矛盾激發(fā)思維火花*
——追及相撞問題的教學(xué)

朱蕾蕾

(秀全中學(xué) 廣東 廣州 510800)

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矛盾激發(fā)思維火花*
——追及相撞問題的教學(xué)

朱蕾蕾

(秀全中學(xué) 廣東 廣州 510800)

在相撞問題教學(xué)中，學(xué)生往往不能理解為什么是以兩者速度相等為關(guān)鍵來解決這類問題.本文通過創(chuàng)設(shè)一個矛盾情境，引發(fā)學(xué)生積極思考，從而解決追及相遇專題中相撞問題的教學(xué)難點(diǎn).

矛盾情境 追及相遇 相撞

1 引言

兩個物體在同一直線上運(yùn)動，通常會涉及追及、相遇、相撞3類問題.其中，相撞問題是學(xué)生最難理解和掌握的.教學(xué)中，相撞問題通常以此類題為典例：勻減速直線運(yùn)動的物體追同一方向勻速運(yùn)動的物體，問兩者最后是否會撞上.想解決這類相撞題，學(xué)生必須從根本上掌握為什么兩者速度相等是這類題的臨界條件. 但高一學(xué)生往往因思維慣性認(rèn)為當(dāng)后者停止時才是判斷相撞的時機(jī).再加上學(xué)生不具備此類生活經(jīng)驗(yàn)，無法在頭腦里建立清晰正確的物理情境，從而無法真正掌握兩者速度相等這一臨界條件.

如何突破這個教學(xué)難點(diǎn)呢？筆者在教學(xué)中采取了以下方法，取得了非常不錯的效果.

2 教學(xué)過程

2.1 典型題引入 創(chuàng)設(shè)矛盾情境

【例題】汽車以v汽=30 m/s的速度行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)同一車道前方40 m處有一輛貨車正以v貨=9 m/s的速度同向行駛，于是客車緊急剎車，以a=5 m/s2的加速度勻減速運(yùn)動，問兩車是否會相碰.

設(shè)計(jì)意圖:勻減速直線運(yùn)動的汽車追勻速運(yùn)動的貨車，是相撞問題的典型題.在這里，教師不需要任何提示，讓學(xué)生自己做，讓學(xué)生充分暴露他們的思維誤區(qū).

絕大部分學(xué)生由于思維慣性認(rèn)為： 后車速度減為零后，再來判斷撞或不撞.于是這樣解答：

設(shè)汽車速度減到零時運(yùn)動的時間為t,由運(yùn)動學(xué)公式得

0=v汽-at

代入數(shù)據(jù)得

t=6 s

在6 s內(nèi)，汽車的位移s汽，貨車的位移s貨分別是

s貨=v貨t=54 m

因?yàn)閟汽

這個解答是錯誤的，但絕大部分的學(xué)生就是這樣寫的.在這里，筆者不告知他們到底有沒有撞上，而是讓他們帶著問題繼續(xù)算下一題.

追問:汽車剛剎車t′=4 s后，汽車的位移、貨車的位移分別是多少？此時發(fā)生了什么？

設(shè)計(jì)意圖:給學(xué)生具體的時間4 s，是為了降低此題難度.時間設(shè)計(jì)成4 s是因?yàn)榇丝痰钠嚺c貨車已撞上.這樣就與之前算出來的不撞的結(jié)果形成強(qiáng)烈的矛盾，學(xué)生的思維火花就被碰撞出來了.

絕大部分學(xué)生可以輕松解答得出這樣的結(jié)果：

不用多說，學(xué)生就發(fā)現(xiàn)了這是兩個相互矛盾的結(jié)果.第一個問題汽車剎車6 s后兩車未相撞，第二個問題實(shí)際上在汽車剎車4 s后兩車就撞上了. 這是為什么？到底發(fā)生了什么事情？兩車究竟有沒有撞上？這樣的矛盾情境在學(xué)生心里激起了火花，自然能引發(fā)學(xué)生的積極思考和熱烈的討論.

2.2 學(xué)生討論思考 突破教學(xué)難點(diǎn)

在前面矛盾情境的刺激下，經(jīng)過思考與討論,學(xué)生往往能得出這些結(jié)論：

(1)汽車早已撞上貨車，不能在汽車速度減為零時，計(jì)算兩車有無撞上.

(2)勻減速運(yùn)動的物體追勻速運(yùn)動的物體，在兩者速度一樣時，距離最近，要想相撞，就必須在速度相等之前撞上.否則此后距離越拉越遠(yuǎn)，兩者將永遠(yuǎn)不可能撞上.

(3)臨界條件:兩者同向運(yùn)動時避免相撞的臨界狀態(tài)是兩者處于相同位置，且速度相等.

在這里，為了讓學(xué)生在腦海中建立清晰的物理情境，教師可以帶著學(xué)生一起畫兩車運(yùn)動的情境示意圖.幫助學(xué)生建立更具體的情境圖.

2.3 歸納小結(jié) 練習(xí)鞏固

通過練習(xí)鞏固所學(xué)，并進(jìn)行歸納小結(jié).

3 結(jié)束語

教學(xué)有法，但創(chuàng)意無限.新的教育理念往往強(qiáng)調(diào)要讓學(xué)生在生動具體的情境中學(xué)習(xí).在教學(xué)中，教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)出能引發(fā)學(xué)生積極思考的問題情境.矛盾情境就是這樣一個非常好的問題情境，它往往因其矛盾，容易引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，思維碰撞，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)欲望，從而不但能讓學(xué)生獲得知識，加深對知識的理解與應(yīng)用，更能讓學(xué)生得到良好的積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn).

1 薛金星．怎樣解題——高中物理解題方法與技巧．北京：北京教育出版社，2014.30～31

2 周懷明．合理創(chuàng)設(shè)矛盾情境 有效促進(jìn)物理學(xué)習(xí)．物理之友，2014 (1)：27

*廣州市教育局青年課題“結(jié)合STS談高中物理習(xí)題的情境化設(shè)計(jì)——動力學(xué)篇”，項(xiàng)目編號：10B139

2015-09-07)