比较法在曲线运动教学中的运用

郑元 彭朝阳

【摘 要】曲线运动是高中物理教学中的核心内容，既是教学的重点，也是学生学习的难点。本文立足教学实践，着重阐述比较法在曲线运动教学中的具体运用，凸显比较法在曲线运动教学中降低学生学习难度、促进知识迁移等方面的益处。

【关键词】物理教学;比较法;曲线运动

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）34-0137-03

1   引言

比较是确定研究对象之间差异与共同点的科学思维过程与方法，通过比较可以建立概念、总结规律。比较法是高中物理教学中常用的科学思想方法，一线教师对比较法在中学物理教学中的运用做了大量研究，论述了比较法在中学物理概念教学、实验教学、习题教学等方面的具体运用[1-3]，论证了比较法在中学物理教学中的合理使用具有降低教学难度、利于学生整体把握知识结构等优点。作为高中阶段的重难点内容曲线运动，一线教师试图从对比分析教材[4-5]，或就某一部分内容进行优化设计的角度展开教学研究[6-8]，本文立足教学实践，分析比较法在曲线运动教学中的具体运用。

2   运用比较，优化曲线运动认知过程

从一维直线运动上升到二维曲线运动，是学生学习曲线运动感到困难的原因，对此，找到降低学习难度的学习方法显得十分重要。认知心理学家奥苏贝尔的意义学习告诉我们，学习者的认知结构中必须具有能够同化新知识的旧知识，学习者必须积极主动地理解新旧知识之间的联系，才能揭示新知识的意义[9]。因此，在曲线运动教学中，引导学生有层次地与已学的直线运动知识进行比较，有利于降低学生学习难度，符合学生认知水平。

2.1  运用比较，引入描绘曲线运动基本概念

进行曲线运动教学时，引导学生仔细比较曲线运动与直线运动运动的不同之处，不难发现曲线运动速度方向时刻变化，且曲线运动为平面内的运动，让学生意识到：认识曲线运动的方法与直线运动相同，回顾直线运动描绘逻辑，如图1所示，学生不难得出曲线运动描绘逻辑，如图2所示。通过比较让学生消除对曲线运动的陌生感。

比较法在该过程中的运用，使得描绘曲线运动概念的引入过程轻松自然，激发了学生的学习兴趣，更重要的是，学生从中体会到了描绘运动的方法，在后面圆周运动学习中，学生会自觉与直线运动描绘方法进行比较，顺利得出线速度、角速度这些基本概念，大大降低了学习难度。

2.2  运用比较，揭示曲线运动条件

按照认知规律，曲线运动的基本概念清楚以后，就要从更深层次、理性层次引导学生探究曲线运动，也就是回答物体为什么做曲线运动这一问题，笔者在教学中采用探究性教学方法，边学边实验[10]。以抛体运动为研究对象，让学生从熟悉的几种抛体运动出发进行实验，引导学生比较几种运动的相同点与不同点，具体比较内容如表1所示。

在完成上表过程中，通过直线运动与曲线运动的比较，学生可以得出直线运动与曲线运动的判据：初速度不为零，且合力为零，物体做匀速直线运动;合力不为零，看合力方向与运动方向是否共线。同时学生对“力是改变物体运动状态的原因，初始状态与受力共同决定物体运动类型”这个规律掌握牢固，在后继教学中，学生能应用这一判据，根据受力与初始状态分析陌生情境中物体运动的类型，达到有效迁移应用知识的目的。可见在该教学过程中，比较法融入的探究过程增强了知识掌握的牢固性，而通过创设具有可比性的探究实验，使学生在比较分析过程中提升科学探究及分析问题的能力。

2.3  运用比较，掌握处理曲线运动思想方法

按照认知规律，先掌握曲线运动的概念及条件，再探究解决曲线运动问题的方法。对学生而言，解决问题的方法是学习难点，为降低学习难度，让学生对运动的合成与分解形成感性认识，笔者演示了教材中红蜡块的运动[11]，得出合运动与两分运动共同作用效果相同的结论，体现等效替代的物理思想，此时引导学生将运动的合成与分解与较熟悉的力的合成与分解进行比较，比较内容如表2所示。

通过比较，学生能清楚认识到：分运动与分力类似，合运动与合力类似，合力与分力作用效果相同可以等效替代，分运动与合运动也可以等效替代，就可以将复杂的平面内的曲线运动转化为两个等效的简单的直线运动进行处理，且运动的合成与分解的实质就是将描绘运动的一些矢量（位移、速度、加速度）进行合成与分解，运算法则均为平行四边形定则，通过比较，能够让学生加深对运动合成与分解实质的理解，用运动合成与分解的思想方法处理复杂的曲线运动。

3   应用比较，形成完整的知识结构

曲线运动基本知识学习完毕，进行复习阶段，向学生呈现从直线运动到曲线运动的完整教学逻辑，形成对知识结构的整体把握是相当重要的。物理是一门逻辑性很强的学科，教学过程中，教师的教学是否具有逻辑性，体现在学生能否建立清晰的认知结构，形成有序的知识网络[12]。因此，笔者在教学中引导学生将直线运动与曲线运动整体进行比较，其比较逻辑如图3所示。

由图可知：曲线运动与直线运动的多角度比较，凸显了运动描绘的知识框架，层层递进，从概念上升到运动规律及解决问题的方法。比较思想方法的运用使学生对运动的描述形成非常清晰的认知结构，并将直线运动与曲线运动紧密联系起来，形成有序的知识网络。

4   小结

在曲线运动教学中，运用比较法能够帮助学生建立直线运动与曲线运动的联系，比较两者的相同之处与不同之处，能够加深对曲线运动的理解，降低教学难度，形成运动描绘这一知识板块的清晰结构。教学过程层层递进，符合学生认知规律，有利于培养学生的学习兴趣，让曲线运动教学轻松高效。

【参考文献】

[1]张煜.比较法在高中物理教学中的运用[J].新课程，2016（12）.

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[6]赵莹，王晶莹.“曲线运动”教学微探[J].中学物理教学参考，2015（12）.

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[8]周雪峰.浅析高中物理教学设计的层次性[J].湖南中学物理，2017（7）.

[9]张大均.教育心理学[M].北京：人民教育出版社， 2011.83

[10]冯杰.中学物理课程与教学论[M].北京：北京大学出版社，2011.

[11]张大昌，张维善.物理必修2[M].北京：人民教育出版社，2010.

[12]邢紅军.高中物理高端备课[M].北京：中国科学技术出版社，2014.

【作者简介】

郑元（1984～），女，汉族，云南陆良人，在读硕士研究生，中学一级教师，主要从事高中物理教学工作。

彭朝阳（1971～），男，汉族，云南陆良人，博士，教授，主要从事物理课程与教学论研究工作。