李艳军 赖丰亮
(1. 江苏省江阴市华士高级中学,江苏 无锡 214421;
2. 江苏省江阴市成化高级中学,江苏 无锡 214423)
活用比较提高效率
——比较教学法在高中物理教学中的应用
李艳军1赖丰亮2
(1. 江苏省江阴市华士高级中学,江苏无锡214421;
2. 江苏省江阴市成化高级中学,江苏无锡214423)
摘要:高中物理学习中存在许多易混淆的概念、模型等知识点,成为学生学习物理的难点之一,如何在教学中进行有效突破,以提高教学效率?这是广大物理教师探索的课题之一.本文结合教学实例,从理论教学和习题教学两方面,阐述了比较教学法在帮助学生深化理解理论知识、提高学生解决问题能力等方面起到的积极作用,旨在为解决高中物理教学中的易混淆、不同内容但有着共同内涵的知识点提供一种思路和方法.
关键词:高中物理;比较教学法;应用策略
俄国教育家乌申斯基说:“比较是一切理解和思维的基础;我们都是通过比较来了解世界的一切.”比较教学法就是通过观察、分析等手段找出知识之间的异同的思维方法,不但有助于突出教学重、难点,防止相近知识的混淆,而且给学生提供了一种思维和学习的方法,有利于学生的延伸学习,是提高教学效率的有效方法之一.
1比较教学法在理论教学中的应用
1.1纵向比较,利于初、高中物理学习的衔接
对于刚进入高中的学生而言,学习高中物理的难点之一就是受初中学习影响,很多概念不能正确理解,这时候如果采用比较教学法,将初、高中相关概念放在一起进行比较,可以加深学生对概念的理解,起到事半功倍的效果.
在进行矢量教学的时候,为了使学生理解“位移”和“路程”的区别,可以让多个同学以同一点为起始点,运动5米的路程,这时候发现每个同学的末位置不一定相同;然后让这些同学从刚才的起始点出发沿同一方向运动5米的距离,每个同学的末位置都一样.让同学们通过比较体会到要想准确描述物体位置的变动,不但要知道运动的距离,还要知道运动的方向,从而引出“位移”的概念.在进行“速度”教学时,可以在“矢量”学习的基础上,将初中和高中对“速度”的定义加以比较,让学生理解速度不仅有大小,而且有方向,可以更精确描述物体的运动,同时也要说明一下,初中的速度实际上是“平均速率”.通过比较有利于学生从初中到高中学习物理的跨越,建立正确的物理概念.
1.2前后比较,强化对知识的深度理解
针对不同的物理概念、定义等,通过比较,找出其共同的内涵或本质,也可以发现它们的不同之处,一方面有利于学生对知识的深度理解,同时也为学生学习物理奠定方法上的基础,提高学习的能力.
在进行“加速度”教学时,可以让学生回顾“速度”表示“物体位置改变快慢”这一意义,同时设问:如果物体的速度发生变化,那么该如何来描述其变化快慢呢?引导学生采用速度的定义方式来理解加速度的定义,最后利用课后的“科学漫步”将两者归结为“都是描述了一个物理量随另一个量变化的快慢”,引出“变化率”的意义,为后面的相关学习奠定基础.
在学习“电势能”时,可以将“重力做功”和“电场力做功”进行比较,总结得出“两者做功均与路径无关”这一结论,再结合“功是能量转化的量度”,在分析重力势能和重力做功关系的基础上,顺理成章地引入“电势能”的概念,同时也为后面学习“分子势能”奠定方法基础.
在进行“带电粒子在匀强电场中的运动”教学时,可以从研究对象的受力特点和物理规律上与重力场中的平抛运动(垂直于电场方向进入电场空间)、竖直下抛(平行于电场方向进入电场空间)、自由落体(在电场中由静止开始运动)等进行比较,加强学生对这些运动性质理解的同时,也为“等效场”的教学做好铺垫.
2比较教学法在习题教学中的应用
2.1通过“形同质异”的题干比较,有助于提高学生仔细审题的意识和能力
审题是解题的第一步,对于较为复杂的题目,审题不清或错误,是各类考试中学生失分的主要因素之一.在平时的教学中,若能有效采用比较法,在提高学生审题能力的同时,也有利于学生审题意识的提高.下面两道试题就是“形同质异”的典型.
图1
例1:如图1所示,物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连结跨过光滑轻质定滑轮,当用力F拉B沿水平面向左缓慢运动过程中,绳对A的拉力的大小是().
A. 大于mgB. 总等于mg
C. 一定小于mgD. 以上三项都不正确
例2:如图1所示,物体A和B的质量均为m,且分别与轻绳连结跨过光滑轻质定滑轮,当用力F拉B沿水平面向左匀速运动过程中,绳对A的拉力的大小是().
A. 大于mgB. 总等于mg
C. 一定小于mgD. 以上三项都不正确
两道题目乍一看好像没什么区别,对于做过其中一道题目的同学,过段时间再做另外一道时,若不仔细审题很容易认为两者完全相同.在进行习题教学时,若能适时地将两题加以比较分析,使学生注意到“缓慢”、“匀速”在物理模型中的差异,致使两题本质上的不同,可以提高学生审题的警惕性.
例1中“缓慢”在物理模型中意味着物体运动速度非常小,趋近于零,因此例1中当用力F拉B沿水平面向左“缓慢”运动过程中,A物体时时处于平衡状态,所以绳对A的拉力的大小总等于mg,即B选项正确.
例2中当用力F拉B沿水平面向左“匀速”运动过程中,根据运动的合成与分解可知vA=vBcosθ,A物体要做加速运动,所以绳对A的拉力大于mg,即A选项正确.
在物理习题和模型中此类题目很多,例如“死结”与“活结”、“定杆”与“动杆”、“轻绳”与“轻杆”等,在进行习题教学的过程中,不妨将此类题目成对先后呈现,对于提高学生的审题能力可以起到立竿见影的效果.
2.2比较“殊途同归”的解题方法,有利于学生发散思维的培养
“条条大路通罗马”在物理学中的体现之一就是同一物理问题可以采用不同的物理思想或方法来求解,即“一题多解”,在教学过程中通过对一个问题多种求解方法的比较,不但可以提高学生的发散思维能力,而且有助于学生深度理解不同知识点间的区别与联系,提高学生在解决物理问题时选择方法的能力.
例3:如图2所示,质量M=4.0kg的长木板B静止在光滑水平地面上,在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A(可视为质点).在初始时刻,A、B分别以v0=2.0m/s的初速度向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10m/s2.求:
图2
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向;
(2) 木板B的长度l.
本题的第(1)问涉及加速度求解,故需对物体进行受力分析,运用牛顿第二定律求解.A、B受到合力的大小均为μmg,根据牛顿第二定律,对A物体:μmg=maA,解得:aA=μg=4.0m/s2,方向水平向右.
对B物体:μmg=MaB,解得:aB=μmg/M=1.0m/s2,方向水平向左.
第(2)问则可以运用不同的物理思想方法求解.
解法一:运用力与运动关系求解.
A向左匀减速运动至速度为零后,相对地面向右做匀加速运动,加速度大小仍为aA=4.0m/s2,方向水平向右.B板向右仍做匀减速运动,加速度大小仍为aB=1.0m/s2,方向水平向左.当A、B速度相等时,A相对B滑到最左端,恰好不滑出木板,故木板B的长度为这个全过程中A、B间的相对位移.在A相对地面速度为零时,B的速度vB=v0-aBt1=1.5m/s,设由A速度为零至A、B速度相等所用时间为t2,则aAt2=vB-aBt2,解得t2=vB/(aA+aB)=0.3s,两者共同速度v=aAt2=1.2m/s.A向左运动位移xA=(v0-v)(t1+t2)/2=0.32m,B向右运动位移xB=(v0+v)(t1+t2)/2=1.28m,则B板的长度l=xA+xB=1.6m.
小结:通过力与运动关系分析求解,要求熟知两物体的运动过程、特点,并能够找出两运动之间的关联,通过示意图找物体的位移关系及相对位移关系.
解法二:运用v-t图像.
图3
小结:运用速度图像求解板块模型问题,能够比较容易地找出两物体的运动情况,尤其是确定相对位移时更加直观.
解法三:运用动量和能量相结合的方法.
小结:从能量角度分析求解,可以避免复杂的运动过程的分析和计算,提高了解题的效率.
对比上题的不同求解方法可以看出,不同的求解方法含有不同的物理思想,求解的繁简程度有较大差异,若选择得当,既可以节省解题时间又可以提高求解的正确度,在习题教学中对不同解法进行比较,有助于学生了解不同知识点的差异,可以让学生根据自己的实际情况和知识储备选择合适的方法.
参考文献:
[1] 张峰.让学生在比较中“发现”——浅谈高中物理教学中的“比较”教学法[J].中学物理,2015,(9).
[2] 胡巍娜.“比较教学法”在高中化学教学实践中的运用[J].中学教学参考,2015,(7).
[3] 何曦强.比较教学法在中学物理教学中的应用[J].学园(教育科研),2012,(7).
·教学研究·