核心素养下高中物理“慢”的教学艺术探讨

2020-01-16 02:54
物理之友 2019年12期
关键词:单摆概念物理

(江苏省新沂市教师发展中心,江苏 新沂 221400)

为了实现课堂的高效,“快节奏”“大容量”的物理教学随处可见,这种片面追求容量、题量的教学带来的后果是:学生只会机械地模仿解答同类问题,遇到新的问题时往往无所适从,物理未能真正走进学生心中,学生的物理学科核心素养没有得到扎实的培养。物理课堂应回归育人的起点,应从师生交往的情感交融、教师教学的拿捏把控、学生学习的感悟内化等方面去追求“慢”的艺术。

1 倾注爱心,为“慢”的艺术夯基筑台

苏赫姆林斯基说过:没有爱就没有教育。教学活动作为一种师生之间的复杂的双边交互活动,是需要情感交融的。爱是具有相互作用的,在活动中,教师爱学生,学生也会回赠教师以爱,使得教师更加爱学生,形成良性循环,相反,往往会形成恶性循环。所以,我们应首先为课堂教学倾注足够的爱心,切不可“见分不见人,见利不见爱”。当我们倾注了足够的爱心,每逢学生在学习中遇到挫折时,上课调皮捣蛋时……我们才会有足够的耐心去说服自己,并孜孜不倦地在教育中践行“慢”的艺术。

2 有度拿捏,为“慢”的艺术寻找关键

教之道在于“度”,教学贵在拿捏,回归学科本真是教学的第一要务。作为物理教师,我们应紧紧抓住物理学源于生活、以实验为基础、以思维为灵魂等学科特点,并围绕这些特点设计和组织教学,通过“慢”的艺术努力做到让物理真正走进学生心中。

2.1 联系生活,慢慢地让学生走近物理

物理源于生活,又在问题解决中由感性趋于理性。我们的教学时常存在着物理味过浓、生活味渐失的现象,最终导致的结果是:原本通过生活能简单感知的物理问题却变得异常的繁杂,下面以一道2017年江苏省学业水平测试题为例说明。

例1:如图1所示,用两根细绳悬挂一个重物,并处于静止状态,细绳与竖直方向的夹角均为α。当绳中拉力最小时,α等于( )。

图1

A.0° B.30° C.45° D.60°

解析:这是一道关于力的平衡问题,物体受两个拉力和重力而平衡。教师在进行教学处理时:首先引导学生对重物进行受力分析和状态分析,进而确定这是一个三力平衡问题,然后根据力的合成和分解知识来求解决绳中拉力最小时角α的大小,列等式2Fcosα=mg,知F最小时,cosα必须最大,最终得出α为0°,这种解法非常符合物理的解题思路,但本题涉及的知识点较多,有共点力平衡、力的合成与分解,还涉及三角函数的极值问题,从这一视角看,这是一道较难的题。运用这一思路进行解答,不少学生耗时在5分钟以上,甚至还有不少学生做错。作为一道选择题,笔者曾对一个还未学过物理的七年级学生做过测试,该生不到一分钟就得出正确答案为A,理由是用两手来提起一个物体时,两手臂之间夹角越小越省力。为什么会出现这一差异?物理教学到底缺失了什么?毋庸置疑,缺失了对生活的应有回归!

2.2 借助实验,慢慢地让学生体验物理

心理学研究表明:学生对动手操作过或描述过的东西可以记住90%。在物理教学中,我们应尽可能地创造条件,让学生自己多动手、勤思考,在亲身体验中去感受物理过程。实验体验在新授课中需要,在习题课教学中也不例外,下面以一道力的分解题为例来进行说明。

图2

例2:如图2所示,用一根细绳和一根轻直杆组成三角支架,绳的一端吊在手指上,杆的一端顶在掌心。当在A处挂上重物时,绳与杆对手指和手掌均有作用力,对这两个作用力方向的判断正确的示意图是图3中的( )。

图3

解析:对于该题的教学,若能在课前让学生准备好一根细绳、一个重物(一串钥匙)就可以在课堂上进行实验,为学生提供深刻的体验,其中,轻直杆可以用笔替代。通过手指及掌心的切肤感知,学生很容易得出正确答案为D,且印象深刻。

2.3 设置问题,慢慢让学生深入理解物理内涵

对于物理概念的内涵挖掘、物理规律的探索发现、物理习题的剖析求解,都是需要慢一慢,才能更好地深入学生内心的。慢与快是一对辩证的关系,如果“慢”有利于学生核心素养的提升,它就是快的,就是高效的。我们需要一个有效的手段,鉴于教学活动是一种师生交互活动,设置合适的问题来引领对话就显得尤为必要,下面举一例作探讨。

例3:探索单摆的运动为简谐运动。

(1) 复习旧知:简谐运动的回复力与位移之间具有怎样的动力学特征?

(2) 探索新知:从单摆的受力情况入手,你能否找出单摆回复力的来源与位移之间的关系,并由此证明单摆的运动也是简谐运动?

图4

(3) 如图4所示,单摆的摆长为l,某时刻摆线偏离竖直方向的角度为θ,摆球距平衡位置的位移为x,摆球到平衡位置间的弧长为s,请在图中完成单摆受力情况分析。

(4) 单摆的受力应分解到哪两个方向更合理?

(5) 写出两个方向的合力,并说明各自会产生怎样的效果?

(6) 根据上面的分析,你认为单摆运动的回复力由什么力提供?

(7) 当单摆摆角很小时,尝试写出回复力与位移之间的关系式。

设计意图:设置由浅入深的问题串,从动力学角度阐述了单摆回复力与其位移之间的关系,通过“慢镜头”的方式还原给学生,通过问题解决,在思维的关键处进行点拨,学生在理性思考中不断提升了思维能力。

3 感悟内化,为“慢”的艺术提炼升华

学之道在于“悟”,如果说教的过程是为学生提供思维的质料,是量的积累,是为“悟”提供加工的信息,那“悟”就是获得“果”的过程。对于学生的“悟”,应结合物理学科的特点去引导,引导学生去感悟现象背后的原因,感悟物理概念之间的关联,感悟问题解决的科学方法。

3.1 悟物理现象背后的原因

物理源于生活、基于现象(实验),外显的现象往往是纷繁多样的,其背后的本质原因却可能简洁明了,甚至不同的现象背后,本质却有可能是相同的。透过现象看本质是学好物理的基本要求,但找到本质的原因离不开慢慢的感悟。如平抛运动、斜抛运动、竖直上抛等都是抛体运动,它们的受力情况一样,只受到一个竖直向下的重力作用,从运动性质看,它们都是匀变速运动,正是因为重力的作用,使物体的运动状态发生了变化。

3.2 悟物理概念之间的关联

物理概念是“砌成”物理学大厦的“砖瓦”,学生在学习完一个概念后应常与前面学习过的相关或相近的概念进行关联,这有利于加深对彼此的认识与深化理解,有利于对整个大厦的宏观理解与把控。通过逐步关联,学生头脑中慢慢就形成了清晰的、稳定的概念体系。比如,学完运动的描述的几个基本概念后,学生就该体悟位移、速度、加速度等概念之间的关系,厘清位移是描述物体位置的变化,速度是反映物体位置变化的快慢,加速度反映了物体速度变化的快慢等,进而在大脑里逐步形成概念网络。

3.3 悟解决问题的科学方法

问题的解决离不开方法,而解决问题的方法往往不是唯一的。只有当学生慢慢体验了用多种方法尝试去解决问题后,才能深刻体验哪种方法会更好。比如对连接体进行研究时,会用到整体法和隔离法,但何时用整体法,何时用隔离法,需要学生在分析中慢慢去体悟。

总之,物理教学要以提升学生的物理学科核心素养为出发点,摒弃“快节奏”“大容量”、把学生视为知识容器的陋习,通过探寻“慢”的艺术去达成课程目标。

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