高三物理复习课中的问题设计

江宏
摘 要:高三物理复习课堂容易陷入单调枯燥、无人问津的被动局面。本文针对上述现象建议从充分铺垫、回归经典和延伸拓展三个层面设计好课堂问题,让问题引领学生积极思考,提高课堂效率。
关键词:物理复习课;问题设计;高效课堂
大多数学校在高二下学期末已经完成高中物理新课的教学,高三的一年时间主要是对所学知识进行系统的复习、巩固。有些学生认为这样的复习课枯燥乏味,甚至出现了一部分学生上课不听讲、专心忙于刷题练习的现象,从而陷入了闭门造车的荒诞局面。不可否认,高三复习的内容是学生熟悉的知识和常见的模型或情景,基本物理定律和解题模式对基础较好的学生来说已经是耳熟能详,烂熟于胸了。在复习课中,教师为了及时完成教学任务更多倾向于选择以自己为中心的复述和讲解的教学方式,忽视了师生间必要的课堂交流和互动。课后作业和个别学生的课堂表现让老师误认为学生已经理解掌握了这些知识。直到考试结果出来了,教师才意识到实际的复习效果低得令人难以置信。
那么教师如何才能提升高三物理复习课的课堂效率呢?笔者认为,除了要发挥教师在课堂教学中的主导作用,还要通过主动创设一些问题引导学生积极思考,充分发挥学生在课堂中的主体作用。复习课中恰到好处的提问就像是在平静的池塘里抛下一石块,激起的浪花和声响,必然会引起学生强烈关注和深入思考,让他们不由自主地跟上复习教学的主旋律,从而更高效地完成教学任务。对于如何发挥问题的导向作用,笔者从以下三个方面进行了尝试。
1 充分铺垫,学生设问找方向
事物不断发展变化离不开内因和外因这两个因素。虽然内因和外因都能改变事物发展,但源自于学生自身需求的问题才会真正推动他们去认真思考和研究。在一些复习课中常常看到学生按照老师设计好的问题线索去按图索骥寻求结果,但是离开了老师的指引导向,多数学生课后还是无法独立找到解决问题的途径。人的学习的经历和过程是无法复制给予的,学生从自身经历和体验中触发的内在思考才是推动学生自主学习的强大动力。教师在教学中按照学生思维特点进行充分铺垫,实现学生在观察分析中自我设问才是真正的“授之以渔”。
案例1:如图1所示,竖直平面内有一圆环,a、b、c为圆环上的三个点。ab、ac间用光滑细杆连接,ab过该圆圆心O。两根杆上都套有一个小滑环,两滑环分别从b、c点由静止释放,滑环到达a点的速度大小分别为v1、v2,滑环到达a所用的时间分别为t1、t2,则
A. v1>v2 B. v1根据机械能守恒,学生能轻松判断出v1和v2的大小关系。关于用时长短问题,学生们对于竖直面内的等时圆有较为深刻的印象,但是對于适用条件比较模糊。一些学生误认为这个图中的情景就是等时圆,即选择了t1=t2这个错误答案。在分析过程中,笔者和学生一起尝试用牛顿定律和运动学公式求解或者用动量定理求解都无法得出确定答案。在学生陷入迷茫无助时,笔者引导学生去观察答案选项是定性还是定量的。一部分学生随即回答出是定性的,一些学生还指出题中ab、ac间并没有确定夹角。如果夹角并不确定,那不妨大胆假设ac杆是水平的,则小滑环将无法沿ac细杆回到a点。关于用时长短的争执瞬间变得柳暗花明,学生们为自己的突发奇想兴奋不已。
经历了一番磕磕绊绊的探究后,学生切实感受到极限思维方法在解决定性问题中的优越性。当需要判断一些定性结论时,学生就会自然联想到用极限思维方法快速验证。真实的学习过程和经历体验会促进学生进行自我反思总结,进一步刺激就会内化成一种思维习惯。课堂中老师充分铺垫、引导,积极鼓励学生自我设问,这样做更有利于学生培养认真观察、大胆假设、积极探索的学习心态,找到解题的方向。
2 回归经典,老师巧问强信心
高三学生在处理经典模型和常见情形上都比较得心应手,但是对于一些综合性较强的复杂情景总是找不到有效的切入点。如果能够通过等效类比、化繁为简等方法简化问题,使之回归到经典模型中去,学生就能驾轻就熟找回“熟悉的模式”,同时找回的还有解决问题的信心和勇气。
案例2:如图2所示,一根长为L的轻绳连接两个完全相同放置在粗糙水平地面上物体A、B(可视为质点),轻绳恰好伸直且无拉力。在绳的中点处施加一个竖直向上的拉力F,使A、B慢慢靠近直至接触,已知A、B与水平地面间的动摩擦因素均为,则在两物体靠近的过程中,拉力F最小时两物体间距离多大。
物体在受到三力作用下处于平衡状态,求某一力的最小值对学生来说并不困难。但该题中的物体是四力平衡问题。原有的经验不能解决在受到四个力作用时的最小力问题。笔者启发学生们能否将四力平衡等效为三力平衡?如果需要等效成三力平衡,该把哪两个力先合成一个力呢?学生发现滑动摩擦力的大小与支持力是相关的,对A物体来说这两个力的合力总是沿着确定的方向(该方向与竖直方向夹角θ总满足tanθ=1/?滋)并指向左上方。当绳子拉力方向与地面对A的支持力和摩擦力的合力相垂直时,就会出现拉力的最小值。通过这样的等效处理,较为复杂的四力平衡模型就回到了经典的三力平衡模型中,最小值问题迎刃而解。通过这个案例体验,培养学生借鉴熟悉的经典模型去分析解决一些新情景新问题。俗话说得好,“见怪不怪,其怪自败”。
3 延伸拓展,一题多问增能力
高考要考查学生理解、推理、分析综合等五方面的能力素养。要在有限的课堂时间内提升效率,就要选好例题精讲精练,做到一题多解或一题多问。对题目条件或问题进行多角度、多情景改编、延伸、拓展,引导学生深入分析思考,学会将经典模型的知识变通或迁移,实现学生分析综合能力和学科素养的提升。
案例3:如图3所示,粗糙水平地面上有一个斜面体,小物块m恰好能沿着斜面匀速下滑,斜面体静止不动。若在该小物块m上施加一竖直向下的恒力F,则( )
A. 物块m仍沿斜面匀速下滑
B. 斜面体受到向左的摩擦力
C. 斜面体受到向右的摩擦力
D. 将恒力F替换为重为F的铁块固定在物块上,小物块m和铁块将匀速下滑
对于匀速运动物块和静止的斜面,学生会将处于受力平衡的两物体看成一整体,用整体法分析得到地面对斜面没有摩擦力。物块m受到竖直恒力F或替换成铁块固定其上后,该整体仍然是平衡的,斜面都不会受地面摩擦力。笔者进而提问,若施加垂直于斜面向下的恒力,斜面体是否受到地面摩擦力呢?方向如何?学生大多会继续用整体法分析,得出斜面体受到向左摩擦力作用。笔者又追问,这时小物块m该如何运动呢?学生很快意识到小物块的运动状态已经变化,不能再用整体法分析受力。学生在隔离分析中发现:小物块对斜面的压力和滑动摩擦力的合力总是竖直向下,斜面是不受地面摩擦力的。学生明白这个道理后,笔者又问刚才的那个恒力变成其他任意方向(物块仍在斜面上运动),地面对斜面会有摩擦力吗?若小物块最初的运动状态是沿斜面加速下滑,那上述几种情况该如何分析呢?通过对这个情景的多次假设提问进行思考,学生的受力分析能力得到进一步巩固强化。
学生在一定情境下的思维往往具有很强的惯性,时常因为忽略了分析方法的使用前提而做出错误的判断。对题目中的条件或问题进行一定改编拓展,有利于学生克服惯性思维提升思维品质和能力素养。
问题是点燃孩子们智慧的火花,每一个问题的解决过程都是他们成长的脚印。高三物理复习课应该重视课堂问题设计,让学生在问题中得到更多的探索和历练,将枯燥乏味的一言堂变成生机勃勃的百草园。

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