从“授人以鱼”到“授人以渔”

2014-04-29 15:47骆新民
新课程·下旬 2014年1期
关键词:向心力初速度受力

骆新民

新课程改革的核心理念是以学生发展为本。让学生参与是新课程实施的核心,在实施的过程中,应尊重学生,还学生自由,提高学生的学习兴趣,优化教学环境,加强交流与合作,给每位学生以期望,让学生有成就感。在课堂教学过程中,教师关注的重点应是学生(学生的态度、情感、体会、经验、发展等),而不应是学科教师的讲解,辅导、指导、展示、演示、释疑、评价及组织操作、观摩等,应以学生的发展为目标,尽可能做到认知和情感的统一。在课堂教学过程中,要注重过程,教师应关注学生的“会学”,而不是关注学生的“学会”,教师的教学设计应以改变学生传统的接受式学习方式而设计,应让学生最大限度地参与教学过程。下面就本人在处理曲线运动的课堂教学中尝试实施新课改的做法与大家探讨。

一、从平抛运动到斜抛运动

1.把结论作为开端,深化课堂教学

在讲解平抛运动时,我们总是要应用“化曲为直”的思想,利用“运动的合成与分解”的工具,把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动与水平方向的自由落体运动。若授课到此为止,仅仅达到了授人以鱼的目的,离新课改的目标还相差甚远。本人在处理时把这个仅仅作为一个开始。在学生得知这一结果后,我对学生提问:平抛运动为什么可以分解为水平方向的匀速直线运动及竖直方向的自由落体运动,有没有什么理论依据呢?这时学生都低头深思,久久不能回答。这时我提问大家,一个物体做什么运动由什么来决定,经过一番思考后,相互讨论起来。有的学生说是由运动状态决定,与受力情况无关,是由牛顿第一定律告诉我们的。如,静止或匀速直线运动。有的学生说是受力决定,与运动状态无关。如,静止在光滑水平面上的物体,给它一个恒力作用,它就做初速度为零的匀加速直线运动,若给它一个变力,它就可以做变加速运动。还有的学生说与运动状态和受力情况都有关。如,在光滑的水平面上的做匀速直线运动的物体,若受到与运动方向相同的恒力作用,它就做初速度不为零的匀加速直线运动,若受到与运动方向相反的恒力作用,它就做匀减速运动,若受到与运动方向不在一条直线上的力的作用,则它要做曲线运动。大家各说各的道理,既有理论依据,还能举出实例。当他们争得面红耳赤时,我的发言打断了学生的争论。我首先提问持第一种观点的学生,物体的受力情况有哪些情况?他们回答到,有受到了力、不受力、受到了恒力、受到了变力等等。我又问到,不受力是不是受力的一种情况?牛顿第一定律固然没错,但它反映的是在不受力的这种情况下物体应有的状态。这时,持这一观点的学生都情不自禁地点了点头。同时持第二个观点的学生都显得有些手忙脚乱,受此启发,他们相互讨论了起来。有人说我们的结论是不是也与运动状态有关呢?刚开始的静止状态也是一种运动状态呀,应该说是与运动状态有关。我把他们的幡然醒悟,给予了肯定。最高兴的莫过于持第三类观点的学生了,他们都欣喜若狂,又体验了一次成功的感觉。于是得到了结论:一个曲线运动可分解为什么样的运动,都是由运动的初始状态及受力状态共同来决定。平抛运动之所以能把它分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动,是因为其在水平方向上只有初速度而不受力。在竖直方向上没有初速度而只受重力的缘故。

2.学以致用,提升课堂品位

当我得出上面的结论时,很多学生都有满足感,意味着课堂就要结束。此时我及时发问。在我们日常生活中你见到的平抛运动多吗?又引起了学生的新一轮思考,有很多学生说,平时见到的平抛运动确实不多。我们常见的推出的铅球、投出的篮球等,初速度方向不是水平的而是斜向上的。此时的我抓住时机向大家说,推出的铅球、投出的篮球等的运动,属于另一类曲线运动,即斜抛运动。这一类曲线运动能不能分解呢?若能,应怎样分解?此时学生经过一番思考之后,是又画又算地积极讨论了起来,很快就得出了结论。便纷纷举手,我叫起一个学生回答,他说:“可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的竖直上抛运动”。这时,我问有没有其他意见?有一位学生举起手来,在得到我的允许之后,他回答说,还有另外的分解方法。若把坐标系建立在沿着初速度的方向和垂直与初速度的方向上,可以把它分解为初速度方向上的初速度不为零的匀减速直线运动和与初速度垂直的方向上的初速度为零的匀加速直线运动。他的这一叙述,又引起了大家的重视,大家都跃跃欲试地验证了起来。结果是正确的。他赢得了一片掌声。由此看来,我也真正达到了目的。

二、从离心现象及应用到卫星的变轨

1.立足实际,躬行实践,激发学习兴趣

在讲离心现象及应用时,我向大家介绍,若外力刚好等于做圆周运动的向心力时,这时,该物体就被束缚到该轨道上做匀速圆周运动;若突然增大外力,使之大于向心力时,则物体要做近心运动;若突然减小外力,使之小于向心力时,它就会做离心运动。并用细绳拴住小球放在光滑的水平桌面上演示。之后先让学生亲自体验,再让学生看书,学生理解了洗衣机甩桶的脱水原理与棉花糖的制作都是离心现象的应用。我又问生活中还有哪些实例?经过一会儿思考之后,有学生相继举手回答。如,汽车过拱桥,速度太大会出现飞车;汽车在转弯时,速度过大会冲下路面,酿成车祸事故等。

2.引进高科技,提升探究品位

此时,学生意识到这节课要结束。我又发问,同学们在电视上收看过有关嫦娥一号、二号卫星的奔月节目没有?有好多的学生回答说收看过。我又问,既然收看过,那么,嫦娥卫星从发射到完成任务的过程中,与我们今天这节课有什么聯系?经过一会儿的思考之后,有学生举手答道:“有,嫦娥一号发射后,经过三次抬高轨道,然后再奔向月球的。其中在抬高轨道时,不正时我们的离心运动吗?”这时所有的学生都醒悟过来。我抓紧时机说,既然是,那么在抬高轨道时,卫星应加速还是应减速?这时,学生们纷纷争论起来,我仔细地倾听学生的议论。有两种意见,第一种认为应加速。只有加速后,才能使万有引力小于向心力,卫星才能做离心运动。第二种意见认为,卫星应减速。因为根据G■=m■,得v=■=■,由此可知,h越大,v越小。所以要抬高轨道,必须减速。我在此并没有发表意见,而是提出了第二个问题。在嫦娥卫星被月球捕获后,经过几次变轨后,降低了轨道高度,再完成了科考任务。其中在降低轨道高度时,应加速还是应减速?应通过什么样的手段来实现?并把这些留为课后作业,让学生课下通过上网查阅相关资料完成作业。把全班同学分为4组,其中1、3组完成前面的问题。2、4组完成后一个问题。之后,学生积极通过上网查询资料,通力合作,最终完成了任务。第1、3组的结论是:卫星抬高轨道时先加速做离心运动,随着离心运动的进行,万有引力对卫星做负功,所以速度要减小,最终达到预定轨道的速度小于原轨道的速度。在加速时,需要发动机点火后向后喷出气体来实现加速。2、4组的结论是:要降低轨道(既实现太空刹车)卫星要减速,这样就可以使万有引力大于向心力,卫星才能做近心运动。卫星在做近心运动的过程中,万有引力对卫星做正功,使卫星动能增大,速度增大。所以到达预定轨道后,卫星的速度大于原轨道的速度。同样,减速时,需要发动机点火后向前喷出气体来实现减速。这样,在学生都很好地完成了任务的同时,我也达到了授人以渔的目的。这样一来,既实现了从关注学生的“学会”到“会学”的转变,践行了新课改,又做到了让学生的认知与情感的统一,有了成就感,激发了学生的学习兴趣。这样一举几得的事,我们何乐而不为呢?

(作者单位 甘肃省民勤县第三中学)

编辑 刘青梅

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