麥小春

【摘要】模型建構(gòu)能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)要求學(xué)生具備的能力之一，也是近年高考考查的重點(diǎn)。勻變速直線運(yùn)動(dòng)在近年高考中地位十分重要，單獨(dú)考查和運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析運(yùn)動(dòng)過程的題目均有。文章探討了在勻變速直線運(yùn)動(dòng)教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的“中時(shí)位速度”模型構(gòu)建能力思路和方法以及應(yīng)用，從而提高學(xué)生的解決問題能力。

【關(guān)鍵詞】模型建構(gòu)? ?勻變速直線運(yùn)動(dòng)? ?中時(shí)位速度

模型建構(gòu)能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)要求學(xué)生具備的能力之一，建立物理模型有利于簡化物理問題，把難以理解的物理情景轉(zhuǎn)換為易于理解的物理情景，讓學(xué)生形成具有通用性的規(guī)律。

通常來說，物理試題的難度主要由所用物理知識(shí)、物理情境和所用數(shù)學(xué)知識(shí)三個(gè)因素決定，其中物理情境是最重要的因素之一。有的學(xué)生面對(duì)刷過的題，但是考查條件稍作改變，又陷入無從下手的困境?？偨Y(jié)造成學(xué)生遇到思維困難的主要原因有以下幾點(diǎn)：①不能從題目中提取有效信息;②缺少相關(guān)生活經(jīng)驗(yàn);③缺乏建立物理模型、將物理情境轉(zhuǎn)化的意識(shí)和能力，不能遷移應(yīng)用知識(shí)。

要解決以上問題，教師在教學(xué)過程中要注意循序漸進(jìn)，應(yīng)該讓學(xué)生從簡單的情景和條件入手，根據(jù)原有的基礎(chǔ)知識(shí)得出結(jié)論，形成一定的經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)律，然后引導(dǎo)學(xué)生將簡單的情景和條件與相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)性的規(guī)律結(jié)合，建立起相互間聯(lián)系，幫助學(xué)生經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)物理模型的構(gòu)建過程。

1.在勻變速直線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生根據(jù)已有的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，進(jìn)行推導(dǎo)：設(shè)物體的初速度為v0，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a，t內(nèi)的位移為s，求它在t內(nèi)的平均速度和? ? ? 時(shí)的瞬時(shí)速度。

例1可見構(gòu)建“中時(shí)位速度”模型的步驟為：1.建立勻變速直線運(yùn)動(dòng)示意圖，在圖中的各段位移的中間時(shí)刻位置標(biāo)出“中時(shí)位速度”;2.確定各個(gè)“中時(shí)位速度”之間的時(shí)間;3.結(jié)合速度公式求a、v等物理量。

這一過程引導(dǎo)學(xué)生將推論與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律建立聯(lián)系，完成自主構(gòu)建模型過程。在勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題中，只要條件包含有位移和相對(duì)應(yīng)時(shí)間的，都可以優(yōu)先應(yīng)用這一解題思路，這就是“中時(shí)位速度”模型。

3.應(yīng)用“中時(shí)位速度”模型

例2 一課題研究小組的同學(xué)做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，在離地面一定的高度上將小鐵球自由釋放。已知小鐵球質(zhì)量為1kg，在落地之前測(cè)得它在第3 s內(nèi)的位移是24 m，則（）

A.小鐵球在2 s末的速度大小是20 m/s

B.地面該處的重力加速度為9.6m/s2

C.小鐵球在第3 s末的速度大小是24 m/s

D.小鐵球在3 s內(nèi)的位移是45 m

答案：B

解析：題目中的條件給出第3 s內(nèi)的位移是24 m，可應(yīng)用“中時(shí)位速度”模型。

例3、例4分別是2019年的全國高考試題和廣州二模試題，題目的物理情景來源于生活，設(shè)計(jì)新穎，但是共通點(diǎn)都是直接考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，學(xué)生只需要應(yīng)用“中時(shí)位模型”便能輕而易舉的解決這類實(shí)際問題。

4.感悟：在常規(guī)教學(xué)或高考備考中，物理模型的構(gòu)建過程是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)的重要經(jīng)歷。學(xué)生只有具備這種能力和品格，才能將復(fù)雜的物理情景簡單化、形象化，把原有知識(shí)遷移到新的情景中應(yīng)用，融會(huì)貫通，實(shí)現(xiàn)由“解題”到“解決問題”質(zhì)的提升。