合作探究提高中职物理教学有效性

王会倩

摘 要：作为建筑专业的学生，掌握力的合成与分解，既是培养分析和解决力学问题的基本技能，也是掌握结构受力的基础知识。为了学生今后更好地学习土力学与地基基础和建筑力学这两门课程，文章在演示实验为辅、小组合作探究实验为主的基础上，结合生活中有关力的合成与分解的案例，设计了一堂信息化的合作探究式的实验课，以提高中职物理教学有效性。

关键词：力的合成与分解;中职物理;教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 收稿日期：2019-11-06 文章编号：1674-120X（2019）35-0070-02

为了提高中职物理教学的有效性，笔者开设了一节信息化的合作探究性的实验课，从是什么（创设情境）、为什么（启发思考）、怎么做（小组合作探究）三个方面入手，以学生合作探究为主体，教师引导学生完成学习任务，同时起到为专业课服务的作用。具体如下：

（1）是什么（创设情境）：“力的合成与分解”是物理中最常见、最常用的知识，与实际生活的结合紧密。作为力学部分基础知识，教师首先应让学生明白什么是合力与分力，如何进行力的合成与分解，对建筑专业帮助如何，从而因材施教。

（2）为什么（启发思考）：借助信息化教学手段贯穿课前、课中、课后，突破重点，化解难点，尝试用学生小组合作探究的方法进行教学，让学生明白为什么要进行力的合成与分解。

（3）怎么做（小组合作探究）：如何进行力的合成与分解，如何设计实验、探究实验，由教师讲授实验室试验规范。

一、教学分析

本节课选自高等教育出版社出版的《物理（机械建筑类）》教材第一章的内容，它着重讲述了共点力如何求合力，以及一个力如何分解成两个力的问题。并结合生活实例，结合福建三明林业学校（以下简称“我校”）建筑专业人才培养的特点，分析了力的合成与分解在现实问题中的应用，以合作探究實验为主解决力学问题，为建筑专业课的学习提供了力学方面的知识。本节课授课对象为中职一年级学生，均为男生。其主要特点如下：实验能力有待提高，逻辑思维相对偏弱，专业兴趣比较缺乏;活泼好动，接受能力强，喜欢被关注;自主学习能力参差不齐，动手能力强。根据教材内容，确定了本节课的教学重点是力的平行四边形定则的科学探究和应用。结合学生已有的学习能力，将如何用力的合成与分解分析结构受力的问题作为本节课的教学难点。

二、教学策略

为提高中职物理教学有效性，教师从学生专业特色和生活实际出发，引导学生在“做中学，做中教”，以小组探究、合作交流为主线，采用微信、学习通、抖音等信息化的教学手段，通过案例教学法、演示法、讲授法等开设一堂科学探究实验课，将学习内容与生活实际、专业知识紧密结合在一起，从而提高学生的动手能力和专业技能。

三、教学过程

（一）课前导学

教师在课前通过微信、学习通等学生最常见、最常用的软件发布任务清单，目的是让学生产生实验探究兴趣，预习课堂内容。课一开始，利用一体机播放抖音“拔河比赛”小视频，即两个学生沿两个方向拉两条绳和一个学生单独拉一条绳与一个机器进行拔河比赛，感受两种情况下力产生的效果。教师提问：“一个人拉的时候会更加轻松还是两个人拉的时候更加轻松？若是两人共同拉绳，怎么样才能让两人拉得更加轻松呢？”再次观看抖音小视频，教师提问：“是不是合力总比分力大？”课前此环节的设计意图，是通过流行抖音视频聚焦学生注意力，吸引学生兴趣，把学生目光吸引到课堂上来。教师通过让学生自己进行体验并发表自己的看法，可让学生充分体会从生活中获取知识的乐趣，增加其学习兴趣。

（二）定性分析

抖音小视频的播放，让学生产生了疑惑：“小伙伴们，看到如此神秘的实验过程，你们有没有动手去验证一下的冲动呢？”

探究演示实验一：利用力的合成与分解演示器，在两端各挂上一个质量相同的钩码，改变其夹角，观察弹簧测力计读数的变化。学生得出结论：在两分力的大小一定时，两分力的夹角越大，其等效的合力越小。探究演示实验二：同样利用力的合成与分解演示器，固定两力的夹角，改变两端所挂钩码的质量，观察弹簧测力计读数的变化。学生得出结论：两分力的夹角一定时，分力越大，其等效的合力越大。 此环节的设计意图，是学生通过观察演示实验，培养学生分析和探究的精神、合作交流的能力。学生对实验现象作出总结后，教师可采用德育积分奖励，以调动学生学习积极性。

（三）探究实验过程

通过实验现象，让学生理解力的合成与分解的影响因素。一体机利用仿真软件播放力的合成与分解动画视频，让学生从思想上对力的合成与分解的实验过程有个初步认识，留意操作注意事项。

探究一：力的合成，利用橡皮筋的拉伸长度一样，确保其效果相同，利用实验器材分小组实验，教师巡视并指导学生，同时强调注意事项，并提供学生图表，让其做完后把数据填入表格中。学生通过小组合作探究得出实验结果。具体操作过程如下：将橡皮筋固定在A点，演示用两个力F1、F2拉动橡皮筋到O点，再演示用F力将橡皮筋拉到O点，记录到表格中，并改变力的大小重复测试4次，记录在表格中，通过计算得出F合，将其与F对比，计算其误差。

教师提问：“从得出的数据中我们可以发现什么规律呢？”学生总结：通过弹簧测力计可以准确地读出力的大小，而由于作用效果相同，可以知道所加的两个分力的大小与一个弹簧施加的力等效。探究一的分组合作探究性实验，培养了学生动手的能力和团队合作交流能力。让学生使用控制变量和验证的方法分析实验结果，能培养学生分析和探究的精神，以及对实验数据的处理能力。

探究二：力的感受，通过感受所挂物体质量的改变，感受分力和合力大小的改变。具体操作如下：将橡皮筋套在中指上，铅笔尖端卡在手心处，体会一下铅笔的重力产生的效果，在铅笔上挂接上钩码，并改变钩码的大小，思考拉力F产生的效果。探究二的设计意图，是培养学生动手解决实际问题的能力。

探究三：力的分解，利用同样质量的钩码（合力一定），通过增大、减小分力之间的夹角，观察分力大小的变化来定性地理解分力的大小与两分力间的夹角之间的关系。请几位学生站在事先充满气的气球上，观察重力作用下气球的变化。教师提问：“没被踩破的气球为什么能够承受巨大的压力？”带着问题让学生动手实验：用桌上的弹簧测力计、橡皮筋和一个200g的钩码做一个小实验。将钩码挂在橡皮筋的中点，先在橡皮筋的两端挂上弹簧测力计，将其慢慢靠拢，再将两端逐渐分开，观察在此过程中橡皮筋的长度及弹簧测力计的示数是否变化，从而感受分力的变化。学生总结：合力的大小一定时，两分力的夹角越大，其等效的分力越大，气球没被踩破，是因为气球表面呈拱形，重力分布在拱形气球表面，缓解了气球集中受力，属于力的分解的知识。探究三的设计意图，是让学生通过自主合作探究、交流讨论得到结论，体验成功的快乐。

（四）知识外延

用一体机展示南京长江三桥和赵州桥拱形桥的图片，让学生利用本节课知识，对两种桥梁进行受力分析。南京长江三桥：利用力的合成的知识，找出每根钢索上实际受到的力 F1、F2，再做出所有的钢索上的力的等效合力 F，根据力的合成，钢索下桥面的负荷加载在了靠近岸边的两只大桥墩上，从而减小了桥面受到的压力。拱形桥：利用力的分解的知识，桥梁坡度越大，桥面越长，分力的角度越大，加载在桥上的荷载一定的情况下，角度越大，分力就越大，从而增大了桥面的承载力。此环节的设计意图，是引导学生运用已有知识解决生活中的问题;由学生自己交流讨论得到结论，体验成功的快乐;让学生在学习中学会举一反三，将所学的知识跟自己的专业结合起来，将所学知识用于实际，培养专业素养。

四、综合评价与布置作業

教师方面：教师巡回指导学生操作时，用出现的问题对比学生小组实验的结果，结合实验现象对学生的回答进行德育积分奖励，并对利用力的合成与分解拓展知识方面的学习进行综合性评价、自我评价，谈本节课的收获和不足。

学生方面：学习通APP对教学环节中回答教师的提问、课堂练习完成情况进行打分，形成学生过程性成绩的考核评价，微信APP点赞形成学生总成绩的考核评价。此环节的设计意图，是结合平台反馈数据改进后续教学;基于整个实验过程完成学习的过程性评价;使学生体会合作探究学习的乐趣，产生学习成就感，激发学生对事物的分析能力，学习利用所学知识分析和理解问题，并通过自我了解总结结论，制定出自己的学习方案。

五、教学效果反思

课前抖音小视频能够激发学生学习兴趣，仿真演示实验更加直观形象地反映出实验结果，学习通APP利用手机软件实时反馈学生对知识点的掌握情况，以便教师及时纠正错误。信息化的教学手段的应用 ，大大提升了课堂效率。小组合作探究式的学习模式，锻炼了学生的团队合作交流意识，提升了学生的沟通协调能力，教会了学生如何用是什么、为什么、怎么做来分析解决问题，从而突破重难点，较好地完成了教学目标，提高了中职物理教学有效性。另外，由于学生基础知识扎实程度不同，动手能力不同，教师要分层处理、针对性地展开教学指导。

参考文献：

[1]吴军锋.力的合成与力的分解的对立和统一[J].才智，2009（4）：150-151.

[2]谭 程.在进行力的合成与力的分解时应把握的几个问题[J]. 广东教育（高中版），2008（9）：59-60.

[3]廖国锋.自制“力的合成实验仪”[J].实验教学与仪器，2017（S1）：82-83.