课堂教学中的“稀释、还原”艺术探讨

摘 要：本文以初中物理《力与运动》的教学设计为例，以苹果下落的运动过程为背景，围绕“创设情境稀释、建立模型探究、抽象概括还原、变式迁移提升”这课堂教学的四个环节，对“稀释、还原”艺术进行探讨.将物理概念或物理规律类比成学生最为熟悉的盐，把学生的认知特点类比为“汤”，把教学情境类比为“盐汤”，把盐汤的稀释和还原类比为学生对物理概念或物理规律的消化和活化，为学生的创新学习开辟了一条新的成功之路.

关键词：课堂教学;稀释、还原;力与运动

中图分类号：G632   文献标识码：A   文章编号：1008-0333（2022）23-0080-03

收稿日期：2022-05-15

作者简介：黄岑（1984.10-），男，江苏省张家港人，本科，中学一级教师，从事初中物理教学研究.

我们知道，少盐之人往往会食欲不振，四肢无力.若将一天中需要吸收的盐放入人的口中，一定会难以接受.若将其放入供你一天食用的鲜汤中，你会在尽情享用时，早将本难下咽的盐全部吸收了，这就是饮食中的“稀释、还原”原理.

同样的道理，若把物理概念或规律比作“盐”，把学生的认知特点比作“汤”，“盐汤”就成了课堂教学中的情境了，就可以通過创设生动有趣的教学情境，来帮助和加深学生对物理概念或规律的消化和理解，这就是课堂教学中的“稀释、还原”艺术.

现以“力与运动”这节课的教学设计为例，对“稀释、还原”艺术进行探讨.

1 创设情境稀释

新课伊始，老师可用投影仪出示如图1所示的一幅彩图（人教版8年级物理上册图0-1-5）.提问：你能知道这幅彩图中所反映的物理学中的一个著名故事吗？（苹果为什么落地的故事）你能用简洁的语言描述苹果从树上下落到静止在平地上这一运动变化的过程吗？

1.1 学生表述

苹果的运动将经历下列三个过程：①A→B：苹果下落，在空中越落越快;②B→C：苹果落地后沿坡地滚下;③C→D：滚至平地后越滚越慢，最后停止在平地上，如图2所示.

1.2 引出课题

为什么苹果在空中下落会越落越快？（受重力的作用）为什么苹果在平地上会越滚越慢，最后停止在平地上？（受摩擦力的作用）

那么力和运动之间究竟存在着什么关系？这就是本堂课我们要研究的问题.

点评 将“力与运动”的关系融化为苹果竖直下落→斜坡滚下→直至停止在平地上这一具体的问题情境，这就是“稀释”艺术.这种“稀释”艺术一方面能很好的激发学生的学习兴趣，启发学生的学习动力，让学生在熟悉的生活情境有一个物理维度的新认识.其次，启发学生站在物理的角度重新自发的去认识情境背后的问题.将达到“稀释”润物细无声的效果.

2 建立模型探究

2.1 将实际问题转化为物理问题

（1）把苹果抽象成小球，使其在斜面上或在平面上做理想的滚动;

（2）把坡地和平地分别抽象成斜面和水平面，使其粗糙程度相同.

2.2 将一般问题转化为特殊问题把苹果运动变化的过程简化为4种运动状态模型，其具体位置为图2中的①、②、③、④这四个特殊位置.位置①：小球在空中做加速运动，此时小球只受重力的作用（在空中受到的阻力不计），方向竖直向下，运动方向也竖直向下，如图3所示.位置②：小球在斜面上做匀速直线运动，此时小球受重力、支持力、摩擦力的作用，三力平衡，合力为零;运动方向沿斜面向下.如图4所示.位置③：小球在水平面上做减速运动，此时小球受重力、支持力、摩擦力的作用，而重力和支持力为竖直方向上的一对平衡力，其合力的大小等于摩擦力的大小，合力的方向为摩擦力的方向，水平向右，运动方向水平向左，如图5所示.位置④：小球在水平面上静止不动，此时小球受重力、支持力的作用，二力平衡，合力为零，如图6所示.

点评 物理模型的建立，使用的是理想化的思维方法，它排除了实际问题中的某些次要因素，反映的是客观事物的主要属性，它使得对研究对象的处理大为简化.本题中的匀速直线运动、斜面、水平面、（匀）加速运动、（匀）减速运动等都是理想化的模型.在学习的过程中，学生在实际解决问题的过程中，自发的建立“受力分析”的模型，这种模型思想的渗透是学生物理观念的一个重要组成部分，也是促进学生核心素养逐渐完善的关键所在.

3 抽象概括还原

3.1 列表比较

将小球上述过程中力与运动的相互关系记录在表1中.

3.2 分类归纳

分析表中的相关内容，进行分类归纳

（1）平衡状态：由位置②和④可知：当F合= 0时，物体受平衡力的作用，处于静止状态或匀速直线运动状态，即物体处于平衡状态，或者说物体的运动状态没有改变.

其思维流程是：F合=0→平衡力→平衡状态 （静止或匀速直线运动）

（2）非平衡状态：由位置①和 ③可知：当F合≠ 0时，物体受非平衡力的作用，处于变速运动状态（加速或减速），即物体处于非平衡状态;当F合与v同向时，物体做加速运动;当F合与v反向时，物体做减速运动;当F合方向改变时（在图2中的B点和C点），物体的运动方向也在改变.物理学把速度大小的改变或运动方向的改变都称之为物体的运动状态在改变.

其思维流程是：F合≠0→非平衡力→非平衡状态（变速或变向）

3.3 总结还原

由上述分析的（1）和（2）可知：力是改变物体运动状态的原因.

点评 通过列表比较、分类归纳、总结概括出力与运动的本质关系，力是改变物体运动状态的原因，这就是“还原”艺术.学生在教师的引导下，无形之中对所学内容达成一个较为深刻的归纳和总结，这种总结达成三个还原的效果，首先是每个学生经历了这个还原的过程，一个顺其自然的归纳、总结、提升的过程.其次，学生对本节课的重点，或者整个力与运动的关系已经达到一个较深刻的、较系统的建构，即受什么样的力就会有什么样的运动状态，反之，有什么样的运动状态，就会受什么样的力.

4 变式迁移提升

4.1 變表格比较为图象比较

在上表中，若苹果从A下落到B需要1 s，由B滚到C需要3 s，由C滚到D需要8 s，该苹果重为4 N，在平地上受到的摩擦力为0.5 N，最大速度为10 m/s.请在图7中画出物体运动速度v与时间t关系的图象和合力F合的大小与时间t关系的图象.

剖析 由题意可知，①在时间0→1s这段时间内， 苹果受到重力4N的作用，F合=4N，1s时的速度为10m/s， 在这段时间内速度从0变化为10m/s.②在1→4s这段时间内， 苹果作匀速直线运动，速度保持10m/s不变，F合=0，③在4-12s这段时间内， 苹果受到摩擦力为0.5N的作用，速度由10 m/s→0，苹果运动速度v与时间t的关系如图8所示，合力F合的大小与时间t的关系图象如图9所示.

4.2 变物体滚动为物体滑动

在图10中，水平传送带正将一件工艺品从车间运到仓库，10N重的工艺品静止放在传送带上.该工艺品先在传送带上滑动，然后与传送带一起向右匀速运动.工艺品滑动时受到摩擦力大小是重力的0.3倍，其在滑动时受到的摩擦力的方向将怎样？当工艺品随传送带一起匀速运动时，其受到摩擦力的大小又将如何？

剖析 工艺品放到传送带上，由静止变为运动时，其运动状态发生了改变.这个非平衡力就是工艺品在滑动时所受到的摩擦力，方向水平向右.当工艺品随传送带一起匀速运动时，应处于平衡状态，受到平衡力的作用.竖直方向的重力与传送带对它的支持力平衡，水平方向若受摩擦力，则没有其它力与之平衡，故水平方向受到的摩擦力应为0.

本题中的物重10N以及摩擦力大小是重力的0.3倍，都是干扰性条件.

本设计只是对如何上好物理规律课进行尝试和探讨.“稀释”的目的是为了让学生能容易“消化”课堂教学中的概念和规律，“还原”的宗旨则是为了让学生更好地“活化”自己的认知结构，变学会为会学.就是让学生在“稀释、还原”的艺术熏陶中激发灵感，在深度学习的成功之路上游刃有余.

参考文献：

[1]

方红霞.《向心力》教学中的“稀释、还原”艺术[J].湖南中学物理，2010（04）：27-30.

[2] 叶东福.概念教学的“稀释、还原”艺术[J].中学物理教学参考，2014：1-2.

[责任编辑：李 璟]