物理课堂教学的优化组合与实践

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1、物理课堂教学的优化组合与实践　　摘要：单摆是高中物理中一个重要的理想化模型，在课堂教学中会遇到引入模型、理想化建模、综合应用各科知识解决问题、探究单摆物理规律方法多样化、培养学生领悟研究物理方法、提升自主探究问题的能力等难题。运用优化组合来进行教学，既可有效突破课堂上的难题，又能高效达成课堂教学的“三维目标”。　　关键词：单摆教学优化组合探究方法　　一、设置情景，引入模型　　单摆是物理中的理想化模型，在“单摆”这一节课堂教学中应首先引入模型，而课堂教学的优化引入环节既要在较短时间内吸引学生的注意力、激发学生的学习兴趣，又要紧扣一节课的主题。我在单摆

2、这一节课的引入环节播放小孩荡秋千的视频，让学生从形象、熟悉的例子中观察“小孩运动是否跟弹簧振子一样具有重复性、等时性”，并提出“‘小孩荡秋千’的运动是简谐运动吗？如何证明？”的问题，接着启发引导学生分析：物体做了什么运动（从物体受力情况入手）。学生通过观看视频和思考问题，很容易地明白了这一节课的学习目标，同时也激发了学生学习的积极性。　　二、理想化建模、渗透物理方法6　　研究物理现象的方法：确定研究对象，运用理想化思维建模，在一定条件下研究建立的物理模型，通过探究得出规律，应用规律解决问题，讨论规律的适用范围及注意事项。建模过程是培养学生理想化思维

3、能力的重要途径，通过对物理模型建立过程的分析，使学生领会研究物理问题的方法，培养学生建立和应用物理模型的能力，实现知识的迁移。在单摆教学中，我是这样建立模型的：　　教师：由于小孩运动过程中的受力比较复杂，如何用理想化思维来简化小孩荡秋千？　　学生：粗绳子用细绳子代替，小孩用小球代替。　　教师给出物理模型：如果细线质量与小球质量相比以及球的直径与线的长度相比可以忽略，这样的装置就叫作单摆。　　教师展示模型：细绳挂乒乓球、细绳挂气球、细绳挂小铁球等，让学生判断哪种模型是单摆。　　三、注重过程，形成方法，综合应用知识解决问题　　在课堂教学中，教师要给学生

4、充分的思维空间与时间，点燃学生思维灵感的火花，挖掘学生潜力，把学生的思考方式与思维发展过程展现出来。我通过上面已给出的理想化模型，提出了“单摆在振动过程中受哪些力的作用？”“单摆振动的回复力由什么力提供？”“单摆振动的回复力能满足跟位移成正比吗？”等问题。学生的思维发展是一个循序渐进、逐步提高的过程，在这一环节中，教师设置的问题要有梯度，应由易到难、由点到面，逐步推进，要符合学生思维发展的规律。教师在引导时，要有针对性与启发性，我做了以下启发与引导：　　教师：小球在摆动过程中，其速度是如何变化的？使小球从两边回到中间“平衡位置”的是什么力？　　（让

5、学生画出小球受力图，并讨论分析各个力的作用）6　　学生：在平衡位置速度最大。重力沿切线方向的分力。　　教师：小球在摆动过程中引起其速度方向变化的是什么力？　　学生：由细绳的拉力和重力沿半径方向的分力的合力来提供。　　教师：如果单摆做简谐运动，那么回复力必须与位移成正比，如何证明？　　（让学生画出图1的受力图，并得出F回=mg?sinα）　　教师：如何把该表达式转化为跟位移的关系？　　（用多媒体呈现在摆角很小时，正弦与角度弧度制的大小关系，见表1）　　学生观察表1后得出：在摆角很小时，正弦与弧度制角度的大小相等；所以sinα=α，而α=x/l，所以s

6、ina=x/l，则F回=mg?sinα=mgx/l。由于回复力的方向总是与位移方向相反，所以F=-kx。　　在教师的启发和引导下，学生能够自主推导得出结论：单摆在小角度范围内的运动可以当做简谐运动，单摆摆动过程的回复力由重力沿切线方向的分力提供。　　四、合作学习，设计不同的探究方法　　教师是探究式课堂教学的引导者，在课堂教学中主要为学生创设探究氛围，调动学生积极性，培养他们的合作意识和交流技能，增强他们发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的意识与精神，促进他们主动合作、发挥潜能，设计出“单摆振动的周期可能与哪些因素有关”的实验。为了顾及学生之间的

7、差异，考虑到期望目标与实际结果之间可能出现的差异，在教学过程中，教师要留有“弹性区间”，让学生明确“要做什么”“6注意什么”“怎么做”，我的具体做法是：　　教师：单摆振动的周期可能与哪些因素有关？　　学生：与摆球的质量、振幅的大小、摆长的长短、重力加速度等因素有关。　　教师：单摆的周期与多个物理量有关，这应如何探究？　　学生：控制变量法。　　（展示质量不同的多个摆长可调的单摆、刻度尺、数字秒表。引导学生讨论设计不同的探究方法：定性探究――对比法，定量探究――测量法）　　实验方案一：目的在于培养学生的逻辑推理和分析能力。　　实验仪器：两个铁架台（摆长

8、可调），质量不等的单摆，没有计时仪器。　　设计思路：对于两个质量不同的单摆，在它们同时摆动时，进行对比分析。　　探究方法：