解析生活化情境在高中物理核心概念教学中的应用
2019-09-10王灌锦
王灌锦
【摘要】高中物理知识点较多,其中深入理解、牢固掌握核心概念是学习物理的基础。在教学实践中,教师应做好高中物理核心概念汇总。同时,围绕核心概念积极创设生活化情景,帮助学生理解物理知识,为其物理学习成绩的提升奠定基础。
【关键词】高中物理;核心概念;生活化情景
目前,什么是核心概念,在学术界并未达成共识。“核心”一词不难理解,指重要的,因此,我们可将核心概念理解为重要的概念,是学习物理需要掌握与理解的概念。高中物理核心概念较多,如力、运动、功、能量等。在高中物理教学中,教师应立足于核心概念,积极创设生活化情景,降低学生学习的陌生感,深化其对核心概念的理解,为其高中物理知识的学习奠定坚实的基础。
一、生活化情景之“力”的教学
“力”是物理学中的核心概念,是改变物体运动的原因,贯穿整个物理学。在高中物理教学中,教师应做好这一核心概念的讲解。高中阶段涉及的力有重力、弹力、摩擦力等,其中摩擦力在生活中较为常见,如人在路面行走、路面滚动的小球,都受到摩擦力的作用。高中阶段的摩擦力有动摩擦力、静摩擦力之分,其中静摩擦力大小与方向的判断是学生学习与理解的难点,在测试中出现的频率较高。为了加深学生对静摩擦力的认识与理解,一方面,教师应创设生活化情景,激发学生分析问题的兴趣;另一方面,教师应教给学生判断摩擦力方向与大小的方法,如假设法等,以加深学生的理解,使学生能够融会贯通,灵活应用。
例如,图1是一不计重力的方形容器,被水平力F压在竖直墙面上处于静止状态。现在缓缓向容器中注水,直到容器刚好满。期间容器始终保持静止。则下列说法正确的是( )
A. 容器受到的摩擦力不变 B. 容器受到的摩擦力增大
C. 水平力F可能不变 D. 水平力F必须逐渐增大
该情境学生并不陌生,但分析时多数学生对静摩擦力的理解不深入,认为摩擦力和重力为平衡力,F和墙面的弹力为平衡力,只有B正确。事实上,如果F足够大,当水注满容器时,仍未达到滑动的临界,此时容器也会处于静止状态,因此,C选项也是正确的。
二、生活化情景之“功”的教学
“功”是高中物理又一重要的核心概念,是力和物体在力的方向上位移的乘积。理解“功”时应注意:其一,谈到功应指明哪个力对哪个物体做了功;其二,存在力的同时,物体也发生了位移,但物体在力的方向上没有位移,则该力并不做功。高中阶段涉及的“功”有正功和负功之分,但这并不能说明功为矢量。事实上,“功”为标量,正、负功只是区分这个力是阻力还是动力。为了加深学生对“功”这一概念的理解,教师应注重立足于学生生活,创设生活化情景。
例如,图2为水平路面上一质量为M的汽车,车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离为L的过程中,下列说法正确的是( )
A. 人对车的推理F做的功为FL
B. 人对车做的功为maL
C. 车对人的作用力大小为ma
D. 车对人的摩擦力做的功为(F-ma)L
该生活化情景很好地考查了學生对“功”以及“做功”的理解。由“功”的定义可知A正确。由牛顿第二定律可知,车对人的作用力为ma,则人对车的作用力为-ma,因此,人对车做的功为-maL,B错误。人对车还有支撑力的作用,因此C错误。D中由受力分析可知,车对人的摩擦力做的功应为(F+ma)L,故D错误。
三、生活化情景之“能量”的教学
“能量”是物体运动转化的量度,用于衡量物体系统做功的本领大小。可见“功”与“能量”关系密切。高中物理涉及的“能”有动能、势能、热能。其中动能表示物体因运动而具有的能量,计算公式为:Ek=mv2。动能定理阐述了“动能”与“功”之间的关系,即合外力做的功等于物体动能的增加。该部分知识较为抽象,理解难度较大。因此,在教学实践中,一方面,教师应做好基础知识讲解,使学生深入理解“能量”这一概念以及不同能量的计算公式;另一方面,教师应积极寻找生活中与“能量”知识的契合点,积极创设生活化情景,激发学生应用所学分析、解决问题的热情,不断提高学生的解题能力与物理成绩。
例如,某同学身高1.8米,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着穿过了1.8米高度的横杆,如图3所示,据此可估算出他起跳时竖直向上的速度为(g取10m/s2)( )
A. 2m/s B. 4m/s C. 6m/s D. 8m/s
教师通过创设该生活化情景可很好地考查学生机械能守恒知识的掌握情况。分析可知,将运动员视为竖直上抛运动,整个过程机械能守恒,以地面为参考平面,最高点速度为零。则mv02+mgh1=mgh2,其中h1=0.9m(人起跳时重心的高度),代入数据v0=≈4.2m/s,故选B。该题立足于生活化情景,通过对机械能守恒知识的考查,使学生对“能量”及其守恒有更为深刻的理解。
四、结语
高中物理核心概念较多,学生能否扎实掌握、灵活应用直接关系其学习成绩,因此,在教学实践中,一方面,教师应做好核心概念总结,结合以往教学经验,明确哪些核心概念学生理解难度较大,教学时需做细致、深入的讲解;另一方面,教师应积极创设生活化情景,鼓励学生思考、解答,检验与提升学生理解、应用所学知识的能力,为顺利完成教学目标,提升学生的物理学习成绩做好铺垫。
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