利用生活化素材改进物理习题课教学

(浙江省东阳市中天高级中学，浙江 金华 322100)

利用生活化素材改进物理习题课教学

成效

(浙江省东阳市中天高级中学，浙江 金华 322100)

习题教学是课堂教学的重要组成部分。本文从模拟问题情景、建立物理模型、增强情感体验、营造探究氛围等方面，阐述如何借助生活化器材改进物理习题课教学，以提高习题教学的有效性。

高中物理；习题教学；生活化器材

1 问题的提出

浙江省实施新的选考方案以来，试题一直充满着生活化元素。并且在《学业水平考试暨高考选考科目考试说明》和学科教学指导意见明确指出：试题要“注重理论联系实际，注重物理与科学技术、社会和经济发展的联系，注重物理知识在生产生活等方面的广泛应用”。比如2015年10月和2016年4月的很多试题，都体现了物理在交通、能源、航空等高新技术领域的广泛应用。

习题教学是中学物理教学的重要组成部分，对教学的效果起到举足轻重的作用，它可以帮助学生巩固、熟练、活化物理知识和技能，培养学生思维能力，帮助学生掌握物理思想、方法，在情感态度价值观上也能对学生起到熏陶作用。笔者就生活化素材如何应用在习题教学中进行了研究，借此提升习题教学的有效性。

2 生活化素材在习题教学中的应用

2.1 模拟问题情景，化解习题难度

物理来源于生活，物理测试经常用生产生活中的情景为背景命制习题。但是，学生生活阅历和经验有限，对于很多生产生活中的情景，学生往往感到陌生，不能把习题所述情景与物理知识正确联系，甚至出现误解。此时，若能利用身边的一些物品或者实验装置，把生活中的情景模拟出来，增加学生感性认识，以弥补生活经验不足，从而化解学生理解的难度。

(1) 请两位同学上台，一位同学把画板贴在黑板上(如果黑板下边缘有凹槽，则把画板放入凹槽，更容易操作)，并匀速向右拉动画板，另外一位同学用粉笔代替割刀在画板上匀速画线。

(2) 学生第一次“切割”时，粉笔的速度垂直于画板，“切割痕迹”如图1中虚线所示，这样的切割下来的玻璃不是矩形；

图1

图2

(3) 为了探究正确的切割方式，让学生按照图2所示的方式“切割”。一个同学向右匀速拉画板，另一个同学向右下角用粉笔匀速画线。经过多次训练，学生配合默契可得到图2中虚线所示的“切割痕迹”。为了尽量达到这一效果，课前应指导这两位演示的同学反复练习，增强默契。

图3

图4

例2：如图4所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度( )。

A. 大小和方向均不变 B. 大小不变，方向改变

C. 大小改变，方向不变 D. 大小和方向均改变

解析：可设计实验，模拟题中的情景，便于学生更好理解。把系着橡皮的绳子固定在黑板上，拿一根铅笔，按照题目的意思，把整个物理过程演示一遍，学生看了以后会发现当铅笔向右匀速移动5cm的时候，橡皮就会在竖直方向上匀速上升5cm，在水平方向上运动情况与铅笔一致，实验操作过程如图5所示。

图5

2.2 突破思维障碍，顺利建立模型

在处理物理习题时，有时候学生由于认知能力所限，或者知识储备不够，或者思维水平不高，导致思维障碍而不能正确建立物理模型。此时，教师即使花费很大的力气讲解，效果未必理想。这时不如让学生亲自动手操作实验或观察实验，在物理习题教学中要多做实验，尤其是讲解和推理困难时，实验往往能起到事半功倍的效果，可谓“千言万语说不尽，实验一看就明了”。

图6

例3：如图6所示，一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB，并恰好能沿斜面升高h，下列说法中正确的是( )。

A． 若把斜面从C点锯断并取走CB部分，物体冲过C点后仍升高h

B． 若把斜面弯成圆弧形D，物体仍沿圆弧升高h

C． 若把斜面从C点锯断或弯成圆弧状，物体都不能升高h

D． 若把斜面AB变成曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到达B点

解析：笔者对本校高二即将升高三的学生的答题情况做了统计，正确率只有25%，很多同学选了A。这个结果令人诧异，如此常规的一道关于运动过程中能量守恒的问题，错答率竟高达75%，这绝不是偶然。基于此，笔者通过学生访谈，对错误原因做了初步的认知诊断，大部分学生对“斜抛运动”的速度特点这一模型把握得不到位，认为斜抛到最高点时小球的速度为零。通过教师的分析讲解，也许能填补学生这一认知上的漏洞。但如果对这道题目的处理仅限于这样口头上的阐述，学生在今后的练习中还会出错。所以，笔者在分析讲解之后，利用几种生活中常见的木板和塑料轨道等制作成如图7所示的装置，利用此装置可以演示并对比斜面被锯断前后小球所能上升的最大高度：将两个相同的小球同时从相同的塑料轨道顶端自由释放，可直接观察其上升的最大高度。通过这样的生活化器材的整合，较好地突破了学生思维的障碍，大大提升了习题教学的有效性。

图7

2.3 丰富基本经历，增强情感体验

习题教学的功能不仅仅是掌握知识与技能、过程与方法，还要承担培养情感态度和价值观的功能。如果在讲习题教学的时候能够结合生活化素材，让学生不感到枯燥，享受到快乐，讲题的效果就会大不一样。学生经历的不仅仅是知识和技能的提升，也许还有积极向上的情感体验，这种体验对学生来说正是有效学习的保障。

例4：演示强磁铁在铝管中下落时的阻尼现象。

图8

解析：笔者借助铝管这个生活化器材上演了一出强磁铁在铝管中下落的好戏。强磁铁在塑料管中很快掉下了，但是在铝管中迟迟不见强磁铁掉下(图8)。学生感到不可思议，好多学生从来没有感觉物理如此有趣。可见，这种生活化器材的辅助教学，一方面提升了知识传递的有效性，另一方面也加强了学生的情感体验和基本经历的体验，从心理层面上让学生接受物理，喜欢物理。

心理学研究表明，人的行为是在情感与认知的相互作用下进行的，两者相互促进，相互渗透，对有积极情感体验的东西往往会记得深刻和牢固。我国著名学者燕国材曾经说过：“凡是能够使学生的情感发生强烈波动的事物就比较容易记住，且保持牢固，有的甚至终身不忘。”通过生活化素材设计小实验，巩固课堂内容，有助于学生情感素养的培养，从而使学生对物理产生浓烈的兴趣。

2.4 营造探究氛围，激发探究意识

心理学研究表明，越奇怪或与众不同的现象越能引起学生学习的注意，进而产生极大的学习热情。在习题讲评中，教师可以通过实验展示一些奇特的现象进而引导学生进行深入探究现象产生的原因。

图9

例5：在学习到运动的合成与分解时，学生搞不清楚船的速度如何来分解。如图9所示，假设船的速度一直是速度v，问人拉船的速度如何？

解析：课堂上，笔者用实验室的小车替代小船，通过一根绳子跨过滑轮连接，让学生去模拟船的两个分运动。当学生以错误的分解方式对斜向上的速度进行正交分解，则出现船要飞天，这个时候学生思维出现矛盾，陷入混沌状态，需要教师给一步台阶，让学生继续探究。

图10

船的速度到底是怎样分解呢？对绳子缩短的效果学生是容易接受的，再对比两种状态，若绳子不再收缩，就只能靠转动达到最终状态，即实际上绳子实现的运动是：缩短与转动，两个分运动互不干扰。模拟实验中学生积极参与，效果非常好(如图10)。

3 习题教学生活化的反思

麦克斯韦说过：“一项演示实验使用的器材越简单，学生就越熟悉，就越想彻底地获得最终的结果。”教师要善于利用身边的低成本生活化材料来做实验，不仅能解决不易理解的问题，还能整合校内外课程资源，这与新课程所倡导的理念也是相吻合的。

[1] 俞传辉.利用实验探究,突破物理教学的疑难问题[J].物理教学，2014，(10).

[2] 曾晗.“题尽其用，方显本色”——例谈物理习题实验价值的挖掘[J].物理教学，2016,(3).

[3] 堵建忠，孙林伟.利用实验探究突破习题教学疑难[J].物理教学探讨，2017,(3).

[4] 赵惠松，严云佳.设计迷你小实验突破思维障碍[J].物理教师，2016,(7).