構建知識模塊，實現物理學科網絡式教學法

李鑫

摘 要：針對物理學科知識點繁雜的特點，教師應注意構建知識模塊，實現物理學科網絡式教學法，聚沙成塔，將高中物理各部分知識有機結合在一起，提高課堂教學效果，增強學生對物理問題的分析及解決能力。

關鍵詞：高中物理 知識模塊 網絡式教學法

在高中階段各學科中，物理被普遍認為是學困學科，其原因有：知識點繁雜；各章知識點看似獨立，但彼此間卻存在著千絲萬縷的聯系；物理過程復雜多變，牽一發而動全身。想要學好高中物理，學生應從高一第一節物理課開始，扎實搭建起每一塊知識的平臺，理順各部分知識間的關系，掌握各種實驗方法，熟記二級結論，對各類題型及特殊解法做到心中有數。在學生構建物理知識的過程中，教師要教會學生正確搭建的方法。那么，教師該如何引領學生呢？針對物理學科特點，我認為：構建知識模塊，實現網絡式教學法是最有效的方法。

一、構建知識模塊

構建知識模塊重在全面，模塊內容包括以下兩種：

1.基本概念、規律知識模塊

例1：勻變速直線運動規律

描述物體做勻變速直線運動的物理量共有5個，分別是初速度v0、末速度v、加速度a、運動時間t、位移x。

教材中的三個基本公式為：

（1）v= v0+at 缺x

（2）x= v0t+at2 缺v

（3）2ax=v2- v02 缺t

基于教材內容，總結出另外兩個表達式：

（4）x=vt=t 缺a

（5）x=vt-at2 缺v0

每個表達式都相應缺少一個物理量，教師應教會學生根據實際問題來選擇合適的公式。

例2：平拋運動

對于平拋運動，教師要交代清楚以下內容：

（1）平拋運動定義。

（2）平拋運動條件。

（3）平拋運動性質。

（4）平拋運動處理方法：運動的合成與分解，根據初速度和受力方向，可分解成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，寫出分運動的速度、加速度和位移表達式。

（5）根據平行四邊形定則，求合速度與合位移的大小，同時表示出兩矢量方向及它們之間的關系。

（6）推導軌跡方程。

（7）運動時間的兩種求法：高度有限制，用豎直方向分運動求時間；寬度有限制，用水平方向分運動求時間。

（8）高度一定，求水平射程決定因素。

（9）高度一定，求落地速度決定因素。

（10）平拋運動中，速度變化量的大小和方向。

（11）證明平拋運動任意時刻的瞬時速度的反向延長線一定通過此時水平分位移的中點。

（12）光滑斜面上的類平拋運動。

2.有代表性的問題

例3：連接體問題

如圖1所示，物體A和B的質量分別為m1和m2，相互接觸放在光滑水平面上。對物體A施以水平推力F，則物體A對物體B的作用力等于（ ）。

A.F B.F

C.F D.F

對于該題的改編，有以下幾種條件的變化：

（1）接觸面粗糙，摩擦因數為μ，求NAB。

（2）接觸面粗糙，m1的摩擦因數為μ1，m2的摩擦因數為μ2，求NAB。

（3）水平面變斜面，斜面光滑，傾角

為θ（見圖2），求NAB。

（4）斜面粗糙，摩擦因數為μ，傾角為θ，求NAB。

（5）斜面粗糙，m1的摩擦因數為μ1，m2的摩擦因數為μ2，斜面傾角為θ，求NAB。

（6）斜面光滑，傾角為θ，推力F水

平（見圖3），求NAB。

（7）斜面粗糙，摩擦因數為μ，傾角為θ，推力F水平，求NAB。

（8）斜面粗糙，m1的摩擦因數為μ1，m2的摩擦因數為μ2，斜面傾角為θ，推力F水平，求NAB。

如此引導教學，既鍛煉了學生受力分析、正交分解、列平衡方程和牛頓第二定律表達式求解的能力，又讓學生意識到了“同一接觸面上還有摩擦因數不相同的情況存在”。

例4：在《牛頓運動定律》一章

講授傳送帶問題

（1）傳送帶水平，如圖4所示。

①物塊輕放在傳送帶上，傳送帶

順時針轉動時：若傳送帶過短，則物塊全程加速直到傳送帶右端；若傳送帶足夠長，物塊先做勻加速直線運動，速度與傳送帶相同后，做勻速直線運動直到傳送帶右端。

②物塊以一定初速度從傳送帶左端向右沖上傳送帶，傳送帶逆時針轉動時：物塊可能一直做勻減速直線運動；可能先做勻加速直線運動，速度與傳送帶相同后，做勻速直線運動；可能一直做勻加速直線運動。

③傳送帶和物塊都從靜止開始，傳送帶有恒定加速度a，使傳送帶從靜止開始順時針加速轉動，摩擦因數為μ：若a<μg，物塊相對傳送帶靜止；若a>μg，物塊和傳送帶間有相對位移。

（2）傳送帶傾斜，物塊輕放于傳

送帶上某點，如圖5所示。

①傳送帶逆時針轉動時：若

μ≥tan θ，傳送帶不夠長，則物塊一直做勻加速直線運動，傳送帶足夠長，則物塊先做勻加速直線運動，速度增加到與傳送帶相同后，做勻速直線運動；若μ

②傳送帶順時針轉動時：若μ=tan θ，物塊靜止；若μ<

tan θ，物塊加速下滑；若μ>tan θ，當物塊距傳送帶上端較近時，物塊會一直加速上滑，當物塊距傳送帶上端較遠時，物塊先加速上滑，速度增加到等于傳送帶速度后，做勻速直線運動到傳送帶上端。

上述每種不同的運動狀態變化，可以延伸出各種各樣的物理問題以供學生分析、研究和總結。那么，傳送帶這一物理模型也就在學生頭腦中形成了一個完整的知識模塊了。

二、將各部分知識模塊串聯成大大小小的網絡

1.利用思維導圖表現模塊間的關聯性

如圖6所示，知識內容覆蓋面雖廣，但表述籠統。

2.利用表格進行有針對性的對比（表1）

3.只專注于兩個模塊間的關聯性

（1）用新模塊知識解釋舊模塊知識。用v-t圖像中的面積（見圖7）解釋例1中三個位移公式。

（2）用新模塊知識改編舊模塊知識。學完高中物理人教版選修3-1第一章《電場》知識后，例3中的外力F可以嘗試用電場力代替。

（3）用新模塊知識拓展舊模塊知識。學完高中物理人教版必修2第五章《曲線運動》知識后，就應認識到物塊沖出傳送帶后可以做平拋運動；學完第七章《機械能守恒定律》知識后，就要思考出物塊在傳送帶上相對滑動時所產生的熱量。

構建知識模塊的過程其實就是形成知識網絡的過程，當把網絡思想滲入模塊構建的過程中時，模塊的建立才會更加完整、更加全面。

教師在課堂上若能善于構建知識模塊、形成知識網絡，物理課的教學效果將是相當可觀的。同時，學生若能將其內化為自己的學習方法，那些繁雜的物理知識點就能在頭腦中有序地排列起來，增強自己的聯想能力和知識遷移能力，進一步提高物理素養。