧课堂
教学中营造自由、宽松的课堂氛围让学生敢于发表自己的见解，敢于提出不同的观点。敢于发表自己的见解，尤其是有独到见解的学生教师要及时给与表扬；对发表了错误见解的学生教师要给与鼓励和帮助，以保护学生的自信心。有了这样的课堂氛围，学生积极思考物理问题并分享自己见解的意愿会增加。尤其是遇到物理问题时，学生提出了独到的解法，得到老师和同伴的肯定之后，学生会倍感自豪。这培养了学生物理学习的自我效能感，从而提升了学生学习物理的积极性，学生的课堂参与程度会更高，为课堂教学效率的提高奠定基础。教师要在教学中善于捕捉学生思维的闪光点，并顺着学生的思路开展后续教学，让课堂充满学生的智慧。
例如，在匀变速直线运动的章末习题教学中，按照原先预设的思路讲解完成后，学生提出了不同的解法，顺着学生的思路往下，组织学生讨论、完善、比较他们的解法。由于采纳了学生的观点，教学过程融入了学生的智慧，学生积极参与讨论，踊跃发表看法，课堂气氛热烈，学生课堂参与状态非常好，整节课不仅复习了匀变速直线运动的规律，也巩固了利用公式、图像解决匀变速直线运动的方法，达到了较好的教学效果。习题及教学过程如下。
2 利用学生分歧开展变式教学
在物理课堂教学中，师生、生生在讨论中经常会出现各种分歧。有些分歧是由于部分学生的知识有缺陷，对物理情景、物理状态、物理过程的理解产生偏差造成的，也有些是由于学生思考问题的角度不同、思维方式不一样造成的。教师如果及时发现这些分歧，并对这些分歧的教学价值进行挖掘，对分歧的关键节点开展变式教学，有利于学生更好地理解物理的本质，掌握分析问题的方法，使得教学从学生的学习需要出发，有针对性地解决学生的问题；使得教学贴近学生的最近发展区，有利于学生对物理知识的消化吸收和综合素养的提升。
例2 物块从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面上的Q点，若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来，使传送带随之运动，如图3所示，再把物块放到P点自由滑下，则（ ）
A.物块将仍落在Q点
B.物块将会落在Q点的左边
C.物块将会落在Q点的右边
D.物块有可能落不到地面上
学生根据机械能守恒定律可知，无论传送带静止还是转动，物块从P点自由下滑到传送带上的速度都相同。但是，针对物体在传送带上的运动情况，学生产生了分歧。
学生观点1：皮带轮逆时针转动，物块在皮带轮上运动的时间会变长，相对皮带的位移会增大，物块克服摩擦力做功会增多，物块离开皮带右端做平抛运动的速度将变小，而做平抛运动的高度不变，时间不变，水平位移变小，落在Q点左边。
学生观点2：传送带静止时，物块受到传送带施加的水平方向左的滑动摩擦力，做匀减速直线运动，从最右侧离开传送带后做平抛运动；当传送带逆时针转动时物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方向依然向左，与其运动方向相反，物体做匀减速直线运动，离开传送带后做平抛运动。两种情况下，摩擦力做功都等于W=-f·L=-μmgL，由动能定理可知，两种情况下物块运动到传送带右侧的速度相同，所以落点位置一样。
两种观点分歧的根源在于：第一，学生受力分析不准确；其二，对做功公式理解存在偏差，功的定义式中位移是物体相对于地面的位移，而不是传送带。为了培养学生良好的受力分析习惯，并能准确受力分析，为了强化动能定理、功的定义式的应用，也为了训练学生的思维能力，在顺利解决例2后，可以对本题进行变式教学。
变式：若例2中传送带顺时针转动，物块依然从P点自由滑下，讨论其落点的位置。
提示学生按照物块达到传送带左端的速度等于、大于、小于传送带的速度三种情况，讨论物块与传送带之间的相对运动情况，分析摩擦力的方向及做功情况。
3 拓展学生错误，培养分析综合能力
分析综合能力是一种高阶思维技能，对学生的要求比较高。分析综合能力要求学生在处理物理问题时，要对具体问题进行具体分析，弄清所给问题中的物理状态、过程和情境，找出对问题产生影响的各种因素，区别各因素的地位和作用；对复杂的问题，要在分析的基础上，找出各要素之间的关系，综合应用多方面的知识和方法进行解决。在问题解决中，学生经常因为物理情景、物理过程的复杂性，对物理状态、物理过程分析顾此失彼，而导致解决问题思路混乱、错误频出。教学中，挖掘学生错误的价值，将学生的错误进行拓展探究，让学生搞清楚错在何处，如何才正确，有利于学生理清物理过程和物理状态，更好地把握物理的本质与内在逻辑，有利于学生分析综合能力的培养。
例3 如图4所示，质量为m的物体静止在斜面上，现用水平外力F推物体，在外力F由零逐渐增加的过程中，物体始终保持静止，物体所受摩擦力怎样变化？
解答本题的过程中，由于学生没有认真进行受力分析，或者受力分析过程中对静摩擦力的产生、方向认识不清，不能准确判断出外力变化过程中静摩擦力的变化，导致出现如下两个典型错误。
学生错误1：以斜面上的物体为研究对象，物体有向上运动的趋势，静摩擦力f沿斜面向下。受力如图5所示，将重力和水平力F正交分解，物体所受合力为零，沿斜面方向有：f+mgsinθ=Fcosθ。所以，F增加，f逐渐增加。
学生错误2：由于思维定势，想当然地认为物体所受的静摩擦力方向沿斜面向上，如图6所示，则有：mgsinθ=Fcosθ+f，得：F增加，摩擦力减少。
学生的错误主要源于受力分析，尤其是摩擦力的確定，忽略了当外力变化时物体在斜面上的运动趋势也会相应变化。为此，可让学生分类讨论物体的相对运动趋势方向，再判断静摩擦力的方向。为引导学生在探究中反思错误，可以设置如下问题：
问题1：物体一定会相对于斜面有相对滑动的趋势吗？
当学生讨论判断出mgsinθ=Fcosθ时物块与斜面无相对滑动趋势的结论后作如下追问。
问题2：当F取何值时，物体有向下滑动的趋势？
问题3：当F取何值时，物体有向上滑动的趋势？
问题4：外力F由零逐渐增加的过程中，物体相对滑动趋势的方向会发生变化吗？静摩擦力的方向会发生变化吗？
问题5：物体处于静止状态的条件是什么？请列出物体相对滑动趋势方向不同时受力平衡的方程，并判断外力变化时静摩擦力的变化情况。
经过上述问题引导，学生容易得出：当Fcosθ
为了巩固知识，训练学生的分析综合能力，可以将上述问题进一步拓展，增加问题的综合性。问题如下：若物体与斜面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体静止在斜面上，求F的取值范围。
参考文献：
[1]张志红.也谈“降低教学起点”[J].中学政治教学参考，2013（13）：10-12.
（栏目编辑 赵保钢）
