广东省韶关市仁化县仁化中学 虞志平
生活中随处可见弹力,在高考中弹力也是常考的力。通过例子和实验探究弹力的规律,是教师进行这部分教学的基本思路。本文通过对弹力进行高端备课,希望能有助于教师的教学和学生的理解。
弹力在粤教版教材上放在必修一第三章第一节,是本章教学的一个重点,也是难点。教师用书把本节内容课时设置为1课时。教材用较大的篇幅和图片介绍了形变的相关概念,包括弹性形变,微小形变,弹性限度等。然后给出了弹力的定义:产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触到物体产生力的作用,这种力称为弹力。然后举了一个铁块压在海绵上的例子进行说明。之后对弹力的方向进行了阐述:绳子的弹力沿绳收缩方向,弹力方向垂直于两物体接触面。介绍完弹力方向后再用一个实验与探究得出了弹力大小计算公式,胡克定律:F=kx。
通过以上分析,发现上课时要优化和补充几个知识点
(1)有关形变的篇幅过多,上课可以进行优化。
(2)弹力产生的条件没有说明,学生以后再判断弹力有无时容易出现问题,对这部分内容要进行补充,主要是怎样用假设法对微小形变的有无进行判断。
(3)弹力方向过于简单,给学生讲解时要进行优化拓展。
由于教材存在以上不足,笔者从高端备课的角度,对“弹力”的教学过程进行优化,其教学流程如下图
教学流程更注重教学逻辑的严谨性和知识的完整性,有助于帮助学生构建完整的弹力知识体系。根据流程图,实施以下教学环节。
教师首先让学生先自学形变的相关概念,提醒学生注意观察课本中的插图和例子,进一步通过实验得出弹力的概念。通过实验和例子得出弹力定义的好处是使学生更容易理解概念。
教师要求全班同学拉弹簧,弹簧发生了形变,对学生产生了弹力,让学生感受到弹力的存在。设置课堂实验,学生容易参与,体验真实,课程充满活力。学生有了亲身体验,再去分析弹力产生的条件:一是两物体必须直接接触;二是物体间必须相互挤压(即有形变)。
弹力有无判断里接触是前提,挤压是关键,相互接触的物体是否发生形变是弹力存在与否的标志。但是,实际上除弹簧、橡皮筋等物体产生弹力时形变较明显外,大部分物体产生弹力时形变是微小的,肉眼很难观察出来。
弹力有无的判断主要有以下两种方法:
(1)直接法:对于形变效果明显的情况,可由形变情况直接判断弹力的存在与否。如弹簧、橡皮筋等产生弹力的情况。
(2)假设法:撤掉与之接触的物体,看被研究物体的状态是否改变,若改变则存在弹力,否则不存在弹力。
以上通过用实验体验和例子讲解的方法使学生去掌握怎样判断弹力的有无,学生的感受会更深刻,理解也会更深入,符合学生认知规律。
让学生压缩弹簧,判断弹簧对手的弹力方向,教师引导学生进行归纳总结:
弹力的方向与物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上。
进一步通过举例子指出:弹力是法向力,弹力垂直于两物接触面,具体地分析弹力时,应利用到弹力的以下特点,对弹力方向进行分类归纳:
(1)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状方向,可以是拉力或压力。弹簧秤的弹力只能是拉力。
(2) 轻绳(或橡皮条)对物体的弹力方向,沿绳指向绳收缩的方向,即只能为拉力。
(3)点与面接触时的弹力方向,过接触点垂直于接触面(或接触面切线方向)而指向受力物体。
(4)面与面接触时弹力的方向,垂直于接触面而指向受力物体。
(5)球与面接触时弹力的方向,在接触点与球心的连线上而指向受力物体。
(6)球与球相接触时弹力的方向,垂直过接触点的分切面,通过两球球心而指向受力物体。
(7) 轻杆可受拉力也可受压力作用,可沿杆也可不沿杆,弹力的方向应视题意而定,常利用平衡条件或动力学规律来判断。
最后通过课本的实验与探究,引导学生总结得出胡克定律:F=kx。
粤教版课本弹力内容介绍比较简单,教材中并没有给出弹力有无判断的相关内容,但考试大纲对学生的能力考查又有要求,根据课后学生反映,这部分恰好是学生学习的难点。通过结合教材和考纲,能更好的对上课内容进行优化和补充。
设置课堂实验,学生容易参与,体验真实。学生有了亲身体验,感受就会更深刻,理解就会更深入,符合学生认知规律。通过实验探究,学生更容易理解弹力产生的条件,以及弹力的大小和方向,过程的用到的学习物理的一些方法,也有助于提高学生学习物理的能力;而且通过实验探究,消除了科学研究的神秘感,培养了学生的物理素养。
分析高考试题特点,让学生灵活应用物理知识解决问题,是高中物理教学的现实需要,也是学生发展的实际需要。高一学生不能一下提升到高考的难度,但可以引导学生关注高考物理试题的命题方向,可以让学生了解高考题包含的知识点,更有利于学生进行针对性练习。
课堂上应用体验法,让学生体验到弹力的产生,并得出和理解弹力的概念;用实验探究法,让每一个学生去感知弹力大小和方向;用分类归纳法,让学生进一步明白弹力方向的规律性;用假设法,使学生找到怎样判断弹力有无的方法。只有指出使用的方法,才能利于模仿和迁移,从而使教学效果产生质的飞跃。
很多教师的课堂师物理公式的天下,缺乏课堂活动设计,导致学生的动手能力不足。教师应该在课堂上多设计一些实验,引导学生从实验中得到物理规律,引导学生用所学物理知识解释实验现象。这样,我觉得我们的物理课堂会更加活跃,学生的物理动手能力也才会越来越强。