从认知过程谈高中物理教学情景创设

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  一、创设前概念转变情景,深化物理概念的理解
  前概念,即在新课教学前,学生对所学知识已有的认识和理解。受知识和生活阅历的限制,学生前概念中的某些认识可能与正确概念相背离,教师若不加以有效引导,会给学生制造学习障碍,降低学生的学习效率。
  在高中物理教学中,教师创设前概念转变情景,可以引导学生积极思考、自主探究、合作研讨,加深学生对概念的理解,帮助学生构建科学的物理概念,激发学生物理学习的热情。
  如在教学“超重”的概念时,许多学生错误地认为,超重现象只与向上加速运动有关。为了深化学生对超重概念的正确理解和掌握,笔者通过创设前概念转变情景,引导学生积极思考,主动探索概念。首先,笔者创设情景,引导学生认真观察和思考:“电梯在做向上加速运动时,电梯中人处于超重状态,请同学们想一想,为什么会出现这种超重现象?它与什么因素有关?它是否只在向上加速运动的情况中出现?”然后转变情况,笔者引导学生剖析电梯在做向下减速运动时,电梯中人的受力情况,并由此得出超重不仅在向上加速时出现,在向下减速时也会出现。接着,笔者再继续追问学生:“在竖直平面内做匀速圆周运动时,人是否会在最低点产生超重?”学生经过积极探究、合作交流、归纳总结,很快得出“超重与加速度有关,不管物體如何运动,只要它具有向上的加速度,物体就处于超重状态”这一规律。
  二、创设实践操作情景,强化知识应用能力
  物理是一门实践性较强的学科。在高中物理教学中,教师要重视培养学生的知识应用能力,并结合学生的认知水平,精心设计实践操作情景,引导学生自主探究、动手操作、实践体验,灵活迁移知识,让学生在操作中实现知识的自主建构。
  如在教学《牛顿第三定律》时,笔者事先为每组学生准备了两个弹簧秤,将每两位学生分成一组,让他们自行设计实验方案,动手操作实验,观察实验现象,探究出作用力和反作用力之间的关系。笔者让学生在实验操作中了解弹簧秤的构造,并掌握使用方法,从而加深学生对物理知识的理解,提高了学生实践运用物理知识的能力。
  三、创设变通问题情景,学会举一反三
  在高中物理课堂教学中,教师要注意从学生已有的知识背景和生活经验出发,围绕教学目标,精心创设有效的变通问题情境,发散学生思维,引导学生学会举一反三和触类旁通。
  如在教学《牛顿第二定律》时,笔者出示了这样一道题目:如图1所示,将一质量为M的木板A置于光滑的水平面上,木板右端静止地放着一块质量为m的木块B(可视为质点),已知木板A和木块B之间的动摩擦因数为u。如果现在对木板A施加一水平拉力F,要想将木板A从木块B中拉出来,请问至少需要施加多大的拉力F?
  解析:此题首先要分析木板A和木块B之间的受力情况,然后根据牛顿第二定律进行求解。在将A拉出来的过程中,木板A和木块B之间的受力情况如图2所示,要想将木板A从木块B下面拉出来,应有aA>aB,
  即>ug,所以F>(m M)g。
  变式1:若将原题中的条件改为“要想将木块B从木板A上抽出来,请问至少需要对B施加多大的水平拉力F?”
  变式2:如图1所示,若已知木板A质量M为3千克,木块质量m为1千克,板长L为 1.6米,木板A与木块B之间的动摩擦因数u=0.1,现对木板A施加一水平向右的拉力F=10N,要想把木板A从木块B的下方拉出来,拉力F的作用时间不得小于多少?(g=10m/s2)
  分析:变式1中尽管木板A和木块B的受力发生了改变,但其解题思路与原题基本一致,利用牛顿第二
  定律可以求出F>umg( 1)。
  变式2中将A拉出来的过程中,木板A和木块B之间的受力情况与原题一致。设F最小使用时间为t,则t
  时间内,木板A的加速度a=,而木板A和木块B正好
  脱离的速度相同,故将其设为v。这样,根据动理定理
  和功能原理,可以得出:①F×at2=(M m)v2 umgL,
  ②F·t=(M m)v。聯立①②两式,则可以解出t=0.8秒。
  总而言之,有效的教学情景能提高学生举一反三和灵活变通的能力,从而提高高中物理教学的有效性。
  (作者单位:江西省赣州中学)
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