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基于教材文本 “接着讲” 促进学生深度学习

2024-01-25陈林桥

物理教师 2023年12期
关键词:末速度停车线钩码

陈林桥

(江苏省扬中市教师发展和管理中心,江苏 镇江 212200)

教材是教与学的重要载体和凭借,用好教材是我们教育教学的应有之义和应尽之责.不仅要尊重教材,研读教材,更要创新性运用教材,挖掘知识内涵,促进学生深度学习.

那么如何创新性运用教材促进学生深度学习呢?本文就如何基于教材文本内容进行拓展展开讨论.

基于教材文本“接着讲”,是指在研读、挖掘教材的基础之上,就教材文本中某一议题或某一知识点较为适宜地深入下去或拓展开来,让学生“跳一跳够得着”.那么“接着讲”什么呢?主要讲教材文本中未及之处、讲教材文本中未探之处、讲教材文本中未尽之意等,以此作为我们深度教学的抓手,来丰富教材的价值,提升学生思维品质,落实学科核心素养的根本要求.

1 在教材文本中未及之处接着讲

教材中有些文本内容,如果就事论事,也就匆匆而过,风轻云淡.倘如我们就此多追问几个“为什么?”多作一些联想性思考,那么常常能在视而不见之处见新奇,在老生常谈之处发新意.

例如运动学中的质点概念的定义,即“一个带有质量的几何点”,那它为何要“带有物体的质量”呢?在运动学中位移、速度、加速度这些描述物体(质点)运动的物理量定义中没有涉及到物体的质量,对于把质点定义为一个带有质量的几何点,可引导学生进一步思考.

因为加速度这个概念虽是描述物体速度快慢的物理量,而速度变化的难易的内因却是惯性,质量又是惯性的量度,因此,质点必须包含质量因素,否则也谈不上加速度.这样基于质点的运动学知识体系也才内在和谐完备.

再如关于瞬时速度的定义,以前教材上处理的办法大致是,比如确定A点的瞬时速度,取位移AB,当B无限靠近A点时,那么AB段的平均速度即为A的瞬时速度,而现在的新教材是取包括A点在内的一段位移MN,当MN都趋向A点时,那么MN段的平均速度即为A的瞬时速度.

教师就此发问:“同学们,我们的新教材为什么要这样改动呢?”通过教师的启示和学生们的一番参悟,他们深知,以前教材那种处理方法仅仅只考虑单向的逼近,从数学角度讲只考虑到了右极限或左极限;而新教材上这样处理,是同时考虑到A点的左右极限的问题,且有趋近相等的意味.这样做目的是在学生的可接受条件下尽可能做到科学严谨、全面准确.

2 在教材文本中未探之处接着讲

教材中有些文本资源,如果不执着于教材原有的观念,而改变一个角度去看待,变换一个思路去思考,那么就会突出重围,峰回路转.若教师以此切入接着讲下去,则别有洞天,柳暗花明.

例如,“探究加速度与力、质量的关系”实验中,其一,要求“把木板的一侧垫高,以补偿打点计时器对小车的阻力和其他阻力.”也就是说,用小车的重力在木板斜面方向上的分力来平衡车与板间的摩擦力以及打点计时器给纸带的阻力等;其二,为了确保小车受到的合外力大小接近为通过板右端定滑轮悬挂的钩码的重力大小,则要求钩码的质量远小于小车的质量,否则误差较大.为了突破这两点,人们也作了一些实验改进,如采用气垫导轨减少摩擦、采用力传感器测合力等等,但实验效果依然不尽如人意.然而在此我们可以大胆地提出绕开“平衡阻力”和“钩码的质量远小于小车的质量”这两点,放弃教材上这种实验方案,另辟蹊径.结果经过大家的头脑风暴和集思广益,最终设计了如图1所示实验装置.通过调节伸缩杆控制木板的倾角,让小车依次匀速通过两个光电门.那么细绳拉小车的力的大小等于小车受到其他力(如重力、支持力、摩擦力)的合力大小相等,也等于钩码的重力大小.解掉系在小车上细绳,再次让小车沿木板向下运动,那么小车受到的合力大小即为钩码的重力大小,因此要测量小车受到合力的大小,只要用弹簧测力计测出钩码的重力即可,这样测量小车合力这一个关键问题也就迎刃而解.

图1 实验装置示意图

3 在教材文本意犹未尽之处接着讲

教材上有些文本材料,例如教材中一些练习题,内涵丰富,给予人们较大的思考余地.或许教材自身种种考量,仅仅通过问题或设问等方式掀开一角,让人们窥见一斑.如果教师在这意犹未尽之处,因势利导,“接着讲”下去,那会令学生眼界大开.

例如必修1第2章章节练习“复习与提高”A组中的第1题.

例题. 某人骑自行车,在距离十字路口停车线30 m处看到信号灯变红.此时自行车的速度为4 m/s.已知该自行车在此路面依惯性滑行时做匀减速运动的加速度大小为0.2 m/s2.

如果骑车人看到信号灯变红就停止用力,自行车仅靠滑行能停在停车线前吗?

《教师用书》给出的参考答案:自行车无动力滑行的初速度为v0=4 m/s,末速度为0,加速度为a=-0.2 m/s2,当自行车停止时,滑行位移x=(0-v02)/2a,代入数据得x=40 m>30 m.可见自行车仅靠滑行不能停在停车线前.

以上解答是通过比较位移大小来加以判断的,那么能否利用其他物理量来比较进行判断呢?

一石激起千层浪,在教师的点拨和启发下,不一会学生们就找出了以下4种不一样的解法.

(1) 比较时间来判断.

若自行车无动力滑行,初速度为v0=4 m/s,末速度为v=0,加速度为a=-0.2 m/s2,那么由公式v=v0+at得到自行车仅靠滑行的时间t1=20 s.

若自行车无动力滑行,初速度为v0=4 m/s,加速度为a=-0.2 m/s2,滑行的位移为x=30 m,那么由公式x=v0t+at2/2, 得到自行车滑行的时间t2=10 s.

由于t1>t2所以自行车仅靠滑行不能停在停车线前.

(2) 比较初速度来判断.

若自行车无动力滑行,加速度为a=-0.2 m/s2,滑行的位移x=30 m,末速度为v=0,那么由公式v2-v02=2ax,得到自行车滑行初速度v0=3.5 m/s<4 m/s,所以自行车仅靠滑行不能停在停车线前.

(3) 比较末速度来判断.

若自行车无动力滑行,初速度为v0=4 m/s, 加速度为a=-0.2 m/s2,滑行的位移x=30 m,那么由公式v2-v02=2ax,得到末速度v=2 m/s>0, 所以自行车仅靠滑行不能停在停车线前.

(4) 比较加速度来判断.

若自行车无动力滑行,初速度为v0=4 m/s,滑行的位移x=30 m,其末速度为0,那么由公式v2-v02=2ax,得到自行车的加速度为a=-0.26 m/s2,所以靠滑行不能停在停车线前.

总之,“接着讲”,它是基于教材创新性使用教材的一种方式,更是“照着讲”的一种突破.如果说“照着讲”是讲继承,那么“接着讲”则是讲发展;如果说“照着讲”是讲别人的,那么“接着讲”则是讲我们自己思考、挖掘的.这不仅极大地调动教师研读、挖掘、突破、超越教材的积极性和创造性,而且更有力地推进了我们深度教学在课堂上高质量的落实.

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