让物理课堂因互动而精彩

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  研究课堂教学,重点应是研究“学生如何学”而不是“教师如何教”.评价课堂教学,应该关注“学生学会了什么”而不是“教师传授了什么” .习题课是高中物理課堂教学“绕不过”的常态课型,本文如实记录了一道常规题讲授过程中的互动和生成并进行思考.
  1教学互动的实录
  高一物理讲完平抛运动的概念、规律之后,按照惯例学生尝试简单运用,我以授课过程中分析过的频闪照片为情境,出示一道简单的平抛习题.
  教学片段一:
  题目1如图1所示,频闪照片记下了作平抛运动的小球的四个位置O、A、B、C.其中O为抛出点,OD为竖直线,闪光间隔时间为 1/30 s.求:(1)小球从O运动到C所需时间;(2)小球在这段时间内的竖直位移;(3)小球抛出时的初速度v0.
  各学习小组独立完成,通过小组代表展示解题过程发现:第(3)问有用O→A、O→B、O→C过程求解,如O→B:
  设每一格长为L,L=0.519 m,v0=6L12T=0.5 m/s.
  老师:运用哪一过程计算最简单?
  学生:O→C.
  老师:可不可以用A→B、B→C计算初速度v0?为什么?
  学生:已知水平位移即格数3L,已知时间即
  T=1/30 s,v0=3L1T=0.5 m/s.
  教师:现将题目中的“闪光间隔时间为T=1/30 s”改成“已知小方格的边长为L”,其余条件不变,怎么计算初速度v0?
  各学习小组先独立完成后交流讨论,通过小组代表展示解题过程发现:有用O→A、O→B、O→C过程求解的,如
  O→B:v0=x1t=x12y1g=xg12y=6Lg112L=3gL.
  但没有学生选择A→B、B→C计算初速度v0.
  至此,学生通过互动活动已经掌握了求平抛初速度的方法:竖直位移求时间,水平位移求初速度即v0=xg12y.我未急于引导学生讨论A→B、B→C如何求初速度,因为下一道题设置了学生会出错并纠偏,一切都好像在老师的预设中、掌控中.
  教学片段二:
  题目2用一张印有小方格的纸记录手枪弹丸的轨迹,小方格的边长L.若弹丸在平抛运动途中的几个位置如图2中的a、b、c、d所示,则其平抛的初速度的计算式为v0=(用L、g表示).
  各学习小组独立完成,本题正确答案应为2gL,我预设大部分学生应为错误答案2gL.很快学生已基本完成,学生1急忙报出答案为2gL,我不由一惊怎么一下子就算到啦?我让其展示答题过程:
  a→b:v0=x1t=x12y1g=xg12y=2Lg12L=2gL.
  可其他学生立即指出有明显计算错误,正确答案应为2gL,我不由一喜,期盼的错误答案终于出现啦!可学生2立即否定2gL并展示解题过程:
  a→c:v0=x1t=x12y1g=xg12y=4Lg16L=813gL.
  可学生3又展示其解题过程:
  a→d:v0=x1t=x12y1g=xg12y=6Lg112L=3gL.
  教室里顿时炸开啦,各学习小组自发讨论起来,怎么可能有几个答案?我先前未能预设a→c、a→d,但学生结果的多样性恰恰说明了答案的矛盾性!我正考虑如何告知学生错误的原因时,一位学生站起来:正确答案应该是2gL,因为a点不是抛物线的顶点!注意:该生说的是“抛物线的顶点”而不是“平抛的抛出点”,其展示的解题过程更让我意外:
  如图3,以a点为坐标原点建立坐标系,设抛物线方程y=ax2 bx,则b点有1=4a 2b,c点有3=16a 4b,解得a=118,b=114.
  抛物线方程为y=118x2 114x=118(x 1)2-118,
  顶点坐标O(-1,-118),
  O→a:v0=xg12y=Lg12×L18=2gL.
  教师:你为什么要找抛物线的顶点?
  学生:因为只有抛物线顶点、最高点才是平抛运动抛出点!
  教师:那你能不能验证你答案的正确性?
  学生:能!我还算了
  O→b:v0=g12y=3Lg12×9L18=2gL.
  教室里一片寂静,学生们都在思考为什么a→b、a→c、a→d算不到正确答案呢?建议他们开展小组讨论.
  学生:竖直方向的初速度不同,O→a、O→b以O为起点竖直方向初速度为零,而a→b、a→c、a→d以a为起点竖直方向初速度不为零.
  教师:那谁能说说2gL、813gL、3gL的错误原因吗?
  学生(异口同声):时间计算错误,不能用y=112gt2.
  至此,学生找到了错误的原因,但学生还未能解决题目2的核心问题:不用数学方法找抛出点,如何用物理方法判断a点是否为抛出点和计算初速度v0.这是本题的教学难点,原本是我讲授,但课堂互动的气氛告诉我学生应该能解决这个问题.我提醒学生将两道题的图形进行比较并联系匀变速直线运动规律的应用,讨论探索较简单的物理解法,提出问题并解决问题.
  教学片段三:
  学生1:难点是如何判断题目中的第一个点是不是抛出点?数学方法太繁.
  学生2:可以利用初速度为零的匀加速运动的特殊比,在相等的时间间隔内,题目1竖直位移比为1∶3∶5其竖直初速度为零,而题目2竖直位移比是1∶2∶3其竖直初速度不为零.
  学生3:若题目中的第一个点是不是抛出点,怎么算两点间的时间间隔就成为关键?
  学生4:会判断就好算啦,还是匀变速运动规律,“相邻相等时间间隔内位移差恒定”即
  Δy=gT2,T=Δy1g=L1g,v0=2L1T=2gL.
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