新課程下物理習(xí)題課教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變策略*
——以“萬有引力定律的應(yīng)用” 教學(xué)為例

劉健智 賈麗芳

(湖南師范大學(xué)物理與信息科學(xué)學(xué)院 湖南 長沙 410081)

習(xí)題課教學(xué)是當(dāng)前中學(xué)物理教學(xué)中出現(xiàn)頻率很高的教學(xué)過程，師生對此也非常重視.新課改前的物理習(xí)題課教學(xué)單純地注重物理知識與技能的教學(xué)；新課程有全新的課程理念和知識與技能，過程與方法，情感態(tài)度與價值觀三維目標(biāo).在此背景下，物理習(xí)題課教學(xué)行為應(yīng)該如何轉(zhuǎn)變，有什么轉(zhuǎn)變策略，這是一個值得探究的問題.

1 影響物理習(xí)題課教學(xué)行為轉(zhuǎn)變的原因

1.1 教師沒有領(lǐng)悟到新課程理念的本質(zhì)

新課程的教育教學(xué)理念盡管教師都很贊成，但原有應(yīng)試教育下的教學(xué)理念還根深蒂固地支配著教師的教學(xué)行為.習(xí)題課教學(xué)應(yīng)該體現(xiàn)探究性，但實際研究發(fā)現(xiàn)，探究教學(xué)行為沒有發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變[1].通過對物理習(xí)題課教學(xué)的課堂觀察可以看出，一些學(xué)校的教師教育理念沒有得到實質(zhì)性的更新，“實然”的教學(xué)行為與“應(yīng)然”的教學(xué)理念發(fā)生了一定的偏差.例如，大多數(shù)教師在“萬有引力定律的應(yīng)用”習(xí)題課教學(xué)中，首先用課件展示一個相關(guān)的例題讓學(xué)生思考，隨之講解如何解答該題目，然后讓學(xué)生對相關(guān)習(xí)題進(jìn)行重復(fù)性練習(xí).其實，整節(jié)課中只有教師在唱獨角戲，學(xué)生沒有有效地參與課堂教學(xué)，也沒有自主探究、交流合作，教學(xué)行為沒有發(fā)生轉(zhuǎn)變.

1.2 體現(xiàn)新課程理念的物理習(xí)題資源缺乏

物理習(xí)題課教學(xué)要克服以往只注重知識與技能的傾向，同時要關(guān)注過程與方法、情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)；這可以從習(xí)題課教學(xué)的內(nèi)容即習(xí)題的選擇和習(xí)題教學(xué)方式兩個方面來落實[2].但現(xiàn)行的教材、教學(xué)參考用書和教學(xué)輔導(dǎo)用書中的大部分習(xí)題，在內(nèi)容上都沒能很好地落實新課程理念，而大部分教師又缺乏自主開發(fā)習(xí)題資源的能力、意識與精力，完全依賴于市場上的教輔材料.

1.3 習(xí)題課教學(xué)中普遍存在著題海戰(zhàn)術(shù)

教師為了便于學(xué)生掌握好基礎(chǔ)知識，盡量放慢教學(xué)進(jìn)度，對同一物理習(xí)題往往會反復(fù)講解、講透，課后練習(xí),作業(yè)類型單一，片面追求題海戰(zhàn)術(shù),壓得學(xué)生喘不過氣來.學(xué)生很少有自己理解、思考的過程，久而久之，學(xué)生難于形成理性的學(xué)習(xí)方法，期望于靠死記硬背去獲取高分.而高中教學(xué)內(nèi)容多，教學(xué)任務(wù)重，教學(xué)進(jìn)度快，課堂知識密度增加，課后習(xí)題類型多變，大量的學(xué)習(xí)內(nèi)容需要學(xué)生課后消化、理解.這種題海戰(zhàn)術(shù)的實質(zhì)是沒有關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的發(fā)展，沒有關(guān)注對學(xué)生的過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng).因此導(dǎo)致物理習(xí)題課教學(xué)行為沒有發(fā)生應(yīng)有的轉(zhuǎn)變.

2 新課程下物理習(xí)題課教學(xué)行為轉(zhuǎn)變的策略

為實現(xiàn)新課程下物理習(xí)題課教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變，我們應(yīng)該從習(xí)題的教學(xué)思想、習(xí)題的篩選、問題的設(shè)計及習(xí)題的講解等幾方面來實施.下面以“萬有引力定律的應(yīng)用”習(xí)題課教學(xué)為例,談?wù)勎锢砹?xí)題課應(yīng)該如何進(jìn)行教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變.

2.1 新課程下物理習(xí)題課教學(xué)思想的轉(zhuǎn)變

(1)在習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)上注重提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

新課程下物理習(xí)題課教學(xué)的目標(biāo),應(yīng)從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三方面來制訂，從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和精神，實踐能力及解決問題的能力，為學(xué)生的發(fā)展奠定基礎(chǔ).

案例1: 萬有引力定律的應(yīng)用習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)

1)了解人造衛(wèi)星，會計算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度.

2)利用萬有引力定律探究運行速度與半徑的關(guān)系，使學(xué)生真切感受到自己所學(xué)的物理知識能解決天體的實際問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

3)通過萬有引力定律的應(yīng)用，讓學(xué)生感悟萬有引力定律應(yīng)用的物理過程、物理思想和方法,懂得理論來源于實踐，反過來又可以指導(dǎo)實踐的辯證唯物主義觀點.

(2)重視學(xué)生已有觀念對物理習(xí)題課教學(xué)的影響

教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，新課程下物理習(xí)題課教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生已有知識、經(jīng)驗對其學(xué)習(xí)的影響，并將此作為習(xí)題課教學(xué)中的重點之一，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，使學(xué)生獲得觀念的轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí).

案例2:問題探究引入課題

學(xué)生思考5 min.

學(xué)生討論略.

教師引導(dǎo)：當(dāng)r改變時，有哪些物理量會變？

學(xué)生回答：g，v，ω會變.

學(xué)生回答：(略)

本案例以兩個同學(xué)有理有據(jù)的推理，顯出兩個“互相矛盾”結(jié)論的問題方式，引入了本節(jié)習(xí)題課的主題，并將其作為習(xí)題課教學(xué)中的重點，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析.得出學(xué)生已有觀念對物理學(xué)習(xí)的影響——以純數(shù)學(xué)的思維方式分析物理問題，忽視物理公式的物理意義，導(dǎo)致推論的結(jié)果相矛盾.讓學(xué)生在這個過程中體驗到問題的癥結(jié)所在.

2.2 精選習(xí)題力求體現(xiàn)新課程三維目標(biāo)的融合

(1)保護(hù)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心和求知欲

題目的難度直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.因此在選擇練習(xí)題時，既要使題目有挑戰(zhàn)性，又要符合學(xué)生實際，符合循序漸進(jìn)的要求，使學(xué)生能體驗解決問題的樂趣，保護(hù)他們的學(xué)習(xí)自信心和求知欲.

案例3：

【例題1】如圖1所示，在同一軌道平面上的3顆人造地球衛(wèi)星A，B，C，在某一時刻恰好在同一直線上，下列說法中正確的有

B．根據(jù)萬有引力定律，可知FA>FB>FC

C．向心加速度aA>aB>aC

D．運動一周后，A先回到原地點

學(xué)生思考5 min.

圖1

個別提問,學(xué)生敘述解題思路.

教師追問：你為什么根據(jù)

得出

vA>vB>vC

而不根據(jù)

得出

vA

師生交流：設(shè)A,B,C三衛(wèi)星的軌道半徑分別為rA，rB，rC，根據(jù)萬有引力等于重力

可知

GM=gr地2

代入到

可得

而不是

故不可以根據(jù)

來判斷vA，vB，vC的大小關(guān)系，只能根據(jù)

推導(dǎo)出運行速度v與半徑r的關(guān)系

得到vA>vB>vC,故選項A錯.B，C，D正確(講解略).

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 12.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計數(shù)資料以例數(shù)或百分比表示，計量資料以x±s表示，兩組獨立、正態(tài)、方差齊資料組間比較采用t檢驗，非正態(tài)分布的采用非參數(shù)秩和檢驗，率的比較采用χ2檢驗、采用SNK-q法。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

案例中的習(xí)題是承接本節(jié)習(xí)題探究之后的變式練習(xí)，緊扣問題探究的思想，可以讓學(xué)生體驗到獨立解決問題的快樂，培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)的自信心，增強其學(xué)習(xí)的求知欲.

(2)注重激發(fā)學(xué)生探究熱情引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注探究的過程和方法

解答物理習(xí)題是解決問題的一種典型化、理想化的過程，和實踐中的物理現(xiàn)象緊密相連.實踐中的問題常常千變?nèi)f化，相互聯(lián)系，受一定規(guī)律支配.因此，物理習(xí)題課的設(shè)計，就可激發(fā)學(xué)生的探究熱情，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注探究的過程和方法.

案例4：實驗體會循序漸進(jìn)

迷你實驗：要求學(xué)生體會用手拉著繩子的一端，讓小球旋轉(zhuǎn)時，手有什么感覺.當(dāng)旋轉(zhuǎn)很快時，小球會掙斷繩子飛出去，為什么？用更細(xì)的繩子，小球更容易掙脫，又為什么？引導(dǎo)學(xué)生理解這是因為繩子的拉力不足以提供小球做圓周運動的向心力，所以出現(xiàn)了離心現(xiàn)象.

進(jìn)一步應(yīng)用萬有引力與向心力的關(guān)系，正確理解衛(wèi)星的變軌.

習(xí)題探究：

教師：當(dāng)萬有引力恰好提供向心力時，得到

那么，當(dāng)v突然改變時，還可以根據(jù)此公式確定運行速度嗎？

不能得到

師生交流：如圖2所示，在A點，小圓軌道衛(wèi)星跟橢圓軌道衛(wèi)星引力加速度a1相同，但橢圓軌道衛(wèi)星做離心運動，說明其速度v1大于圓周運動的速度v0.同理，在B點可分析出橢圓運動的速度v2小于大圓周運動的速度v3.

圖2

教師點撥：物體做圓周運動和橢圓運動的受力條件不同：

該案例中實驗設(shè)計，可以讓學(xué)生真實感受到當(dāng)小球旋轉(zhuǎn)，速度改變或繩子的粗細(xì)不同時，會導(dǎo)致小球飛出時情況不同，從而激發(fā)學(xué)生探究的熱情，為探求其理論原因而進(jìn)行詳細(xì)的原理分析.

2.3 注重自主學(xué)習(xí)強調(diào)交流合作引導(dǎo)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)

習(xí)題課教學(xué)過程中教師要發(fā)揮引導(dǎo)作用.在提出具有一定挑戰(zhàn)性的問題之后，給學(xué)生足夠的時間，讓學(xué)生獨立學(xué)習(xí)；同時，還要適時地鼓勵學(xué)生進(jìn)行交流，相互啟發(fā).

案例5：

【例題2】2007年10月24日18時05分，我國成功發(fā)射了“嫦娥一號”探月衛(wèi)星.衛(wèi)星經(jīng)過8次點火變軌后，繞月球做勻速圓周運動.圖3為探月衛(wèi)星運行軌跡的示意圖(圖中1，2，3，…8為衛(wèi)星運行中的8次點火位置)

圖3

(1)衛(wèi)星第2，3，4次點火選擇在繞地球運行軌道的近地點是為了有效地利用能源，提高遠(yuǎn)地點高度.

(2)衛(wèi)星沿橢圓軌道由近地點向遠(yuǎn)地點運動的過程中，加速度逐漸增大，速度逐漸減小.

(3)衛(wèi)星沿橢圓軌道由近地點向遠(yuǎn)地點運動的過程中，機械能守恒.

(4)衛(wèi)星沿橢圓軌道由遠(yuǎn)地點向近地點運動的過程中，衛(wèi)星中的科考儀器處于超重狀態(tài).

(5)衛(wèi)星在靠近月球時需要緊急制動被月球所捕獲，為此實施第6次點火，則此次發(fā)動機噴氣方向與衛(wèi)星運動方向相反.

上述說法中正確的是

A．(1)(4) B．(2)(3)

C．(1)(5) D．(1)(3)

學(xué)生思考5 min.

個別提問：學(xué)生敘述解題思路.

教師引導(dǎo)：“被月球所捕獲”說明什么？衛(wèi)星在做向心運動，還是離心運動？為了被月球捕獲，衛(wèi)星在靠近月球時需要怎樣調(diào)整速度?增大還是減小？為什么？

學(xué)生討論略.

師生交流：為了被月球捕獲，衛(wèi)星在靠近月球時需減小速度，做向心運動，為此實施第6次點火制動，即發(fā)動機噴氣方向與衛(wèi)星運動方向相同，故(5)錯.選D.

本題以我國首顆繞月人造衛(wèi)星“嫦娥一號”的發(fā)射過程為背景，要求學(xué)生能從原理與方法上分析該實際問題的解決方案.案例中教師給予學(xué)生獨立思考的空間，并適時地引導(dǎo)學(xué)生，啟迪思維，鼓勵學(xué)生通過交流，主動地獲得知識并提升自己的能力.

3 結(jié)束語

通常物理習(xí)題課的研究主要集中在“解題”上；對物理習(xí)題的功能、結(jié)構(gòu)、方法等基礎(chǔ)理論問題尚欠深入系統(tǒng)的探討，所以缺乏系統(tǒng)的物理習(xí)題課教學(xué)理論和相應(yīng)的課堂教學(xué)指導(dǎo).即便是總結(jié)，如果不是出自學(xué)生的主動建構(gòu)，到實際應(yīng)用時，也會無所適從.因此，教師應(yīng)以新課標(biāo)教學(xué)理念為指導(dǎo)，在教學(xué)行為中注重體現(xiàn)知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的新課程三維目標(biāo)，注重促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展.教師只有通過思想的轉(zhuǎn)變，精心選題，設(shè)計教學(xué)，靈活選用教學(xué)方式，并在習(xí)題課教學(xué)過程中及時地引導(dǎo)學(xué)生，啟迪思維，積極投入新課程改革，發(fā)揮教師自身的創(chuàng)造才能，才能從根本上實現(xiàn)新課程下物理習(xí)題課中教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變.

參考文獻(xiàn)

1 劉健智，肖曉蘭．農(nóng)村初中物理科學(xué)探究課堂教學(xué)行為的現(xiàn)狀調(diào)查．課程·教材·教法，2010(6)：52～57

2 廖伯琴.物理課程標(biāo)準(zhǔn)研修．北京：高等教育出版社，2004.165～177