任虎虎

(江蘇省太倉高級(jí)中學(xué) 江蘇 蘇州 215411)

在教學(xué)過程中總會(huì)出現(xiàn)這樣的場景：當(dāng)教師在呈現(xiàn)精彩的實(shí)驗(yàn)情境時(shí)，學(xué)生都興高采烈，而當(dāng)教師拋出問題時(shí)，有一部分學(xué)生就開始沉默了，究其原因，不是教師設(shè)置的問題不好，而是問題的梯度有時(shí)太大.不妨換個(gè)角度，在情境之后問“大家在這里有什么問題需要問老師的”，再進(jìn)行引導(dǎo)，生成有效問題，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí).

1 巧設(shè)趣味化實(shí)驗(yàn)情境——探究作用力和反作用力的概念

設(shè)置情境1：用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置演示；兩個(gè)完全相同的彈性小球A和B在軌道同一高度同時(shí)由靜止釋放，觀察兩小球的運(yùn)動(dòng)情況.

圖1 兩球彈性碰撞的演示實(shí)驗(yàn)

師：兩小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)被彈回去，在這里有什么疑惑需要問老師的？

生1：兩小球的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槭裁炊及l(fā)生了改變？

生2：(基礎(chǔ)好的同學(xué))兩小球都受到力的作用.

師：對(duì)小球A或B來說誰給它了施加了彈回去的作用力？

生：應(yīng)該是相互施加的.

設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)實(shí)驗(yàn)旨在通過直觀的觀察幫助學(xué)生理解力的作用是相互的并且相互作用力發(fā)生在兩個(gè)物體之間.

設(shè)置情境2：讓同學(xué)用手用力將豎直的筆尖向下壓.

師：同學(xué)們有何感覺？現(xiàn)象能說明什么問題？

生：手壓筆尖手有痛的感覺，說明自己對(duì)筆尖施力，同時(shí)筆尖對(duì)手也有力的作用.

師：你覺得剛才的事實(shí)反映了力定義中的那個(gè)詞？

生：“相互”.

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生的親自體驗(yàn)和幫助學(xué)生理解力的作用是相互的.

學(xué)生活動(dòng)：常言道“一個(gè)巴掌拍不響”，請(qǐng)大家比賽拍巴掌，看誰拍的最響.

師：拍的最響的甲同學(xué)談?wù)劯惺?

生：兩只手都有疼痛感.

師：這說明了什么問題？

生：說明兩只手相互施加了作用力.

設(shè)計(jì)意圖：通過激發(fā)學(xué)生的熱情和真實(shí)感受幫助學(xué)生理解力作用的相互性.

教學(xué)感悟：對(duì)于學(xué)生有基礎(chǔ)、有能力解決的問題，教師千萬不要包辦代替；尤其對(duì)于難點(diǎn)問題，能通過創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)學(xué)生自主解決的，教師千萬不要直接告訴學(xué)生結(jié)論，要相信學(xué)生“能”，目的是幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí).

2 巧設(shè)層次化實(shí)驗(yàn)情境——探究作用力和反作用力間的關(guān)系

設(shè)置情境3：再次拍巴掌.

師：兩只手的疼痛感是否一樣？

生：差不多.

師：這說明了什么問題？

生：作用力和反作用力大小可能相等.

設(shè)置情境4：連接好實(shí)驗(yàn)裝置后，讓學(xué)生來做實(shí)驗(yàn)，讓一傳感器的固定在墻上，另一傳感器握在手中，適度拉動(dòng)手中的傳感器，可以多讓幾位學(xué)生上來體驗(yàn).

圖2

師：對(duì)于圖2大家有什么問題需要問的嗎？

生甲：在圖2中，為什么作用力和反作用力的圖像在t軸上下兩側(cè)？

生乙：為什么圖像是曲線？

師：其他同學(xué)可以幫我回答一下這兩個(gè)問題？

生丙：作用力和反作用力的圖像在t軸上下兩側(cè)說明作用力、反作用力的方向是相反的，曲線說明物體在運(yùn)動(dòng).

生?。翰粚?duì)，物體明顯是靜止的，曲線說明手在抖.

師：其他同學(xué)可以討論一下誰的說法準(zhǔn)確.

大多數(shù)學(xué)生都認(rèn)同后者.

師：從作用力和反作用力的F-t圖像可以得出哪些結(jié)論？

生：兩個(gè)靜止物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上.

設(shè)計(jì)意圖：這樣設(shè)置的目的是通過DIS實(shí)驗(yàn)定量地探究靜止的物體之間作用力和反作用力滿足的關(guān)系.

設(shè)置情境5：把一個(gè)傳感器系在一個(gè)物體上，另一個(gè)握在手中.當(dāng)通過傳感器用力拉物體時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可隨著力的變化而變化.

師：通過觀察，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，作用力和反作用力的F-t圖像有什么特點(diǎn)？

生：特點(diǎn)主要有兩個(gè)：變化、對(duì)稱.

師：從這兩個(gè)特點(diǎn)你可以得出那些結(jié)論？

生：變化，力的大小在變化，說明產(chǎn)生作用力和反作用力的兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在變化. 對(duì)稱？(學(xué)生講不出)

師：注意觀察圖3中任意兩對(duì)稱點(diǎn)的縱坐標(biāo),同學(xué)們現(xiàn)在就此問題進(jìn)行小組討論.

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生開始討論，根據(jù)圖像學(xué)生很容易得出：當(dāng)物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，任何時(shí)刻，作用力和反作用力始終滿足：等大、反向(t軸的上下兩側(cè))、共線，這與物體處于靜止?fàn)顟B(tài)下的規(guī)律相同.

師：從圖像中你還可以得出哪些結(jié)論？

生：？(想不到)

圖3

師：(讓學(xué)生注意觀察圖3上的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)和拐點(diǎn))同一時(shí)刻？

生：作用力和反作用力是總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失.

設(shè)計(jì)意圖：這樣設(shè)置的目的是通過DIS實(shí)驗(yàn)定量的研究運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物體之間作用力和反作用力滿足的關(guān)系.

設(shè)置情境6：拔河比賽是一項(xiàng)很有趣的娛樂活動(dòng)，為探究雙方作用力的情況，把兩隊(duì)運(yùn)動(dòng)員簡化為兩個(gè)人，一個(gè)高大強(qiáng)壯的男生與一個(gè)瘦小柔弱的女生.讓他們各自拿著一個(gè)完全相同的測(cè)力計(jì)對(duì)拉.將實(shí)驗(yàn)過程分成如下步驟讓學(xué)生仔細(xì)觀察：

師：讓女生“主動(dòng)”施力，兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)情況如何？

生：兩測(cè)力計(jì)都有示數(shù)，且相等.

師：讓男生“主動(dòng)”施力，兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)情況如何？

生：兩測(cè)力計(jì)都有示數(shù)，且相等.

師：實(shí)驗(yàn)中我們能得到什么結(jié)論？

生：力的作用總是相互的，在數(shù)值上近似相等.

設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生的觀察，幫助學(xué)生破除對(duì)主動(dòng)力與被動(dòng)力大小不相等的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí).

設(shè)置情境7：作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的有很多相似的地方.

師：它們一樣嗎？

生：不一樣.

師：區(qū)別在什么方面？

生：區(qū)別是作用力、反作用力總是作用在兩個(gè)不同的物體上，而平衡力作用在同一個(gè)物體上.(學(xué)生基本只能講到這里)

師：作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，而一對(duì)平衡力呢？試舉例說明，同學(xué)們可以小組討論.

學(xué)生活動(dòng)：這里學(xué)生可以舉出很多例子.總之，其中一個(gè)可以離開另一個(gè)而單獨(dú)存在，比如放在桌子上的水杯，重力和支持力是一對(duì)平衡力，當(dāng)把水杯拿起后，重力仍在，但支持力消失.

教師可以通過列表格進(jìn)行詳細(xì)比較.

設(shè)計(jì)意圖：通過新舊知識(shí)對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生自己舉實(shí)例說明作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的區(qū)別.

教學(xué)感悟：學(xué)生對(duì)DIS的好奇心遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了教師的預(yù)料，教師需要將DIS實(shí)驗(yàn)的趣味性轉(zhuǎn)化為學(xué)生的探究作用力和反作用力F-t圖像的興趣.借助DIS定量呈現(xiàn)難點(diǎn)問題，通過引導(dǎo)學(xué)生合作學(xué)習(xí)，交流討論逐層分析難點(diǎn).要敢于向?qū)W生放權(quán)，給學(xué)生一個(gè)機(jī)會(huì)，學(xué)生將還你一個(gè)驚喜.

3 巧設(shè)系列化實(shí)驗(yàn)情境——探究非接觸性質(zhì)的作用力和反作用力間的關(guān)系

設(shè)置情境8:用細(xì)線懸掛一根鐵釘，然后用一磁鐵靠近鐵釘，讓同學(xué)們仔細(xì)觀察鐵釘?shù)倪\(yùn)動(dòng)情況.

師：鐵釘和磁鐵并沒有相互接觸，鐵釘為什么會(huì)偏向磁鐵？

生：鐵釘受到了磁鐵對(duì)它的磁力作用.

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)鐵釘運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)幫助學(xué)生理解磁力是一種非接觸力.

設(shè)置情境9：現(xiàn)在用細(xì)線把磁鐵懸掛起來，然后用鐵釘靠近磁鐵，讓同學(xué)們仔細(xì)觀察磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況.

師：磁鐵為什么會(huì)偏向鐵釘？

生：磁鐵受到了鐵釘對(duì)它的磁力作用.

師：磁力是一種非接觸力，通過上面的實(shí)驗(yàn)，你可以得到什么結(jié)論？

生：非接觸力間的作用也是相互的.

師：猜想鐵釘和磁鐵間的相互作用力滿足怎樣的定量關(guān)系？

生：等大、反向、共線、異物.

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)磁力的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)幫助學(xué)生理解非接觸力間的作用也是相互的.

設(shè)置情境10：連接好如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將兩個(gè)靜力傳感器固定起來并連接到計(jì)算機(jī)，兩個(gè)細(xì)線豎直.

圖4 用細(xì)線懸掛兩條形磁鐵，探究非接觸性的力也是相互作用的

師：分析F-t圖像的特點(diǎn)，可以得出哪些結(jié)論？

生：和前面的結(jié)論相同.

設(shè)計(jì)意圖：非接觸力是力的重要組成部分，通過學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的分析，幫助學(xué)生理解非接觸性質(zhì)的作用力、反作用力滿足與接觸力相同的規(guī)律.

教學(xué)感悟：課堂教學(xué)離不開學(xué)生的真情實(shí)感.情感是知識(shí)傳授的“高速公路”.如果將15 g鹽放在你面前，無論如何你都難以下咽，但當(dāng)將15 g鹽放入一碗美味可口的湯中，你在享用佳肴時(shí)，將15 g鹽也全部吸收了.巧設(shè)實(shí)驗(yàn)情境是解決教學(xué)難點(diǎn)的靈丹妙藥，根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)情境，通過引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作討論、師生互動(dòng)任何教學(xué)難點(diǎn)都會(huì)迎刃而解.