精心设计 提高物理课堂学生参与效果

刘继

摘  要：本文主要思考如何提高物理课堂教学中学生的参与程度与效果，提出了一些有效方法，并以“机械能守恒定律”为例进行了实践与反思。

关键词：物理;课堂教学;学生参与;教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A    文章编号：1003-6148（2015）9-0071-3

在高中物理课堂教学中，参与式学习能够调动学生学习的积极性，让学生体验探究的过程。但从问题的提出到交流评估这一系列参与活动需要一定时间。在参与活动中，学生充分发表自己的意见会占用相当长的课堂时间。由于学生人数较多，必定会有部分学生表现出求异思维，使讨论的问题趋于发散而占用较多的课堂时间。由于学生实验操作技能不足导致重复实验而占用较多的课堂时间。这样，教师在其他教学环节上就感到时间紧张甚至不能完成教学任务。教师在备课时，要认真分析学生的实际情况和教学内容的特点，尽可能地预测学生学习中可能出现的问题和困难，合理制定对策，优化教学方法，精心设计教学过程。在探究性学习中教师要加强对学生的引导，从而避免探究活动的盲目和混乱，提高课堂参与学习的效率。

1    要遵循“循序渐进，逐步深入”的教学原则

教师要将一节课的内容分成几个大的部分，每个部分再分解为层层递进的几个小问题，这样会使学生的探究目的明确、环环相扣、 逐步深入。

2    将探究性学习向课外延伸

在新课之前，教师可以布置学生围绕探究的问题查阅相关资料、制定实验方案、准备实验器材。对于一些课堂上没有来得及处理的内容，布置学生课后继续研究，将结果以“研究报告”“学习总结”等形式交上来，教师批阅后根据需要对不同学生单独辅导。这样，既节省了课上的时间，又提高了课堂效率。

3    合理使用导学案

导学案可分为三个部分：课前预习学案、课内探究学案、课后练习学案。导学案最大的好处就是帮助学生明确探究目标，知道自己要干什么。教师通过问题的设置，也可以对学生的探究给予方向性的指导。实践表明，一份好的导学案可以激发学生参与的动机，提高学生的参与效率。

关于“机械能守恒定律”的理论推导，新课程“人教版”教材中是以自由落体运动为背景推导出来的，“教科版”教材中是以平抛运动为背景推导出来的。对于刚开始学习这部分内容的学生来说，往往就会产生一个片面的认识，认为机械能守恒的条件好像就是只受重力，尽管教材中给出了说明，但这种说明很生硬。在笔者以前的教学经验中，学生学过本节后，对于守恒条件无法真正领会，做有关考查机械能守恒条件的习题时很容易错，对于该定律也是乱用乱套，说明学生课堂学习效果很差。笔者精心计了三个典型的物理情景，引导学生运用归纳法的思想从中总结出科学规律，让学生真正成为学习的主体，成功克服了本节课的教学难点，提高了学生的参与效率。

4 教学设计

（一）创设问题情境

有以下三种实例，请同学们利用已经学过的动能定理分别研究三个实例中合外力做的功与动能变化之间的关系。（要求学生用h1和h2表示重力做功）

实例1：如图1所示，物体自由下落，由位置1运动到位置2。

实例2：如图2所示，一个物体沿光滑斜面下滑，由位置1运动到位置2。

实例3：如图3所示，一个物体在斜向下的外力F1作用下沿粗糙竖直面向下运动，物体由位置1运动到位置2。

（二）学生自主探究

教师引导学生先对物体受力分析，明确哪些力做功，明确研究的过程。学生通过思考给出正确的解答过程。

实例1，只有重力做功，由动能定理得：

mgh1-mgh2=mv-mv     （1）

实例2，物体受重力和支持力，但支持力不做功，由动能定理得：

mgh1-mgh2=mv-mv           （2）

实例3，物体受重力、摩擦力F2、支持力（不做功）、推力F1，由动能定理得：

WG +W+W=mv-mv

重力做功又可以表示为：WG=mgh1-mgh2

两式合并可得：

mgh1-mgh2+W+W=mv-mv （3）

观察思考：我们知道功是一种过程量，而能量是一种状态量，同时我们也知道动能和势能统称为机械能，大家能否找出三个实例中物体重力势能与动能之间的关系？

学生通过思考与讨论，得到如下结论：

在（1）式和（2）式中，重力势能的减少量等于动能的增加量;但在（3）式中，由于W和W的存在，重力势能的减少量不等于动能的增加量。

教师继续问：如果要使（3）式中的重力势能的减少量等于动能的增加量，需要什么条件？

学生回答：W+W=0，相当于只有重力做功。

教师问：大家能不能研究一下三个实例中物体在位置1和位置2上的机械能关系？

学生的讨论活动。

将（1）（2）式都写成：

mv+mgh2=mv+mgh1。

即，E+E=E+E，说明物体在位置1和位置2处的机械能相等。

将（3）式写成：

mv+mgh2=mv+mgh1+W+W。

即E+E=E+E+W+W，说明物体在位置1和位置2处的机械能不相等。

教师问：根据以上分析结果，请大家讨论物体机械能守恒的条件是什么？

最后由学生进行总结发言，水到渠成地得出机械能守恒的条件——只有重力做功。

教师引导学生分析只有重力做功的几种情况：

（1）物体只受重力，如自由落体运动、平抛运动;

（2）物体受多个力，但只有重力做功，其他力不做功;

（3）物体受多个力，但除重力以外的其他力对物体所做的总功为零。

教师提问：请大家分析一下实例1和实例2中能量的转化过程。

学生：由于重力做功，重力势能转化为动能，因为其他力不做功，重力势能的减少量等于动能的增加量，所以物体机械能守恒。

教师：回答得很好，这也就是机械能守恒的实质。并请学生讨论实例3中的能量转化过程，进一步拓展学生的思维和认识。

关于只有弹力做功时机械能守恒的情况可以放在课后让学生自己去证明，教师可以用导学案的形式给出探究实例，提高学生的探究效率。

5 探究实例（导学案）

（1）根据重力做功与重力势能的关系去分析弹簧弹力做功与弹性势能的关系是什么？并通过查阅资料给予证实。

（2）如图4所示，质量为m的物体P沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞。物体刚接触弹簧时速度为v1，物体将弹簧向右压缩的距离为x，此时物体的速度为v2，弹簧的弹性势能是E（弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律），请你用动能定理表示出物体压缩弹簧的过程中物体所受外力做的功与物体动能变化的关系。

（3）物体压缩弹簧的过程中，物体与弹簧构成的系统的机械能包括哪些形式的能？

（4）根据（2）问得出的表达式，分析物体压缩弹簧的过程中物体与弹簧构成的系统的机械能变化情况。

（5）在（2）问中，若用一水平向右的力F推物体，其他条件不变，请你用动能定理表示出这个过程中物体所受外力做的功与物体动能变化的关系，并分析物体压缩弹簧的过程中物体与弹簧构成的系统的机械能变化情况。

（6）请你根据以上探究结论总结弹力做功与机械能变化的关系，并对课上所学的机械能守恒条件做补充和完善。

通过这样的精心设计，学生在教师的引导下主动地探究问题、寻找规律。这样，不但加深了学生对机械能守恒条件和本质的理解，对于机械能守恒定律的三种基本表达形式的得出也显得水到渠成。在后面的练习中，学生能准确应用守恒条件来解题，激发了学生继续学习物理的积极性和主动性。

参考文献：

[1]王丽.引导学生充分参与 提高课堂教学实效[J].物理教学探讨，2013，31（9）：34—35.

[2]董耀，葛静.提高学生主体参与度创建实效物理课堂[J]. 物理教学探讨，2014，32（5）：26—27.

[3]陶守佳.浅谈导学案在课堂教学中的作用[J]. 物理教学探讨，2014，32（7）：30—32，35.

（栏目编辑    邓   磊）