创设复习情境 促进有效教学——浅析“圆周运动复习”教学案例

谢建寅

(温州市第二外国语学校 浙江 温州 325000)

“以实验为基础，以思维为中心，以问题为主线”是物理的学科特色，改变原本单调乏味的复习课，采用情境教学法创设学生熟悉的生活情境，培养学生理论联系实际的能力.教师设计演示实验、分组实验等多种方式引导学生观察、分析、推理，还原物理规律的发生过程，让学生体验真实的情境，突破教学难点.正所谓千言万语说不清，一看实验就分明.本文将以“圆周运动复习”为案例探讨教学情境的创设对课堂有效教学形成的影响.

1 实例一：创设生活情境

利用自行车的传动装置，复习描述圆周运动相关物理量.

现代人的出行理念提倡绿色、低碳、环保，自行车是一种不错的选择，作为自行车王国，自行车在生活中随处可见，学生非常熟悉.

【实物展示】在讲台上展示实物自行车,如图1所示.

图1 实物自行车

【课件展示】自行车的传动装置主要由齿轮和链条组成,如图2所示.

将自行车直接搬上讲台，马上激起学生的兴趣.在自行车牙盘、飞轮、后轮轮胎分别作上标记，缓慢转动脚踏板，引导学生观察它们的运动快慢情况.对比分析B,C两点的运动，相同时间，转过的齿轮数相同，即通过的弧长相同，所以线速度大小相同.对比分析A,B两点的运动，转一周所花的时间相同，即周期相同；相同时间，转过的角度相同，即角速度相同.利用学案，学生推导描述圆周运动快慢的线速度、角速度、周期、转速之间的关系.

在复习了相关概念及其联系的基础上，给出脚踏板转动周期，小组讨论分析要测出自行车前进速度，还需要测量哪些物理量？如何利用这些物理量推导出自行车前进的速度？

【课件展示】变速自行车的飞轮和多层牙盘,如图3所示.

引导学生讨论分析变速自行车的变速原理，利用之前推导的自行车前进速度的相关表达式，猜测如何提供自行车速度，并通过实物自行车加以验证.

图3 变速自行车的飞轮和牙盘

给出现代汽车工业中具有广泛应用的无极变速(图4)，让有兴趣的学生在课后进一步分析研究.

图4 无极变速机构

分析与点评：以生活为素材创设情境，强烈激发学生的学习兴趣.

以符合学生生活经验的自行车传动装置分析作为课堂导入，符合高中学生的认知发展规律，快速集中学生注意力，强烈激发学习兴趣，充分调动学生的思维.以情境为载体，以问题为主线，由浅入深，层层递进，引导学生回顾复习圆周运动相关物理量及其联系，并解决实际问题.给出无极变速的相关信息，为感兴趣的学生开了一扇窗，渗透了自然科学从生活中来、到生活中去的科学本质.

2 实例二: 创设实验情境

分组体验“水流星”，分析竖直面上圆周运动规律. “水流星”实验要求水不能洒出来,如图5所示.到了约定的时间，请两个学生代表上来展示(课前准备的器材绳子长度分两种，长的1 m左右，短的仅20 cm).教师让两位学生将转速慢慢降下来，直到有水洒出来.两个不同绳长的“水流星”对应着不同半径的圆周运动，两者形成鲜明对比.让展示的学生总结操作的技巧，学生自然提到转得快一点，教师进一步提问,刚才两组谁转动得更快？并提出理论推导与实验现象的矛盾：当水恰好洒出来时，容器底部对水的压力为零，此时以水为研究对象，满足方程

解得

即绳子越长，线速度应该越大.实验现象是绳子长的可以转得很悠闲水也不会洒出来，绳子短的必须很卖力地转动.

图5 水流星

学生分组讨论，引导学生总结得出在这里转动得快，指的是角速度，因此向心力表达式应该选择

mg=mω2r

解得

绳子越长，半径越大，角速度应该越小，转动得较慢，符合实验结果.

分析与点评：利用实验创设情境，提高科学素养.

复习课利用实验创设情境来代替枯燥乏味的理论推导和教师的“满堂灌”，让学生从被动地接受、记忆转变为积极主动地感受、观察、思考.通过教师引导，让学生在矛盾的问题情境中思维摇摆起来，激发其探究的兴趣，激活内在学习动机，培养质疑精神，锻炼创造性思维，加深物理规律与生活的联系.

3 实例三: 创设习题情境

理论推导水平面上圆周运动规律，用实验加以验证.

在转盘上放置一个物块，以较慢速度做匀速圆周运动，引导学生讨论分析向心力来源及特点.实验演示转盘转速加快，物块从转盘上飞出.让学生分析计算：材料相同，质量分别为2m,m的A,B两物块，放在圆盘上随圆盘一起转动，距圆盘转轴距离分别为2R,R,随着圆盘角速度的增加，哪个物块先发生滑动？如图6所示.

图6 物块随圆盘转动

投影展示学生的推导过程，教师对解题过程作出规范,并通过实验验证推导结果，改变A,B两物块的位置，再次实验，还是半径为2R的物块先飞出，与质量无关，符合预期.最后让学生对“大转盘”类冲关电视节目(图7)选手提出建议.

图7 冲关“大转盘”

分析与点评：培养理论联系实际，学以致用的意识.

圆盘上物块的运动是典型的水平面上的匀速圆周运动，作为选考复习，学生对此类问题应该熟练掌握.教师通过设计实验加以验证，创设科学探索的情境，学生经历理论推导和实验观察，多角度体验圆周运动规律，丰富了感性认识.让学生的知识结构建立在感性认识的基础上，进行重组和改造，帮助学生知识的同化和顺应.