常俊波
啟發(fā)性原則的精神是在教師的引導(dǎo)下,調(diào)動學(xué)生的主動性使他們通過自己的獨立思考,在領(lǐng)會和掌握知識的同時開發(fā)智力,特別是思維能力,本文以習(xí)題課教學(xué)為例對啟發(fā)性原則的應(yīng)用做一些初步探討。
習(xí)題課是復(fù)習(xí)課中的一種常見類型,單一的一個習(xí)題,往往涉及面較窄,概括不全面,很難達(dá)到舉一反三,觸類旁通的目的。為了培養(yǎng)學(xué)生的能力,我在習(xí)題課教學(xué)中很注重啟發(fā)性原則的應(yīng)用。
一種做法是:一節(jié)習(xí)題課,精選一個有多中解法的例題,讓學(xué)生自己去解,在教師的啟發(fā)下,鼓勵多種解法,然后教師小結(jié),用分析法啟發(fā)學(xué)生得出多種解法的思路。例如,普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書(物理選修3-1)第34頁,帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的例題。講完課本上的解法后,可進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生尋求新的解法。經(jīng)他們認(rèn)真分析題目給出的物理過程后,能總結(jié)出:除了用運動學(xué)規(guī)律求解電子離開電場時的速度V以外,還可以利用動能定理或包括動能和電勢能在內(nèi)的能的轉(zhuǎn)化和守恒定律求出電子離開電場時的速度V,然后由三角函數(shù)關(guān)系,求出電子偏離原來方向的角度α。除進(jìn)行一題多解外,并通過讓學(xué)生試著改變已知條件或通過改變已知量和待求量間的關(guān)系,把該題變成多個有意義的題目,進(jìn)行一題多變。例如,在學(xué)生對較簡單的例證理解的基礎(chǔ)上,通過開拓思路,從不同側(cè)面提出問題或配置對比題加以適當(dāng)?shù)难a充和擴展,以取得好的效果。
另一種做法是:一節(jié)習(xí)題課,列出多個同類題,在教師啟發(fā)下,進(jìn)行多題歸一和異中求同的訓(xùn)練。例如:復(fù)習(xí)碰撞時,在教師的適時引導(dǎo)下,通過學(xué)生的討論,不僅要使學(xué)生知道光滑水平面上兩鋼球的相互作用過程為碰撞過程,還要是學(xué)生理解穿在同一水平絕緣桿上的兩帶電小球間的相互作用過程;及處在勻強磁場中的水平導(dǎo)軌上的兩金屬棒間的相對運動過程等均可視為碰撞過程。通過這類問題的教學(xué),啟發(fā)學(xué)生學(xué)會善于抓住事物本質(zhì),善于異中求同的歸納問題的方法。
再一種做法是:綜合題的教學(xué)過程中,分析是主要的,解答是次要的。在分析過程中主體應(yīng)是學(xué)生,教師只能起主導(dǎo)作用,怎樣才能真正起到主導(dǎo)作用呢?備課時精心設(shè)置問題情境,適時點撥關(guān)鍵,啟發(fā)思維,只有這樣才能真正突破學(xué)生的思維難點。
例:在光滑水平面上,有一質(zhì)量m1=50Kg的小車,通過幾乎不可伸長的輕繩與質(zhì)量m2=25Kg的足夠長的拖車連接,質(zhì)量m3=15Kg的物體在拖車的長木板上,與平板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,開始時,物體和拖車靜止,繩未拉緊,小車以3m/s的速度向前運動。求:
三者以相同速度前進(jìn)時速度的大小。
到三者速度相同時,物體在平板車上移動的距離。
設(shè)置問題如下:
1.從開始到三者以同一速度前進(jìn)共包含了幾個物理過程?
學(xué)生討論熱烈,但不少學(xué)生易忽視繩子繃緊這一隱含過程。
教師小結(jié):此題包含四個物理過程。第一個過程:小車勻速運動到繩繃緊之前;第二個過程:繩子繃緊的過程;第三個過程:m3相對小車和拖車的運動過程;第四個過程:三者共同勻速運動的過程。
2.第二個過程的時間長還是短?此過程中以整個系統(tǒng)為對象動量是否守恒?以小車和拖車組成的系統(tǒng)為對象動量是否守恒?此過程結(jié)束時,物體m3的運動情況怎樣?
學(xué)生展開討論,但此過程學(xué)生難以理解,為該題難點所在。故此間需以教師點撥小結(jié)為主。
教師小結(jié):在繩繃緊過程中,小車和拖車通過繩子相互作用且相互作用時間極短,實為一種完全非彈性碰撞。若以系統(tǒng)為對象,所受外力的合力為零,動量守恒;若以小車和拖車組成的系統(tǒng)為對象,在此期間雖然拖車受物體m3的摩擦作用,但因該過程時間極短,且摩擦力遠(yuǎn)小于繩子中的張力,仍可認(rèn)為小車和拖車組成的系統(tǒng)的動量守恒。同樣的思路可得出該過程結(jié)束時m3的速度為零。這是對實際情況的高度近似,是把物體所處的條件理想化的方法,是物理學(xué)研究問題的方法之一。該過程滿足:m1v0=(m1+m2)v1,v1是繩繃緊時小車和拖車的速度。
3.要求物體在平板車上移動的距離,應(yīng)研究哪個過程?該過程涉及的是時間還是位移?優(yōu)先考慮什么規(guī)律?
對該問題大多數(shù)同學(xué)經(jīng)分析能由系統(tǒng)的動量守恒及對物體m3和拖車(包括拖車)分別由動能定理列方程解出。
教師小結(jié):第三個過程涉及的是相互作用的m3與平板車之間存在相對位移的問題,優(yōu)先考慮兩大守恒定律。
4.第三個過程中,系統(tǒng)克服一對摩擦力做功,而損失的機械能轉(zhuǎn)化成了什么形式的能?怎樣來量度其大???
學(xué)生展開討論,但應(yīng)注意摩擦生熱問題亦是本題的又一難點。
教師小結(jié):Q=f地l相對=μm3gl;系統(tǒng)動量守恒:m1v0=(m1+m2+m3)v系統(tǒng)能量守恒:μm3gl=1/2(m1+m2)v12-1/2(m1+m2+m3)v2。
在教學(xué)中,只是激發(fā)學(xué)生思維的積極性還不夠,還要通過教師精心設(shè)計教學(xué)過程使學(xué)生把握正確的思維方法,從而提高課堂效率。
【責(zé)編 張偉飛】