从“生活中的圆周运动”一节谈课堂教学的有效性

朱 蕾

(蚌埠第三中学 安徽 蚌埠 233000 )

提高课堂教学效率是提高教育教学质量的主要环节，也是当前中学物理教学所面临的重要课题.笔者根据物理教学的规律和特点，在多年的教学探索中感悟出了提高课堂效率的一些具体措施.以下就“生活中的圆周运动”(人教版《必修2》第五章第六节)一节课，谈谈在提高课堂教学效率方面所做的尝试.

1 创设精彩的游戏情境 引入新课

物理情境可以是一个事件，可以是一个演示实验，也可以是生活常识等等，形式可以多种多样.在这节课中笔者采用小游戏“水流星”很好地调动了学生的积极性.先将一个栓着一条细绳的矿泉水瓶打开，然后提出问题：谁能在不遮蔽瓶口的情况下将瓶子完全倒立而不漏水？经过短时间的思索,已经有不少学生想到了利用瓶子在空中高速旋转的方法;然后请同学上台实验.课堂气氛相当活跃;于是引出了这节课的主要内容，研究生活中的圆周运动现象.

2 精心设计问题情境 逐步激发学生的探究兴趣

课堂提问作为一种常规的教学手段，在物理教学中发挥着重要的作用，巧妙的提问能够勾起学生的好奇心，激发学生探究物理知识的兴趣.课堂提问应有明确的目的，不能盲目地实施.对每一个问题都应该紧紧围绕课堂教学内容来精心设计.在这节课的前半部分是围绕火车转弯问题，笔者设计了如下的教学环节.

第一步，课件展示在平直轨道上匀速行驶的和谐号列车图片;提出问题：火车受几个力作用？这几个力的关系如何？学生回答：受到重力，支持力，牵引力，摩擦力.为了给下面转弯部分做铺垫，笔者重点提问：牵引力和摩擦力在什么方向？它们在大小上有什么关系？

第二步，播放火车转弯的视频;提出问题：火车转弯时情况与平直运行有何不同？匀速圆周运动和匀速直线运动在受力上有什么不同？是什么力提供了转弯时需要的向心力？这时大多数同学已经明显感觉到困惑和疑虑.所以笔者及时用图片展示火车轮的结构图，介绍火车轮的形状，找出它的特别之处.

第三步，教师提问：如果内、外轨是等高的，那么火车转弯时是如何获得向心力的?教师启发学生思考：火车转弯时所需要的向心力由轮缘和外轨之间相互挤压而产生的弹力提供(图1).

图1

第四步，教师提问：高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压的后果会怎样?

学生讨论：由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大.这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轮缘也容易损坏.

第五步，教师提问：那么应该如何解决这一实际问题？

师生讨论：将火车铁轨的外侧稍微垫高，使两轨间形成高度差，火车所受的支持力沿水平方向的分力提供火车转弯所需的向心力(图2).如果火车受到的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨和车轮的目的.

图2

第六步，教师提问：火车转弯时的转弯半径为r，弯道的倾斜角度为θ，火车转弯时的速度v0多大时，才不至于对内、外轨道产生相互挤压?如果火车实际行驶的速度大于或小于此速度时，向心力应该由哪些力来提供？学生就此问题展开深入讨论.之后教师由此引出类比情境，突破教学难点.

3 创设类比情境 轻松突破重难点

重难点的突破，是教学中的一个重要环节，对提高课堂教学效率有着重要的作用.其中创设类比情境，可轻松突破重难点，是提高课堂教学效率的重要措施之一.本节课中，学生在理解了火车水平转弯的受力特点后，将生活中的汽车、摩托车转弯也提出来，通过图片、视频，请学生分析怎样做才可以避免危险、安全转弯.因为已经有了前面的经验，所以学生知道应当从改变向心力大小的角度来分析，效果自然是事半功倍.

4 融入生活 提高学生的科学素养

提高课堂教学效率不只是表现在提高学生的知识能力，还应该表现在提高学生的科学素养上.本节课在学习了火车转弯的受力特点后，笔者就和学生讨论了我们国家这几年的火车提速问题：并提出了问题:为何火车有安全限速的要求？并通过图片展示了2008年胶济铁路“4·28事故” (图3).2008年4月28日4时41分，北京开往青岛的列车T195运行至山东境内胶济铁路周村至王村间脱轨，与烟台至徐州的客车相撞.这次事故原因为T195次列车超速行驶，当时速度为131 km/h，在S型轨道转弯处脱轨，与相向而行的列车相撞.

图3

在学习了生活中常见的汽车、摩托车转弯受力特点后，笔者又适时利用图片介绍在转弯时运用摩托车“压车”原理(转弯时倾斜车身)的日本2009年新研制的节能环保车(图4).该车利用锂电池提供能量，零尾气排放，它可根据行驶速度和转弯半径自动调节轮轴高度，通过适度倾斜车身就能够在水平路面上灵活安全地转弯.

图4

5 明确目的 选择恰当的探究内容

探究活动的每个环节都应该具有明确的目标.不断地达成目标，会使学生产生一种成就感，这将转化为学生的内部兴趣和动力，激励学生不断探索，促进探究教学的有效开展.本节课之前笔者给学生布置了一个调研任务：实地走访和调查蚌埠市桥梁的情况，看看有哪些是拱形桥，哪些是凹形桥，并观察记录桥面破损情况.结果学生的反馈信息出乎我的意料，他们不仅实地考察，而且利用相机拍摄记录，对于蚌埠市最有名的拱形桥——“天桥”(图5)和凹形桥——“地下道”(图6)，通过大量图片记录下了桥面的破损情况(图7).学生还给这些桥面上的破损处起名叫“酒窝大道”.这样的调研活动激发了学生学习物理的浓厚兴趣.在课堂上笔者请一位同学介绍了他的调研情况，同时指出：仅使用了3年的时间，凹形桥面的破损程度已经和6、7年前维修过的拱形桥天桥一样了.那么相同的车流量情况下，是什么原因会产生如此不同的破坏力呢？

图5

图6

图7

提出问题：为什么凹形桥比拱形桥面更容易受到破坏？

建立模型：质量为m的汽车分别在拱形桥和凹形桥面上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.

学生活动：画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.

通过这个调查—思索—分析—论证的过程，学生真正体会到了应用理论知识解决生活中实际现象的方法，极大激发了他们学习物理的热情和信心，取得了良好的教育效果.

总之，想要提高课堂教学效率，教师就要潜心研究教学的每个环节，在充分了解和利用学生原有知识结构的基础上，通过精心设计、合理编排、积极创新、优化课堂教学结构.同时教师还应具备反思意识，也就是在平常的教学活动中要经常反思自己的教学是否有效，自己设计的教学活动是否合理，学生参与度高吗？这样的参与对他们有效吗？长此以往才能将素质教育落到实处，从而提高教育教学质量.

参考文献

1 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准.北京：人民教育出版社，2003

2 王平杰.新课程背景下的课堂教学思考.中学物理教学参考，2007(9)