梯度設問技巧在復雜物理問題中的應用實例

廣州市南武中學(510220)

陳小玲 ●

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梯度設問技巧在復雜物理問題中的應用實例

廣州市南武中學(510220)

陳小玲 ●

本文從高二物理《庫侖定律》和高一《加速度》兩節課入手，對比傳統教學與梯度設問教學，探究如何讓學生快速掌握復雜的新知識的教學技巧.

梯度設問；庫侖定律；螺旋式上升

一、問題提出

新課程背景下的物理教學，強調學生知識生成的過程和方法.而高中學生對物理這一門學科素來有敬而遠之的心理.如何利用設問方式將復雜的物理問題簡單化，步驟化，讓學生解決物理問題時得心應手，消除學生恐懼心理，就是本文需要解決的問題.

在教學實踐中我意識到，物理課堂教學過程其實就是在不斷地提出問題，解決問題的過程中獲取新知識，培養學生物理學科思維.這就要求我們教師在備課中要重視問題的設置，只有有效設問才能提高備課的有效性，提高課堂效率.

二、課例一：《庫倫定律》

庫侖定律這一知識點本身不難，但是它與萬有引力公式有相近的地方，學生容易混淆.另外庫侖定律描述的是微觀粒子的狀態，學生看不見摸不著，比較難形成直觀的印象.本文從一道典型的庫侖定律習題入手，化解學生對庫侖定律這一概念的理解誤區.

例 兩個相同的金屬小球，帶電量之比為1∶3，相距為r，兩者相互接觸后在放回原來的位置上，則它們間的庫侖力可能為原來的( ).

A．3/5 B.2/3 C.3/4 D.1/3

這道題目考察的是電荷守恒定律和庫侖定律.學生的難點主要有兩個：一是電荷守恒定律中，兩金屬小球接觸后分開，如果是異種電荷，電荷量先中和再平分，如題目中的q″=3q-q/2=q，需要考慮正負電荷的性質；如果是同種電荷，則需要疊加再平分.二是對于庫侖定律，它的大小與帶電量的乘積成正比，與距離的二次方成反比，計算時只需要代入帶電量的數值，而不需要正負.對于這個問題，我進行了新的嘗試.

首先，讓學生充分理解物體帶電的實質——電子的移動.

問題一 當一個帶3q電量的正電荷小球和一個帶q電量的負電荷小球接觸后分開，他們分別的帶電量是多少？

根據電荷守恒定律，電荷既不會產生也不會消失，只會從一個物體轉移到另一個物體，或從物體的一部分轉移到另一部分.這時分別畫出接觸前，接觸中，接觸后的電荷量的變化，并指出電子的移動方向，學生很容易得出，分開后兩球的帶電量相等且都等于+q.這個計算過程是需要考慮帶電量的正負的.

接下來，初步嘗試庫侖定律的用法.

問題二 如果將一個帶3q電量的正電荷小球和一個帶q電量的負電荷小球放到r的位置上，他們之間的庫侖力是多少？

根據庫侖定律公式，即可得出F=(kq·3q)/r2，這時不需考慮電荷的正負，只與電荷量的乘積成正比.

問題三 進一步提高難度，將這兩個小球接觸后分開，放回到原來的位置上，庫侖力又為多少？

結合第一問，學生可以計算出：

最后，它是原來庫侖力的多少倍？結合數學公式，學生即可算出答案.通過三個問題將庫侖定律經典問題順利化解.

三、課例二：《加速度》

課程目標要求學生需要理解加速度的意義，知道加速度與速度的聯系與區別，理解勻變速直線運動，會根據加速度與速度的方向關系判斷物體是加速運動還是減速運動.但加速度的概念也比較抽象，不像位移、速度可以直觀感知，所以本文將在新授課時運用了梯度設問的技巧，層層遞進，化繁為簡.

首先，讓學生自學加速度的概念及其求解方法：加速度是描述速度變化快慢的物理量.物體的加速度等于物體的速度的變化(vt-v0)與完成這一變化所用時間t的比值.

其次，通過三個設問將問題深入.

問題探究一：如何理解加速度與速度、速度變化量和速度變化率的關系？

問題探究二：如何理解加速度正負號的含義？正的加速度表示物體做加速運動，負的加速度表示物體做減速運動嗎？

問題探究三：物體什么情況下做加速運動，什么情況下做減速運動？

在此基礎上配以表格數據分析，習題鞏固等，讓學生掌握加速度.

四、結論

人類認知水平分為“已知區”、“最近發展區”和“未知區”，如何有效的實施物理課堂教學，以“已知區”為基礎，讓學生通過螺旋式上升的知識梯度的構建，從而對未知的規律加以理解和運用，培養學生的思維能力，成為課堂有效性評價的重要內容.而遞度式的有效設問符合人類認知層次的特點，從易到難，由淺入深，從基本問題入手，逐步過渡到高層次的思維培養、訓練和拓展，與新課程理念相吻合.

在教學中，利用學生原有知識來設置問題，既降低了問題的難度，又有助于提高學生的學習興趣，促進學生積極主動地學習，進而促進學生思維的敏捷性和創造性.要實現有效備課，梯度式設問是其中非常重要的一環.我們在教學中要努力創設問題情景，進行有效設問，必須想學生之所想，急學生之所急，從問題的提出到解決，始終以學生為主，把培養學生的創新能力滲透到教學的全過程，只有這樣才能激發學生的求知欲和創新能力.

[1]趙璐.《有效設問技巧之探究》[J].中國校外教育.2012.

[2]陳報南.《“設問”技法在物理課堂教學中的應用》[J].杭州教育學院學報.2000.

[3]何立亮.《新課改理念下課堂設問的若干藝術之我見》[J].成功教育.2013.

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