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高中物理典型例题教学策略

2022-04-29马道平

课堂内外·高中教研 2022年1期
关键词:高中物理课堂教学

马道平

摘  要:高中物理是非常注重逻辑思维的学科,学生在学习的过程中除了要掌握基础知识,也须了解如何运用物理知识去解决问题,明确如何思考等,这些都是物理教师需要注重的问题,改变原本自上而下的教学模式,引导学生自主学习、思考,从而突破物理教学存在的困境。文章分析了如何使物理“典型例题”教学更为高效,旨在促使学生构建完整的物理知识体系,使其能够达到“做一题通一类”的学习效果,切实提升物理教学的有效性。

关键词:高中物理;典型例题;课堂教学

一、在当前物理课堂教学中存在的问题

物理是高中理科基础科目,对学生理解能力、情境想象与推理能力、分析综合能力、应用数学工具解决物理问题的能力和实验能力等方面都有较高的要求,正因为如此,高中物理是比较难学的科目。很多学生在物理学习中常会出现的问题是:教师讲解基础原理、公式等,自己可以听懂,但在实际做题时便找不到解题思路或是思路不正确、计算错误等问题,在很大程度上影响了学生学习积极性。为什么会出现这种情况呢?

一是教师在讲解知识时,多是采取教师单方面讲解,学生听的模式,学生跟着教师的思路去学习固然没错,但在一定程度上限制了学生思维发展,实际上学生并没有真正理解物理知识,在自己做题时很容易出错。

二是物理知识的学习实则是学生融会贯通的过程。高中物理知识复杂,学生要应用其解决实际问题不仅要掌握坚实的基础知识,还要以清晰的逻辑思维为前提。但由于部分学生逻辑推理能力较弱,在学习新知识之后去做练习,效果不够理想。

三是在通常物理课堂教学过程中,教师会在讲解物理基础知识、概念后再进行习题课,其目的在于帮助学生巩固刚学到的知识,练习运用方式。而在习题课中,教师多以讲解单个知识点的题目为主,这导致学生所接收、学习的知识比较零散,未形成一个体系。

二、利用典型例题教学提升物理课堂教学效率的优势

(一)寓知识于题目,促使学生构建物理思维

部分教师在物理教学中忽视了典型例题的重要性,认为典型例题的讲解只是起到示范的作用,是课程教学必经的流程,简单讲解就可以,没有必要花费太多的精力去思考例题讲解方式或是预期达到什么效果。实则不然,典型例题大多涉及物理的核心重点知识及重要的解题规律、方法和解题思路。这类题的训练不仅有助于学生准确理解和掌握相关物理知识,而且也有助于学生掌握应用知识求解问题的方法和规律。所以教师运用典型例题可以有效提升学生物理逻辑思维能力。寓知识于题目,有意识地引导学生分析,有助于学生对概念、物理规律的理解更为深刻。矫正学生思维方面所存在的典型误区,提升学生实际运用能力和应变能力。

(二)做一题通一类,帮助学生完善知识体系

学生学习物理并不是做题越多越好,关键还要练习之后进行一定的理解、归纳与总结,从而有针对性地提升自身解决问题的能力,达到“做一题通一类”的学习效果。教师挑选典型的例题进行教学,结合学生实际情况再能做一些适当的变换条件,让学生能够学习到不同条件下解决问题的方法,促使学生完善知识体系,达到触类旁通的学习效果。通过这样的方式,让学生真正掌握核心知识点,也能消除学生知识盲点。达到事半功倍的学习。

(三)促进学生主动思考,提升学生学习积极性

以往物理典型例题都是教师带领学生梳理,导致学生只是过一遍就可以,教学效果不佳。教师可以借助典型例题丰富的教学模式,给予学生自主探究、分析问题的机会。这样,不仅能够提升学生学习主动性,也能让学生自主参与到分析物理过程当中,有助于发展学生物理思维,强化其学习效率。

三、巧用典型例题培养学生逻辑思维能力的方式

教师在实际教学中应当明确,在讲解典型例题时,应让学生掌握主动权,并鼓励学生积极表达出自己的理解,这样做不仅可以使教师进一步了解学生学习过程中存在的误区,还能帮助学生完善知识体系。以“牛顿第二定律”相关案例为例,分析教师在教学中的教学方式。

(一)让学生自主做例题

首先,在经过基础知识学习后,学生进入到练习阶段,这时教师让学生掌握学习主动权,使其自主练习,结合所学习的知识分析并解决典型例题。

例1:如图1所示,一个倾角的光滑斜面体,用细绳拴着质量为0.5kg的小球,细绳平行于斜面。斜面体水平向左以4m/s2的加速度做匀加速直线运动,不计一切摩擦,试求细绳对小球产生的拉力是多少?小球对斜面的压力是多少?(g=10m/s2)

这是一道典型的考查牛顿第二定律和弹力的习题,教师引导学生自主分析,并尝试解决,学生解答情况如下:

首先,对小球进行受力分析,分析图如图2所示,在此基础上可以列式:

①ma=T·cosθ-N·sinθ;②N·cosθ+T·sinθ=mg。把已知数值代入①②两式中可得:T=5.2N,N=1.4N。

(二)结合学生实际学习情况,分析其思维存在的误区

这一例题重难点在于判断小球在运动的过程中会不会出现飞离斜面的情况,虽然学生最开始的判断是正确的,但实际上却未把握好该题型的解决方式。这一问题正确的解题思路应当是先判断小球飞离斜面的临界条件,再分析其支持力的多少。结合学生解答情况,教师如果直接告诉学生正确的答案,而未直接指出学生解题过程中的错误,那么学生在后续遇到类似问题时仍旧会沿用错误的解题方式。因此,教师不是直接告诉学生答案或指出其解题思路中的问题,而是在此问题的基础上设置小球飞离斜面的条件,运用变式,促使学生深入思考原本解题中存在的漏洞。

变式一:如图1所示,一个倾角的光滑斜面体,用细绳拴着质量为0.5kg的小球,细绳平行于斜面。当斜面体水平向左以10m/s2的加速度做匀加速直线运动时,不计一切摩擦,试求此时细绳对小球产生的拉力是多少?小球对斜面的压力是多少?(g=10m/s2)

学生由①ma=T·cosθ-N·sinθ;

②N·cosθ+T·sinθ=mg

可以计算出:N=-1N,T=7N。

(三)对比问题中的矛盾点,促使学生深入思考

学生在运用原本的计算方式计算变式一中的问题时,便出现了矛盾点:压力怎么会出现反向的情况呢?这时,教师可以借助该问题的矛盾点,引导学生深入思考。

教师:“同学们在分析时,是不是感觉很困惑?为什么在上一个题目中就能计算出正确的答案?但是一旦变换了条件,计算出的结果就出现了问题呢?先不考虑这个问题,我们先回到问题的物理模型上,首先分析当斜面静止时,小球是什么状态呢?”

生:“小球在斜面上,受到重力、细绳的拉力以及斜面的支持力这样三个力,处于平衡状态。”

教师:“若现在给斜面体一个向左的加速度,那么当加速度越来越大时,小球会出现什么情况呢?”

生:“小球会飘起来。”

教师:“分析得很正确,这就存在一个问题。当压力刚好减小到零时,小球刚要离开斜面,那么,此时斜面体的加速度是多少?”

生:“经计算,可以得出加速度值为a=7.5m/s2。”

教师:“非常准确。这个值就是小球刚要离开斜面时的加速度的临界值。那么,当斜面体的加速度大于7.5m/s2时,会出现什么情况呢?”

生:“小球就会离开斜面体,这时小球就只受重力和拉力了。”

教师:同学们回答得非常准确。那么,同学们知道为什么同样的公式,在变式一中解不出正确的答案了吗?

生:“知道了,因为加速度已经超过了临界点,所以这时的小球已经离开斜面,所以仍以原本的方式求解出的是错误的。”

学生在教师的引导下分析出问题所在,虽然做出了正确分析,但还没有真正理解这一问题的规律,在此基础上教师可以和学生一起归纳总结案例中出现的知识点和解题的及规律,促使学生真正掌握求解该类问题的方法。

教师:在做题时,如果遇到这一类问题的话,首先应当判断临界加速度的大小,也就是小球离开斜面时的加速度,加速度从零增加到临界加速度的过程中,绳子的拉力T越来越大,而N越来越小,当到达临界值时,N刚好就变成了0。

(四)借案例出新题,促使学生掌握不同情景下的做题方式

学生在解决这一问题后并不是结束,教师可以借案例出新题,变换不同的情景,促使学生进行自主分析,运用上一题总结的知识点去解决新的问题,通过练习,促使学生更为牢固地掌握物理知识点。

案例二:如图1所示,一个倾角θ=53°的光滑斜面体,用细绳拴着质量为0.2kg的小球,细绳平行于斜面。已知绳子能承受的最大拉力值是3N,若斜面体水平向左做加速度由0逐渐增大的加速直线运动,若在运动过程中不计任何摩擦力,那么绳子刚断时斜面体的加速度是多少?(g=10m/s2)

学生分析:

该题型与案例一有异曲同工之处,在求解时,同样需先明确绳子断裂时小球是否还在斜面上,这个模型的特点就是小球所受绳子的拉力,是随着加速度的变化而产生变化,加速度由零开始不断的增大,而小球所受的拉力也在不断增强。因此,要想解决这一问题,需要先求解出临界状态下小球所受绳子的拉力大小,再与T=3N进行比较。

学生解题:

首先需要分析小球刚漂起时的受力情况,有小球自身的重力和绳子的拉力,根据公式T·sinθ=mg,可以求解出:T=2.5N<3N,由此判断出当绳子出现断裂的情况时,小球已经离开了斜面。

之后结合公式①ma=T·cosa;②T·sina=mg。

可以求解出加速度a=5m/s2。

(五)总结知识点,提升学生综合能力

最后,当学生可以自己解决类似的问题之后,教师与学生一起总结物理知识点,分析解决这类问题需要注意的事项以及具体步骤等。

首先,遇到类似问题时需先判断临界点,明确斜面体在加速时共存在三种状态。一是加速度未达到临界值,小球受到的拉力分力大于其加速所需合力,小球所受支持力随着加速度的增大而减小;二是加速度达到临界状态,小球刚好离开斜面;三是加速度大于临界值,小球已经完全离开斜面,斜面对其支持力消失,小球只受重力、拉力,加速度增加,拉力也会增大。通过总结,帮助学生梳理该知识点解决的具体过程,促使学生形成深刻的印象,在之后遇到类似问题时,脑海中能够主动反应解决思路,借此提升学生解决问题的能力,也提升学生逻辑思维能力。

总而言之,借助典型例题可以检验学生对物理知识点的掌握情况,在此基础上教师通过变式教学,从学生存在的误区入手,引导学生进行分析和思考,激发学生探究欲望,从而帮助学生掌握解题思路和知识点,促使其构建完整的物理知识体系。最后引入不同的情景,全面提升学生的能力素养。

(责任编辑:汪旦旦)

参考文献:

[1]耿绍凯. 整合例题,突破高中物理核心专题——以描绘小灯泡伏安特性曲线实验为例[J]. 高中数理化,2021(18):47-49.

[2]范良兰. 关于教师在物理教学及高考中如何用好教材并指导学生回归教材的策略研究——源于教材的高考物理试题研究[J]. 考试周刊,2021(77):4-6.

[3]齐妙. 基于科学思维拓展的高中物理模型教学实践与思考[J]. 云南教育(中学教师),2021(Z1):36-37.

[4]赵财昌. 对高中物理新教材中一道例题的评析及教学建议[J]. 理科考试研究,2020,27(23):41-43.

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