從動能定理的教學談研究性學習三步曲

摘 要：動能定理是高中物理中一個很重要的知識點。這個定理看似簡單，但應用其解題時卻往往容易出錯，難住不少的學生。筆者認為要使學生很好地理解和掌握動能定理，采用什么樣的教學方法是很重要的一環。本文主要談談新課程教學過程中的研究性學習。

關鍵詞：動能定理 教學方法 研究性學習

人們都知道，在學習過程中，主動獲取知識和被動灌輸知識的效果是完全不同的。新課程改革的一個非常重要的內容就是將灌輸知識的課堂教學方法轉變到研究性學習方法。這是一個很大、很難的課題。筆者在進行“動能定理”一節的教學過程中，進行了研究性學習三步曲的探索，現將教學過程和一些理會總結如下，請同仁指導。

1.用問題開路，讓學生尋找規律

課程一開始就向學生提出一個問題：已知一個物體的質量為m，原來的速度是v₁，在力的作用下發生一段位移后速度變為v₂，在下列幾種情況下求外力所做的總功。

①用水平力拉著物體在光滑的水平面上沿直線運動一段位移；

②物體在粗糙水平面上沿直線滑行一段位移；

③用跟水平方向成一角度的斜向上的力拉著物體，使物體在粗糙水平面上沿直線加速運動一段位移；

④用平行于斜面的力拉著物體沿斜面向上運動了一段位移。

要求學生用牛頓定律和運動學公式求解。

學生在解答上述問題過程中，有的遇到了困難。例如在第二個問題中，一部分學生在正、負號問題上不知如何處理；在第三個問題中想不到合力可以用ma來代替，所以難以求出結果。在這種情況下，教師及時讓那些思維敏捷的學生介紹他們的正確思路和巧妙的方法，使有疑難的學生得到啟發，解決他們的困難。這樣，在解答第四個問題時，雖然難度較大，但還是很快得到解答。

學生在過程這四個問題的解答，發現在四種情況下外力對物體所做的功，都等于物體動能的變化1/2mv₂²-1/2mv₁²。

2.由學生總結揭示規律

“外力對物體所做的功等于物體動能的變化”，這是巧合還是一般規律，學生在解題后會自然地思考這個問題。這時教師不必直接回答學生的問題，而是引導學生閱讀課本，進一步思考問題。

由于學生是在研究了上述四種情況的基礎上再閱讀課本的，所以他們對課本上的內容，特別是一些結論性的敘述理解得就比較深刻了。有的學生在閱讀課本后提出問題：“外力對物體所做的總功等于物體動能的增加”這一結論中“增加”二字的含義是什么。通過啟發和互相討論，他們真正弄清了“增加”的含義：“增加量”即為“變化量”，它可以大于零、等于零或小于零。

接下來師再畫龍點睛地對動能定理的內容進行板書，對表達式中各個量的物理意義進行作必要的強調，使學生在應用動能定理解答具體問題時能夠正確使用，以免生搬硬套。

3.進行練習鞏固知識

為幫助學生加深對知識的理解，鞏固所學的知識，再讓學生做練習并進行討論。練習分為三個層次。

第一層：讓學生解答一些說理題和討論題，以便比較深刻地理解動能定理的內容及其數學表達式，注意邏輯推理能力和語言表達能力的培養。

第二層：解答計算題，通過練習，要求學生歸納出運用動能定理解題的要點（即明確研究對象，進行受力分析、做功分析和狀態分析，根據研究動能定理列出方程并求解）。并在此基礎上讓學生根據這些要求再解答計算題。

第三層：選擇難度較大的習題，要求學生先運用動能定理進行解答，并求出結果；再運用牛頓運動定律和運動學公式進行解答（只要求根據分析問題的思路列式）。通過兩種不同解法的練習，學生發現：這類習題中雖然沒有一個“功”字，也沒有一個“能”字，但仍可運動動能定理比較方便地求出解答，如果運用牛頓運動定律和運動學公式來求解，不但花時較多，而且由于解題過程比較繁鎖，還可能在解題過程中發生錯誤。通過這類習題的學習，學生對課本中所說的“由于動能定理不涉及物體運動過程中的加速度和時間，因此應用它來解題往往比較方便”這句話理解就比較深刻了。

至此，動能定理這一課題的新受任務便基本上完成了。

運用“研究性學習法”對“動能定理”這一課題的教學作了嘗試后，筆者有了以下幾點粗淺體會：

第一，這種教學方式，既體現了以學生為主體，又發揮了教師的主導作用。

教學是師生共同完成教學任務的雙邊活動。在這一活動中，學生是學習的主人，是學習認識中心；教師則領導整個活動，起著主導作用。因此，教師在發揮主導作用的同時，必須十分重視學生的主體作用。

在動能定理的教學中，教師在指導思想上，則是立足于學生的學，努力調動學生學習的積極性，以使他們獲得正確的認識。在教學方法上，則是以學生自學為主，適當展開討論，進行歸納、總結。具體說來，主是要通過學生自己“練”（包括學生自己做練習和思維訓練兩個方面）來解決問題。讓學生在“練”中發現規律，歸納、總結出動能定理。在“練”中加深對動能定理的理解，反復鞏固所學的知識；在“練”中掌握動能定理的解題要點，提高靈活運用動能定理解決實際問題的能力。

第二，這種教學方式，能夠調動學生學習的積極性，有利于思維能力的培養。

這是因為，在整個教學活動中，教師注意不斷設置“問題情境”，充分相信學生能夠運用自己已經掌握的知識，依靠自己（或集體）去獨立地解決問題，這樣便調動了學生學習的積極性和主動性，于是，他們勤動腦筋，積極思考、研究、分析，攻克難點，大大促進了思維能力的訓練，十分有利于思維能力的培養。正如蘇霍姆林斯基所指出的：“教師越是善于給學生的思維活動賦予一種解決任務的性質，那么他們的智慧力量就越加積極地投入這種活動，障礙和困難就暴露得越加明顯，從而使腦力勞動成為一種克服困難的過程。”

第三，這種教學方式，能夠幫助學生加深對基本物理規律的理解，鞏固所學的知識。

這是因為，在整個教學活動中，學生自始至終處于積極的、緊張的腦力勞動過程中，他們在一開始便要克服困難，做好練習；接下去，要發現規律，歸納、總結出動能定理；再下去，則是通過分析、討論，正確理解動能定理的物理意義；最后，還要通過練習概括出解題要點。這樣，隨著學生的思維活動發展的進程，舊的矛盾不斷被解決，新的矛盾不斷產生，一個接著一個，產生、解決，解決、產生，學生則始終處于緊張的腦力勞動中。由于學習中的每一個步驟學生都動了腦筋，進行了思考，所以對知識的理解就比較深透，頭腦中的印象也比較深刻。所以，“在這樣的腦力勞動過程中所獲取的知識，能在記憶中保持得更加牢固和深刻，而且更為重要的是，能使學生養成一種在日后實踐中更完善的運用這些知識的志向”。

我在“研究性學習法”方面僅僅作了一點嘗試，但總的說來，做得還不夠，體會也不夠深刻。另外，在教學實踐中發現，采取“研究性學習法”雖然較好，但花時間較多，有時會影響正常的教學進度。這些都有待于今后繼續進行探索。