高三物理开放性教学的实践与反思

高三物理开放性教学的实践与反思

摘要:在教学过程中始终把学生看作处于不断发展过程的学习主体,把教学过程当作一个动态的、变化的、不断生成的过程。文章以“一题多解”“母题变式”“模型重组”及“多题归一”创建开放性课堂,为学生搭建展示个性的舞台。

关键词:开放性课堂;一题多解;母题变式;模型重组;多题归一

开放性课堂教学指的是在教学过程中始终把学生看作处于不断发展过程的学习主体,把教学过程当作一个动态的、变化的、不断生成的过程。在高三物理的复习过程中,笔者进行了开放性课堂教学的实践与研究,在教学中搭建展示学生个性的舞台,激发学生的学习活力,不断激起学生的探索、发现、想象和表现的愿望,让学生的思维、心态处于开放状态。

一、以“一题多解”构建开放性课堂

“一题多解”是指从不同角度,运用不同的思考方式来解答同一个问题。这种方式能使学生的思维得到最大限度的训练,很受学生欢迎。

题目:如图1所示,质量均为2m的木板A、B并排静止在光滑水平地面上且不粘连。质量为m的小滑块C沿A的上表面以速度v0从左端水平滑上A,并在恰好滑到B的右端时与B一起匀速运动。各接触面的粗糙程度相同,C与B一起匀速的速度是C刚滑上A时的0.3倍。求两板长度L1与L2之比。

在课堂上,给学生充分展示和互动的机会。让学生之间相互讨论,在教师的指导下归纳出下列五种解题方法:分别是(1)运用牛顿第二定律与运动学规律求解;(2)运用动能定理求解;(3)运用功能关系求解;(4)运用图像法求解;(5)运用相对运动法求解。通过一道题、一节开放性课几乎把整个力学最重要的定理、定律、方法都复习到了。

教学反思:(积极面)“一题多解”题是构建开放性课堂很好的素材,在这样的课堂上,每个学生总可以根据自身学习实际找到一种解题方法。教师大胆放手给学生,让学生充分思考、分析、展示和表达,通过学生思维的碰撞,让课堂的开放性得到全面的释放。通过一题多解,也能帮助理顺物理知识网络,建构知识体系,大大提高课堂效率。(不利面)这种课堂对成绩较差的学生不容易跟上,还有就是课堂会更重视过程的列式,而忽视计算的过程与结果。

二、在“母题变式”中实施开放性课堂的实践与反思

所谓“母题变式”,就是以一道熟悉的题目做为母题,对母题进行变式(具有原创性)。下面笔者在一堂《动量守恒定律的应用》课上以两物体发生弹性碰撞为母题,变式为“讨论题”进行的开放性课堂实践及反思。

母题:如图2所示,光滑水平轨道上有两物块P1、P2,其中物块P1以v0=5m/s的速度与静止的物块P2发生弹性碰撞。P2的质量m=1kg,P1的质量是P2质量的k倍。求碰撞后两物的速度分别为多少?

变式1保持母题部分不变,在物块运动的前方设置一个电场区域,考虑物块是否能越过电场区域及物块是从右边界穿出还是从左边界穿出来命制讨论题。

如图3所示,水平轨道MN中有一宽为L=0.6m的虚线框区域,该区域水平面粗糙且有水平向右场强为E=4.0×103N/C的匀强电场,摩擦因数为μ,其他部分光滑。若木块P2带负电,碰撞前后带电量不变,带电量大小为q=1.0×10-3C。取k=23,试讨论摩擦因数为μ取不同数值范围时,P2运动过程中克服摩擦力做的功W的表达式。

变式2保持母题部分不变,在物块运动的前方设置一个磁场区域,考虑物块通过磁场区域过程中磁场力的变化来命制讨论题。

如图4所示,把物块P1、P2改为带孔,孔径略大于杆的直径,P1不带电,P2带正电,碰撞前后电量不变,带电量q=1.0×10-3C。P2的右边匀强磁场区域内足够长的轨道是粗糙的。磁感应强度为B=4.0×103T,方向如图所示。试讨论k在不同数值范围时,P2在磁场中运动过程中,克服摩擦力所做的功。

反思:此变式题还可以在左边设置某区域,其模型可以是“斜面”“平抛运动”“圆周运动”等等。此类题往往没有一个确定的结果,需要我们对物理现象和物理过程进行周密的考察,从而得出各种可能的情形。这本身就具有开放性,能使思维不受消极定势的束缚,实现思维方向的灵活转换,使思维呈发散状态。使学生积极参与到课堂中来,这是培养学生的发散思维和创新精神的重要途径,也能使课堂效果得到大的提升。当然这种课很容易放得太开,而不容易收,如何做到收放恰当是值得我们在以后的教学中去进行改进和提高的。

三、在“模型重组”中打造开放性课堂的实践与反思

高中物理有许许多多的模型,对各种模型进行重组(具有原创性),将会使课堂的开放性得到极大的发挥。学生的创造性也能得以开发和提高。这种课堂的打造要在课堂上完成,效果更佳。下面笔者以产生感应电动势模型与平行板电容器模型为例进行重组,以下模型可以自由的组合,还可以在课堂上现场改变模型进行重组,使课堂更具开放性。

题目:如图5所示为法拉弟电机模型,匀强磁场垂直銅板所在的平面向下,圆板可绕轴匀速转动。已知磁感应强度为B;转动的角速度大小为ω,转动方向如图所示,半径为l,不计铜板的电阻。电机与平行板电容器通过电刷ab相连,电容器两极板间的距离为d,质量为m的小滑块带负电,电荷量大小始终保持为q,在水平台面上以初速度v0从P位置出发,沿光滑竖直轨道向右运动,要使滑块能越过圆轨道的最高点,试讨论电机转动的角速度应满足的条件。

答案:ω≤2(mv20-5mgr)d5Bqrl2。

教学反思:由于高中物理里有大量的各式物理模型,特别是对于情境化教学,更需要我们去把具体的情境变成物理的模型。把各式模型进行重组,可以使很多的陈题重新换发出生机,是值得推广的。

四、在“多题归一”中设计开放性课堂实践与反思

所谓“多题归一”就是中学物理试题中有一类题,从本质上说其实是一种类型的题,解法相同,只是物理情境不同。例如带电粒子在磁场中运动、类平抛运动、传送带问题等等。下面笔者以完全非弹性碰撞模型为例,来说明“多题归一”设计开放性课堂。

题1滑块滑板题2物块通过弹性相互作用题3小球滑上光滑曲面

地面光滑,AB间粗糙,系统损失动能转化为内能地面光滑,系统损失的动能转化为弹性势能接触面光滑,小物块达最高点时系统损失的动能转化为重力势能

题4子弹打击木块题5同种电荷相互作用题6两导体棒在磁场中运动

子弹打击木板,达共速系统损失的动能转化为内能带同种电荷的小球穿过光滑杆,达共速时系统损失的动能转化为电势能两导体棒在光滑导体轨道上,达共速时系统损失的动能转化为焦耳热

教学反思:以上模型均发生类“完全非弹性碰撞”,即相互作用后达共同速度,满足动量守恒mv0=(m+M)v,能量损失最大均为ΔE=12mv20-12(m+M)v2=mMv202(m+M)。只是损失的能量去向不同。在课堂上让学生回忆所复习过的题型并加以归纳整理,弄清事物的本质,总结出“多题归一”的题型特点,起到举一反三,形成知识迁移,课堂复习效率也得以提高。

五、结束语

每个个体都蕴含着无穷的智慧。开放是课堂教学充分尊重学生的人格,全面了解学生的个别差异和已有经验,并注意学生的不同需要,为学生提供广泛的思维空间和充足的思考时间,引导学生通过多种渠道去实践、体验,主动获取知识,并学会学习,让其个性品质得到全面的发展。

作者简介:

熊锦明,广东省广州市,广州市真光中学。

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