基于学生经验的初中物理有效复习策略——以“力与运动专题复习”为例

江苏省苏州市吴江区平望第二中学 吴丽芳

杜威曾经说过：“每种经验既从过去的经验中采纳了某些东西，同时又以某种方式改变未来经验的性质。”所以，无论是学生已经具有的生活经验，还是知识经验，实际上都具有连续性的特征，它们从过去的经验中汲取养分，并且作用于未来将要习得的经验。复习课教学中尤其应该关注学生的原有知识经验。在复习课之前，学生对“力与运动”一章所涉及的概念、规律已经有了基本的认识，但比较零散。因此在中考复习时，如何让学生回忆已有力学知识、规律的同时又能巧妙应对各类变式习题，是需要教师在备课时关注的重点。以往的复习教师一般按教材内容先进行知识梳理：从力的分类到二力平衡、牛顿第一定律，最后是力与运动的关系，然后再呈现典型例题。按照这样的思路设计一方面课堂时间不够，另外在知识梳理环节，由于是旧知识的简单重复，学生听课容易感到疲乏，课堂效率低下。基于以上原因，我改变了以往复习的形式，通过结合“探究滑动摩擦力大小的影响因素”和“探究阻力对物体运动的影响”这样两个经典实验，将零散的知识点串在一起复习，有效解决了初三总复习“时间紧、内容多”的矛盾。

一、学以致用升华经验，促进学生自主复习

学生在初二学过“弹力、重力和摩擦力”以及它们各自的影响因素，还学习了二力平衡、牛顿第一定律和力与运动的关系等概念和规律。紧扣以上学生的经验起点，课堂一开始以我国选手晋级冬奥会时“冰壶比赛”的场景引入，抛出一系列问题“原来静止的冰壶为什么会运动起来？”“离开手的冰壶为什么还能在冰面上继续滑行？”“运动的冰壶最终为什么还是停了下来？”“两位运动员在前面不停地刷冰又是为了什么？”这些看似很容易回答的问题实质都以视频中的冰壶为载体，紧紧围绕课堂将要复习的内容而进行的针对性提问，一下子就能将存储在学生脑中的知识点一一再现。由于视频效果形象直观，因此更能激发学生的兴趣和思维。

随后由刷冰目的引出：“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。从复习实验的操作、测量滑动摩擦力的原理到实验结论这一系列知识点的过程中同步渗透比较“压力和重力”“二力平衡和相互作用力”等的区别与联系，将力的分类（这里提到的压力属于弹力）、二力平衡的条件、相互作用力的特点等看似零散的知识有效地整合在这一实验中。然后又由视频中冰壶受到滑动摩擦力的作用效果是阻碍了冰壶的运动而很自然地过渡到“探究阻力对物体运动的影响”这一实验，从而复习“牛顿第一定律”“惯性”等知识，最后归纳总结“力与运动的关系”。这样以实验为载体，讲练相结合带动学生进行复习思考的形式，比起表面上活跃地复习已经学过的实验效果要强得多。

二、巧妙设疑生长经验，有效激发学生思维

“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”这一实验的注意点是“水平匀速拉动物块”这里用到了“二力平衡”的原理，这些都是学生在复习前本来就具备的旧知识，这部分内容只能属于唤醒已有认知，但是中考复习如果只停留在旧题的简单重复，那么对于培养学生的思维显然是没有太大意义的，学生面对新的题型时仍会束手无策。因此复习常见问题后，教师反问学生“实验时一定要水平匀速拉动物块吗？如果不匀速会怎么样？”学生稍加思考便可以回答加速或减速时拉力并不等于摩擦力，因此无法根据二力平衡测出滑动摩擦力的大小。此时教师继续追问“如果不水平又会怎样？”这时学生很难立刻回答，为降低难度使课堂顺利进行，教师让学生通过练习的方式慢慢悟出其中的原因。

首先，让学生完成以下练习：

例1.按下列要求作图：

（1）如图1，水平面上物体受到向右水平拉力做匀速直线运动，作出物体所受力的示意图。

（2）如图2，斜面上物体受到沿斜面向上拉力做匀速直线运动，作出物体所受力的示意图。

图1

图2

通过让学生作图对比同样做匀速直线运动的两个物体，都受力平衡，为什么沿斜面向上时拉力并不等于滑动摩擦力。这对学生来说是个难点，也是很多学生的知识盲点。课堂要是止步于一开始浅显的提问，必定发现不了学生隐性的问题所在，这样只有在后续的习题中才会暴露出理解的缺陷。而本节课这里学生若能正确作出斜面上物体的受力示意图，就可以知道斜面上的物体在四个力的作用下处于平衡状态，但这四个力并不是两两平衡。学生对此认识若有困难，教师就可以设疑“重力和支持力是不是相互平衡？”从而可以分析拉力和摩擦力是否平衡的结论。而这里的拉力和摩擦力满足“同体、反向、共线”这三个条件，那么这二力不平衡的原因只有是“不等值”。因此测量滑动摩擦力时不能沿斜面匀速拉动物体，而是必须要在水平面上拉动物体并使其做匀速直线运动。

图3

接着，继续追问学生“能不能在水平面上用弹簧测力计沿斜向上的方向拉动物体做匀速直线运动？”如图3 所示。这里用到了“二力平衡”的条件“是否在同一直线”就可以得到正确答案。进一步加深了本实验对“水平”这一条件的深刻理解。随后抛出“此时的重力和支持力是否相互平衡？”“此时和水平拉动时相比，两次的摩擦力大小是否相同？”等更深层次的问题，有效激发学生的理性思维，透过学生的回答可以发现学生对于物理现象和本质的理解程度。然后适当加以分析、引导使学生更加深刻领会本实验的要求和结论。这样的思维训练有利于学生学会用已有的知识解决新情境下的问题，消除对难题的畏怯，增强学习的自信。

三、学以致用升华经验，促进学生自主复习

学习物理知识、结论和规律的目的就是为了能让学生自主解决新的问题。复习完实验“阻力对物体运动的影响”和“牛顿第一定律”“惯性”等内容后，可用以下练习检验学生的掌握情况。

例2.李华同学通过上面的探究学习，思考了两个问题：

(1)当自己荡秋千运动到右侧最高点时，如果自己受到的力全部消失，将会处于怎样的运动状态呢？他作出了如图4 所示猜想，你认为正确的是 __________。（图中的“”表示李华同学，下同）

图4

(2)自己荡秋千运动到最低点时， 如果受到的外力全部消失，自己将会处于怎样的运动情况呢？他作了如图 5 所示猜想，你认为正确的是______。

图5

解答本题前我先让学生自主运用牛顿第一定律来分析，然后学生互评后得出正确选项。让学生明白所受力全部消失，物体将保持消失时瞬间的运动状态不变。即到达最高点时，速度为零，因此保持静止。最低点时有水平向右的速度而做匀速直线运动。但这里的最高点速度虽为零却不是平衡状态。对这一点的理解学生又会出现障碍。随后我又让学生作出李华同学到达最高点时的受力示意图展开分析。从而让学生明确平衡状态中的静止并不是指瞬间的速度为零，而是要长时间“保持静止”。这时学生对教材中一开始所提到的平衡状态中的“保持静止”这几个字有了更进一步的认识，对物体运动状态的分析也有了更明确的方向。

最后，学生自主解答力与运动相关习题，促进自主深度的学习。如以下例题：

例3.为研究纸锥下落的运动情况，小华查阅资料了解到：物体下落过程中受到重力和空气阻力的作用，阻力f 的大小与物体的迎风面积S 和速度v的二次方成正比，公式为f=kSv2（k为比例常数）， 现用一张半径为R、面密度为ρ（厚度和质量分布均匀的物体，其质量与面积之比称为面密度）的圆纸片，按图6 甲所示将圆纸片裁剪成圆心角为n°的扇形，然后做成如图6 乙所示的纸锥，纸锥的底面积为S0（即为纸锥的迎风面积），让纸锥从足够高处静止下落。

图6

（1）纸锥在整个竖直下落过程的运动状态是_____________。

A.一直加速

B.一直匀速

C.先加速后匀速

D.先加速后减速

（2）下落过程中纸锥能达到的最大速度为_____________。

本题看似复杂，综合性也比较强。但学生如果能厘清“力与运动”的关系，就不难得到第一小题的正确选项。一开始纸锥由静止下落，即速度为零，根据题意知道阻力为零。因此纸锥在重力作用下做加速运动，分析题意可知随着速度的增加阻力也随之增大，但只要小于重力就一直加速，直到某一时刻阻力等于重力，即二力平衡后就做匀速直线运动。再继续运动下去时，由于速度不变，阻力也不再改变。因此纸锥的运动状态是“先加速后匀速”。而第二小题主要涉及数学和物理相结合的计算，只要学生基础够扎实，还是不难解决的。可见学生要学会自主分析问题，才能真正理解其中的物理问题。而课堂上教师若能常常为学生创造这样的条件，激发学生的理性思维，引导学生深入思考，日积月累定会取得良好的教学效果。