浅析如何让形象化成为促动高中物理建模的“一剂良药”

杜春英

摘 要：为了进一步提高教学质量，抓好课堂教学这一环节，应教研组要求，我于3月16日开设了一节组内公开课。这是一所普通高中，所用教材为人教版物理必修第二册第六章第4节《生活中的圆周运动》。根据这一节内容我提炼出了两类模型，分两课时进行。第一课时是《水平面内的圆周运动》;第二课时是《竖直面内圆周运动》。圆周运动是学生在充分掌握曲线运动规律后接触到的一个较为复杂的曲线运动，本节旨在研究变速圆周运动最高点和最低点的径向受力和运动关系。以往的教学中，我就发现当物体运动至最高点或最低点时，径向受力看起来似乎很明确（只有两个力），但学生在理解上却存在极大的思维障碍，尤其是最高点的临界问题分析及“绳球模型”和“杆球模型”的对比分析，这部分知识往往又是考查的重点。因此如何通过形象化的情景、语言，直观切入，帮助学生理解并建立模型，是这节课的重中之重。

关键词：形象化;圆周运动;教学

一、 物理教师形象化教学存在的问题分析

（一）物理教师的教学观念比较落后

就目前的调查研究显示，在传统的高中物理教学课堂上，由于物理教师受到传统应试教育思想的影响，往往很难改变自己传统的教学方式和教学手段，在教学的过程中，过分关注学生们的物理学习成绩，很难关注到学生们对于物理思维能力的培养。时代是在不断进步和发展的，因此物理教师在教学时也必须要结合实际的情况改变自己的教学方式，尊重学生们在课堂上的主体地位，从而提高高中物理教学课堂的质量。

（二）学生们缺乏物理学习的自信心

在学生们进行物理学习的过程中，由于物理教师缺乏对学生们物理实验教学的引导，所以学生们在进行物理实验学习的过程中，都存在着敷衍式的心理，认为自己只要完成课上物理教师交给自己的任务，就算是掌握了本节课的物理学习知识。这些学生们在进行物理学习时，缺乏对物理学习的积极性和主动性，导致学生们物理课程的学习效果不佳。

二、 物理教学存在的问题分析

（一）拱形桥受力分析

在教学的过程中，我为学生们展示了生活中的凹形桥和拱形桥，让学生观察视频中汽车通过凹形桥最低点和拱形桥最高点时台秤的示数变化。我问学生：“你观察到了什么现象？”学生有的说变大，有的说变小，还有的说没看清楚。实际上视频还是比较清晰的，只是示数变化得比较快，学生的注意力受外在小车运动的干扰，示数一闪而过。为了让学生观察到现象，我又给学生看了一遍。学生又一次争论起来，我意识到把两个视频放到一起，会增加学生观察的难度。于是，我先播放凹形桥视频，又播放了两次后，大部分学生都观察到了示数会变大。少部分在其他同学这一结论的牵引下，认真地又看了一遍，终于得出“示数变大”的结论。接下来，我问学生：“为什么示数会变大？请同学们结合例题1，从理论角度分析产生这一现象的原因？”在这个过程中，我发现有一部分的学生明白了我要讲课的内容，所以在课堂上仔细画着物体的受力分析图，而有一部分的同学则对这部分的学习比较吃力，他们盯紧黑板上我写的相关知识，咬牙切齿地分析物体的受力分析图。还有一部分的学生则在课堂上茫然不知所措，不知道自己应该怎样对物体来进行受力分析，这部分的学生对于物理知识理论的学习仍然存在着一定的问题，所以必须要采取有效的措施加强对这些学生们的物理知识引导，再次播放有关拱形桥的视频以及受力的理论分析过程。

（二）“杆球”模型

在教学的过程中，我通过利用模拟“过山车轨道”“水流星”展示、分析，以此分析“绳球”模型，小球通过最高点的临界条件，进而过渡到“杆球”模型。我利用杆牵引小球演示并提问：“如果把绳子换成杆，小球通过最高点的速度是多大？”有一些学生回答：“通过类比受力分析。”通过展示，我帮助学生体会“杆”可以提供拉力还是相对比较容易的，但如何体会“杆”的支撑作用就显得有些空白无力。虽然通过理论分析可以让学生知道“杆球”模型相对“绳球”模型最大的区别就是“杆球”可以提供支持力，但习题反馈表明学生并未充分理解。

三、 调整教学方式的措施分析

（一）拱形橋的受力分析

为了更好地加强学生们对于物理知识的理解程度，所以在课堂上我首先会为学生们做前期的铺垫，通过为学生们带来凹型桥和拱形桥的物理模型，让学生们增强物理实验的积极性。在这个过程中，我将汽车放在拱形桥和凹型桥的模型上，让学生们观察台秤显示出的示数之后，引导学生们分析台秤示数代表的是哪一个力。在学生们展开激烈的思考与讨论的过程中，最终一部分的学生们得出了结果是重力，而有的同学得出了结果是压力。那么究竟是压力还是重力？我借着学生们的讨论热情让学生们继续分析，最终一步一步地引导学生们得出正确的结果。之后通过结合教材课本当中的例题，让学生们从受力角度来分析产生这种现象的原因。通过采取这种方式，可以让学生们的学习目标更加明确。相比于传统的教学方式来讲，让学生们展开激烈的讨论，可以加深学生们对于课堂学习的印象，让学生们主动接受物理的知识。最后为了取得物理教学举一反三的效果，在课堂结束之后，我继续反问学生，如果汽车通过的是拱形桥的最高点，那么台秤上的示数又会发生怎样的变化？这时学生们的回答不一，有的回答变大，有的则回答变小。为了加强学生们对物理学习的积极性与自信心，所以我鼓励学生们独立进行物理问题的推敲，为学生们提供完整的物理实验素材，从而使学生们可以积极地将整个物理实验过程实践出来，让学生们两次机械重复视频当中的拱形桥受力原理分析和凹型桥受力原理分析，进行物理实验结果的对照，增强学生们物理学习的热情和自信心，减轻了自己的授课压力，同时对物理授课的效率也起到了事半功倍的效果。

（二）“杆球”模型分析

为了更好地加深学生们对于物理知识的学习印象，所以我通过采取生活化物理教学的方法来刺激学生们的感官，并且向学生们提出问题。在人们平时360度荡秋千的时候，为什么人可以实现静止在空中？如果用绳子荡秋千，是否可以达到同样的效果？这时候学生们回答不能。我继续向学生们提出疑问，相对于绳子来讲杆最大的区别是什么。这时候学生们都回答杆可以提供支持力。虽然学生们可以理解杆能够为人们提供相关的支持力，但是在一些具体的理论分析过程中，仍然有一部分学生对思维的障碍无法跨越。例如对于最高点的最小速度是多少，学生们很难展开具体分析，所以在接下来的课程当中，针对该现象，我用比较形象化的语言对学生们进行了讲解，例如，通过将“为什么此人能够静止在空中”改变成“为什么这个人能够在空中停顿一下”。然后给学生们充分的思考空间，让学生们思考这时候的速度有多大，从而使学生们将力与运动衔接起来。通过采取生活化的物理教学方法，可以增强学生们的情感体验，有效地吸引学生们的课堂注意力，增强学生们物理学习的积极性和主动性，同时在直观刺激的基础上，对提问的语言进行精细化调整，使之更贴近学生的思维，效果更好。虽然学生在习题反馈处理“杆球”模型时还是会出现这样或那样的问题，但学生对“杆提供支持力这一现象”显然是印象深刻的，有了这一点做支撑，学生处理这类问题时就不会茫然无措。