伍國(guó)貴

(廣東省陽(yáng)江市陽(yáng)東區(qū)第二中學(xué)，廣東 陽(yáng)江 529931)

1 引言

“創(chuàng)設(shè)生活問(wèn)題情境”是教師在教學(xué)過(guò)程中引入或創(chuàng)設(shè)具有一定色彩的、生動(dòng)具體的日常生活場(chǎng)景，動(dòng)搖學(xué)生的認(rèn)知平衡，激起學(xué)生疑惑、詫異的情感，使學(xué)生產(chǎn)生必須探究到底的欲望的一種教學(xué)方式。通過(guò)創(chuàng)設(shè)具有挑戰(zhàn)性和探索性的生活問(wèn)題情境，教師能有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思考、合作探究，親身體驗(yàn)知識(shí)的構(gòu)建過(guò)程，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，體會(huì)到成功的喜悅，進(jìn)而優(yōu)化物理課堂教學(xué)效果。下面以高一物理“共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用”的教學(xué)內(nèi)容為例，創(chuàng)設(shè)日常生活中有關(guān)平衡的情景，提出問(wèn)題，讓學(xué)生經(jīng)歷用共點(diǎn)力的平衡條件分析并解決生活中實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程，體會(huì)利用共點(diǎn)力的平衡條件解決問(wèn)題的思路，并最終形成利用共點(diǎn)力平衡條件解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。

2 以問(wèn)題導(dǎo)入激發(fā)興趣

創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的日常生活中的物理問(wèn)題情境，學(xué)生會(huì)感到親切自然，從而激發(fā)好奇心和求知欲。然后，教師可引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究，點(diǎn)燃學(xué)生的思維之花，開(kāi)啟學(xué)生的智慧之門，有效提高學(xué)生的科學(xué)思維[1]。

“共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用”是對(duì)初中所學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展與提升，學(xué)生已經(jīng)知道物體的平衡狀態(tài)是物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和二力平衡的條件。在相互作用前幾節(jié)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)會(huì)對(duì)物體進(jìn)行受力分析和利用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成與分解。在“共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用”的新課引入中，教師可以展示一些日常生活中有關(guān)平衡的圖片或者視頻（如節(jié)日掛的燈籠、蘑菇石、體操吊環(huán)比賽、頂缸表演、港珠澳大橋），讓學(xué)生感受平衡之美和認(rèn)識(shí)到物理現(xiàn)象、問(wèn)題就在我們身邊。然后以節(jié)日掛的燈籠（圖1）為例讓學(xué)生進(jìn)行受力分析（燈籠受到重力和繩子的拉力），回顧初中所學(xué)二力平衡條件“兩個(gè)力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，即這兩個(gè)力的合力為零”。接著提出問(wèn)題，在我們現(xiàn)實(shí)生活中有很多物體常常受到三個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，如圖2，2008年北京奧運(yùn)會(huì)體操吊環(huán)決賽中，陳一冰獲得金牌，陳一冰拉著吊環(huán)靜止時(shí)受到三個(gè)力作用，讓學(xué)生思考能否將三個(gè)力的平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二力平衡問(wèn)題。學(xué)生很容易想到利用任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，三個(gè)力的合力即為零（圖3）。

圖1 節(jié)日燈籠

圖2 陳一冰吊環(huán)比賽

圖3 合力示例圖

最后，教師可進(jìn)一步提出問(wèn)題：如果物體受到多個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)？讓學(xué)生進(jìn)行討論總結(jié)，學(xué)生自然而然會(huì)聯(lián)想到用求三力平衡的辦法，通過(guò)對(duì)力進(jìn)行逐步求和，最終將多力平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)槎ζ胶鈫?wèn)題。

通過(guò)這樣的課堂引入，學(xué)生既體會(huì)到了平衡之美，又提高了邏輯推理能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情隨即得以提高。

3 巧設(shè)問(wèn)題情境調(diào)動(dòng)探究動(dòng)機(jī)

設(shè)置生活中的實(shí)際問(wèn)題情境，既可以觸發(fā)學(xué)生的求知渴望，又可以激發(fā)學(xué)生的探究熱情，既易于理解，又便于反復(fù)體驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)對(duì)生活實(shí)際問(wèn)題的思考、探索，能提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)以及認(rèn)識(shí)自然、理解自然，有效增強(qiáng)知識(shí)構(gòu)建的能力。在前面得出物體受到多個(gè)力平衡時(shí)的求解方法后，教師創(chuàng)設(shè)以下情境，提出問(wèn)題。

情境一：播放一則新聞片段，正在施工的高樓外墻施工工人被風(fēng)吹離墻壁一段距離（圖4），提出問(wèn)題，如何利用共點(diǎn)力平衡條件估算工人所受水平風(fēng)力的大??？

圖4 工人施工現(xiàn)場(chǎng)

情境二：展示人們?cè)诔欣锸褂美瓧U式購(gòu)物籃的圖片（圖5），提出問(wèn)題，請(qǐng)你從力的角度分析，為什么人們習(xí)慣拉購(gòu)物籃，而不是推購(gòu)物籃？

圖5 拉桿式購(gòu)物籃

通過(guò)這兩個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題情境，把學(xué)生帶入利用物理知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的場(chǎng)景中來(lái)，調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的積極性，有效培養(yǎng)學(xué)生思考的習(xí)慣。

4 注重啟發(fā)誘導(dǎo)自主探究發(fā)現(xiàn)

在物理教學(xué)中，教師創(chuàng)設(shè)情境，提出有效問(wèn)題，當(dāng)學(xué)生進(jìn)入問(wèn)題的合作探究后，教師適時(shí)地啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生積極思考，從而找出解決問(wèn)題的思路和方法，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自主構(gòu)建和問(wèn)題解決能力的提升[2]。教師在創(chuàng)設(shè)了情境一、二的問(wèn)題情境后，可適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生抽象概括、構(gòu)建模型。引導(dǎo)學(xué)生抽象概括工人和購(gòu)物籃的形狀和大小相對(duì)于所研究的問(wèn)題屬于次要因素，可以忽略，因此可以把工人和購(gòu)物籃抽象為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)研究。在情境一中，由于實(shí)際風(fēng)力是不斷變化的，工人的受力也是不斷變化的，引導(dǎo)學(xué)生分析工人在離開(kāi)墻壁最遠(yuǎn)處這極短時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為工人處于平衡狀態(tài)。在情境二中，由于人拉購(gòu)物籃的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是比較復(fù)雜的，但是人在購(gòu)物時(shí)總喜歡拉著購(gòu)物籃緩慢行走，此時(shí)可以將購(gòu)物籃緩緩運(yùn)動(dòng)的某時(shí)刻所處的狀態(tài)認(rèn)定為平衡狀態(tài)。通過(guò)教師的啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生能學(xué)會(huì)將實(shí)際情境中的物體抽象作為質(zhì)點(diǎn)，體會(huì)物理模型構(gòu)建的過(guò)程，培養(yǎng)模型構(gòu)建的思維方式。

教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型后，留出充足的時(shí)間給學(xué)生思考、合作探究，分析和解決問(wèn)題。

問(wèn)題一：工人受到重力、繩子拉力和風(fēng)力作用（受力分析如圖6），工人處于平衡狀態(tài)時(shí)受到的任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，利用幾何關(guān)系即可得出風(fēng)力的大小F2=mg tan θ。若工人質(zhì)量為70kg，得到風(fēng)力約為404N。學(xué)生不知道風(fēng)力的厲害，這時(shí)教師可讓學(xué)生對(duì)比12 級(jí)風(fēng)順口溜，“……六級(jí)強(qiáng)風(fēng)舉傘難，七級(jí)樹搖步行艱，八級(jí)大風(fēng)樹枝折……”，從該順口溜可知風(fēng)力達(dá)到八級(jí)時(shí)對(duì)人的作用力是非常巨大的，這也是為什么風(fēng)力超五級(jí)時(shí)不得從事外墻清洗等相關(guān)工作的原因，如此有助培養(yǎng)學(xué)生敬畏自然、珍愛(ài)生命的意識(shí)。

圖6 工人受到重力、繩子拉力和風(fēng)力作用受力分析圖

問(wèn)題二：拉購(gòu)物籃受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用（受力分析如圖7），若采用力的合成的辦法將比較麻煩，因此可采用正交分解法，沿水平和豎直方向建立平面直角坐標(biāo)系，將拉力分解到坐標(biāo)軸上，當(dāng)坐標(biāo)軸上的合力分別為零時(shí)，購(gòu)物籃所受到的合力即為零。

圖7 拉購(gòu)物籃受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用受力分析圖

拉購(gòu)物籃時(shí)：

x軸：F拉cos θ=f，

y軸：FN+F拉sin θ=mg，

又因：f=μFN，

同理當(dāng)推購(gòu)物籃時(shí)（圖8）即可解得：F推=。

圖8 推購(gòu)物籃受到重力、支持力、拉力和摩擦力作用受力分析圖

可見(jiàn)對(duì)于同一個(gè)購(gòu)物籃，在相同的地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以認(rèn)為μ和m保持不變，當(dāng)拉力和推力與水平面的夾角相同時(shí)，可以得到拉力小于推力，即拉比推要省力些，這就是人們常常是拉購(gòu)物籃而不是推購(gòu)物籃的原因。通過(guò)對(duì)情境一、二的生活問(wèn)題情境的探究，學(xué)生學(xué)會(huì)了力的合成和正交分解的應(yīng)用，既培養(yǎng)了應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，又提升了科學(xué)思維能力，同時(shí)還使物理課堂煥發(fā)活力，有效優(yōu)化了物理課堂教學(xué)效果。

5 質(zhì)疑創(chuàng)新提出見(jiàn)解

既然同一人拉購(gòu)物籃比推購(gòu)物籃時(shí)要省力，由此提出質(zhì)疑，在超市里為什么更多的人選擇推購(gòu)物車而不是拉購(gòu)物車呢？通過(guò)展示探究結(jié)果與現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際的差異，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑和批判精神，引導(dǎo)學(xué)生提出自己的見(jiàn)解，使學(xué)生意識(shí)到物理模型與現(xiàn)實(shí)生活的差別，不斷提出質(zhì)疑、不斷創(chuàng)新，從體驗(yàn)中獲得感性認(rèn)識(shí)，領(lǐng)悟問(wèn)題解決的特點(diǎn)，最終形成發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的思維習(xí)慣。

綜上所述，在高中物理課堂教學(xué)中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選取生活中的實(shí)際情境作為載體，不但能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和活躍學(xué)生的思維，還可以充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，提高學(xué)生物理的學(xué)科素養(yǎng)。在“共點(diǎn)力的平衡及其應(yīng)用”的教學(xué)中讓學(xué)生在運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡條件解決生活中實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，培養(yǎng)了學(xué)生建構(gòu)物理模型的能力，科學(xué)推理的能力，質(zhì)疑與批判的精神以及提出自己創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力?？梢?jiàn)，精心創(chuàng)設(shè)生活中的物理問(wèn)題情境，使學(xué)生在活躍的課堂氛圍中主動(dòng)思考、合作探究，不僅符合新課程改革的要求，還可以有效提高物理教學(xué)課堂效果。