生命课堂中《力的等效和替代》课题的备课探索

林剑芬

摘要：本文针对高中物理生命课堂教学要求，结合粤教版必修1教材，对“力的等效与替代”这一课题进行备课探索，并提出反思。

关键词：高中物理;生命课堂;教材分析;力的等效和替代;导学案设计

一、引言

“生命课堂”作为追求以人的发展为本的一种教育理念，被越来越多的学校接受、实践[1]。生命课堂的内涵是：生命、情感、个性的发展，生命课堂通过师生、学生与学生之间的信息交流、情感碰撞，生成新的教学资源。能够开发学生的潜能、张扬学生的个性、形成持续学习的内驱力，达到教与学的和谐共振[2]。其中教师的促进是构建生命课堂的保障;学生的主动，积极配合是构建生命课堂的关键。下面结合物理生命课堂的本质教学观，对“力的等效和替代”课题的备课进行探索。

二、教材分析

“力的等效和替代”是粤教版高中物理必修1的内容。由于初中知识点相对独立，只介绍较为简单的基础知识，而高中物理知识却成知识系统，注重更深层次的探究，总的来说高中物理更注重学生的综合能力。粤版高中物理必修1知识体系与初中物理衔接，具有过渡性，教材由初中学过的匀速直线运动知识引入匀变速直线运动的学习，这样使知识从已知过渡到未知，从具体过渡到抽象[3]。下一节学习的内容为力的合成与分解，接着还会学习共点力的平衡条件和作用力与反作用力;本节讲解的《力的等效和替代》，起到承上启下的效果。教材首先通过对影响力的作用效果的三要素的复习，明确了共点力的概念;接着通过马德堡半球实验的介绍与分析提出了等效力，并结合学生身边的实际例子体会等效替代的科学思维，做到了化繁为简;然后在明确了合力与分力的概念后，通过互成角度力的等效替代实验，验证合力与分力的关系，揭示了合力与分力的关系符合平行四边形关系。

三、创设情境，引入课题

高一学生在日常生活中已经积累了大量丰富的生活经验，很多时候都会想当然地把许多现象当成“常识”，不需解释，也不去探究根源。不过，这些现象对于物理教学来说，却是一个不可多得的“教育资源”[4]。例如“力的等效和替代”是重要的科学思维方法之一，表面看起来很抽象，实际在生活中经常用到这种方法。所以我们引入“曹冲称象”这个故事，曹冲称象在中国几乎是老少皆知的故事。年幼的曹冲，用许多石头代替大象，在船弦上刻划记号，让大象与石头产生等重量的效果，再逐一称出石头的重量，使“大”转化为“小”，这样就称出了大象的重量[5]。这样不但能使学生感到物理课的学习很亲切，感觉物理就在你我身边，同时还能激发学生强烈的求知欲。我们也因此引入“力的等效和替代”这一节新课。

在新课讲解之前，联系旧知识，提出问题。通过对“力”的概念、三要素，力的图示和示意图的复习，既可以巩固前面已学知识，同时逐步展开，体现了由浅入深的设计，引导学生建立“共点力”的概念。

四、用生活实例让学生领悟到等效替代的思维方法

建立物理知识的过程是由感性到理性的认识的过程，为了帮助学生形成概念，教师可以通过动手实验，并充分利用动画、图片、视频等多媒体手段再现知识发生、发展的过程。用形象生动的方式为学生提供丰富的感性材料，促进学生的思维活动。对于《力的等效和替代》这节课，首先引入马德堡半球实验。这个实验是将两个半球紧紧结合在一起，并抽去中间的空气，然后两边分别用马来拉，马达到8匹后就能将半球拉开。这时引导学生思考：如果没有那么多的马，能否换成其他体积、力气比较大的动物？学生自然会想到例如大象、骆驼之类的动物，并得出结论：1头大象的拉力与8匹马的拉力是等效的，可以相互替换。接着引入第二个例子，一个大人与两个小孩分别缓慢地提起一桶水。这个可以现场找两位学生提水给大家看，引导学生思考并得出结论：一桶水可以让一个人提，也可以让两个人提，甚至三个人提。两个小孩的提升力与一个大人的提升力效果是相同的，并且可以相互替换。通过这两个简单的例子，让学生感受到物理就在身边，可以例举出生活中运用到“力的等效和替代”这种方法的现象。轻松地在脑海里建立起对“力的等效和替代”的理解，从情感认识上去理解物理知识。

五、通过演示实验，验证平行四边形关系

完成上一部分的教学后，我们让学生分别对大人提水和两个小孩提水过程中，水桶进行受力分析，并结合合力与分力的概念，判断水桶两次受到的力是否为合力与分力的关系。通过设疑：两个分力的合力是简单的把两个分力的大小相加吗？导出力的合成和力的分解的定义。这样一步一步，保证了知识点的连贯性，没有跳跃，一环紧扣一环，学生比较容易理解。在学生打下合力与分力的基础后，再进行验证性演示实验，找到两对等效力，并验证它们的几何关系。实验是难免有误差存在的，提醒学生应保证实验的真实性，分析誤差产生的原因。这部分教学中，请学生协助进行演示实验，使课堂不是枯燥无味的讲授课，可以提升学生的兴趣。至于为什么选择验证性演示实验，而不让学生进行探究性实验。我们预计的教学计划与课堂上学生的真实认知水平之间是有一定差距的，所以教材上的探究实验我们安排到下一节课，让学生在这节课的基础上去探究就会轻松得多。

六、针对性练习

每一部分知识之间都会有简单又有针对性的练习，让学生分小组完成，并形成竞争的模式。由于学生的“好胜”心里，有竞争，他们会更积极去思考，寻求正确的答案。当然这种竞争不是评价学生的标准，是为了活跃课堂气氛，抓住学生的注意力，检查大部分学生的学习效果。把练习控制在比较基础的程度，一方面是防止他们的热情在难题面前被挫伤，产生厌倦情绪;一方面由于课堂时间不是很充裕，太难的题目要耗费较多时间分析、解释，耽误后面知识的学习。

七、导学案设计

导学案是学生自主探究和合作的载体，首先它是一套针对性较强的学习方案，旨在方便学生的学。在设计过程中，很容易把导学案当成试卷去设计。学习目标很重要，要让学生清晰明了这节课所要学习的任务。关于课本知识点，应避免像参考书一样让学生填写知识清单，严重束缚了学生的思考空间，学生一看就觉得疲惫，根本没心思去完成。而应该思路清新，主次分明，学生能够抓住主线索，一环紧扣一环，轻松地完成预习工作。针对性练习也应精简，难度适中，如果学生一看就觉得一头雾水，会增加他们的压力，觉得该课程难度太高，产生恐惧心理。

八、备课反思

在备课的过程中，我们是以教师的角度去理解课本的知识，并想办法传授给学生。由于我们积累的知识、经验比较丰富，对于课本里的知识、例子很容易理解，想当然学生也能够理解。其实我们应该站在学生的角度去思考，可能他们的思维跳跃没那么快，他们的接受能力没那么强……多考虑到学生可能出现的问题，就越能控制整个教学过程，真正地开发学生的潜能、张扬学生的个性、形成持续学习的内驱力，达到教与学的共同发展。

九、结语

新课程理念提倡让学生成为“学习的主人”，在在物理教学中，教师的作用应该主要是引导和点拨，这样可以使学生在学习中进行体验，同时也有助于学生把所学知识纳入原有的知识体系，形成个性化的知识网络结构。我们的备课工作也应以学生为出发点，创设学生生命、情感、个性发展的生命课堂。

参考文献：

[1]周金中.“场”视角下构建高中物理“生命课堂”的策略研究[J].中学物理，2012，21（30）：3-4.

[2]鲁世明.构建物理生命课堂 促进学生主动发展[J].湖南中学物理，2013，8：19-20.

[3]朱立文.粤版高中物理必修1过渡性特征研究[J].教材建设，2012，6：64-66.

[4]王影.新课程下高中物理必修1模块概念教学研究[M].东北师范大学，2010：6.