物理课堂教学中培养学生动手习惯——以“力的分解”课堂教学设计为例

物理课堂教学中培养学生动手习惯
——以“力的分解”课堂教学设计为例

张 春

(西安交通大学第二附属中学陕西 西安710061)

摘 要：以“力的分解”一节为例，阐述了如何在物理课堂教学中培养学生动手的习惯.

关键词：动手画图动手实验动手应用

收稿日期：(2015-04-30)

物理学是一门以观察和实验为基础的自然科学．著名物理学家杨振宁先生曾这样评价中美两国的学生：“中国的学生学习非常刻苦，基础知识丰富、扎实，且善于考试．但他们却普遍存在动手能力差，不善于提出问题等缺陷．”究其原因也许就是在其学生时代，尤其是中学时代听得多，看得多，说得多，动手太少，手下的实践太少，独立操作能力太差．而实践动手恰恰是学习物理的最好的老师，加强学生的观察能力和动手能力的培养，是我们物理教育工作者肩负的使命，本文仅从高一物理“力的分解”一节课堂教学的实践为例谈谈对学生动手能力训练的引导和培养．

1承上启下动手画图

本节前学生刚刚学完力的合成运算，对力的平行四边形定则已经有了一定的了解，新课引入即以让学生动手画二力合成图开始．

(1)动手感受二力合成的唯一性．即二分力F1，F2及二者间的夹角θ确定时，其合力F的大小和方向是唯一的，如图1所示．

图1

(2)动手感受力的分解多样性．即大小和方向都确定的合力F分解为F1，F2两个分力，其结果的多样性，如图2所示．

图2

让画图的结果说话，通过学生动手画图的过程，感受学习物理的方法及会学物理之关键．

(3)动手感悟新课内容

根据动手所画的图2结果，教师只需引导学生提出继续需要共同探究的问题：一个力可以产生几种不同的作用效果，即力的分解具有多样性，那么怎样对力进行分解？

通过这样的学生动手过程，既巩固了上节课所学，又发现了事物中许多未知的秘密，同时调动了学生参与的积极性，也给学生渗透力的分解的知识内涵，把课堂的探索过程落在了实处，使学生从新课的引入就开始动手、动脑，而不再是只听老师讲解或看老师画图．

2设计实验动手实验

怎样对某个力进行分解，对学生而言其实非常抽象，绝大部分学生开始很难理解，这时实验就变得非常有刺激性意味，组织学生动手体验可以达到意想不到的效果．

实验感悟(定性)：请两个学生上讲台做实验(如图3)，下蹲的同学谈站立同学对他的拉力产生的实际效果．

图3

重新实验(定量)：让一位同学甲蹲在体重计上，一位同学乙用脚顶住体重计同时斜向上拉甲，观察、读取体重计示数，并告知全班学生结果[如图4(a)]；乙同学再将顶住体重计的脚移开，观察甲的运动状态的变化[如图4(b)].

图4

情境体验1：多媒体展示拖拉机耕地的动画(图5).引导学生体会拖拉机对耙的来力F同时产生了两个效果，一是使耙克服水平阻力前进，二是把耙上提．

图5

情境体验2：学生联系实际生活，举例说明与上面情境相似的实例，比如图6等．

图6

在举例、比较、讨论的过程中，学生课堂参与的积极性剧增，情绪高涨，潜意识里开始思考力的真实的作用效果，为顺利实现力的分解做好准备．

通过以上的过程，学生在动手实验感悟、动手画图比较、情境体验讨论中，体会把一个力按照它的实际效果进行分解其结果是唯一的．师生共同归纳模型(如图7)．

图7

情境体验3：再举例(如图8)，体会重力的分解．

图8

3动手训练巩固方法

(1)学生训练：如图9等．(讨论分析重力产生的效果，画出重力的分解示意图)

图9

(2)学生分小组讨论、画图分析

讨论1：把一个已知力进行分解， 已知两分力方向，求两个分力大小是否有唯一解？

讨论2：把一个已知力进行分解，已知一个分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向是否有唯一解？

讨论3：把一个已知力进行分解，已知一个分力的大小和另一个分力的方向，其两个分力是否有唯一解？

通过这样的引导，激发学生思维，体现小组合作的力量，培养学生分析问题、研究问题的能力．

4联系生活动手应用

指导学生分析拱桥设计物理原理(图10)，再次强化物理与生活紧密联系，增强学生学习物理的兴趣．

图10

引导学生取石拱桥上面的石块A进行分析，画出A重力的分解示意图(图11)，还可以画出拱桥上面人的重力压在A上对A施加向下压力的作用效果图(图11)．由于A是楔形不能向下移动，只能挤压相邻的B和C．

图11

本节课学生在平行四边形定则约束下，无论是力的合成或分解的作图，还是亲身参与课堂实验的过程，或是实际应用举例的分析，环环相扣，步步提升，教师始终处于积极的引导和指点，使每个学生都能自始至终地保持强烈的动手欲望和兴趣，养成大胆动手的好习惯，提高学生动手分析解决问题的能力．

高中生动手能力的培养，无时无刻不需要我们高中物理教师的设计、指导和关怀，在本节课中，虽然学生动手的起点相对比较低，但毕竟动起来了，所以我们教师应该加强对学生动手能力培养的思索，转变观念，注意学习和收集各方面与培养学生动手能力有关的信息与技术，课堂教学要有前瞻性，为培养学生动手能力提供较好的平台，让学生把课堂变成自主学习的优良阵地，动手发现，动手设计，动手创造，真正成为学习的主人．

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