素養(yǎng)教育在動量知識教學中的應用

楊婷 向優(yōu)生 牟銀勇

摘 要：動量教學中將核心素養(yǎng)有機結合，充分培養(yǎng)學生在學習過程的物理思維、物理素養(yǎng)、物理能力。概念教學中強調物理觀念的形成;實驗探究過程中滲透科學推理能力;習題歸類總結使學生通過有序啟動學生思維，形成從過程到規(guī)律再到模型的建立最后達到一題勝多，萬題歸一的物理解題方法。在新課教學、復習鞏固到習題應用上貫穿素養(yǎng)教育，使教學有深度更有效度。

關鍵詞：素養(yǎng)教育;動量定理;動量守恒

物理學科的素養(yǎng)教育是學生在整個物理學習過程中的關鍵，是學生在學習物理過程中逐步形成的內化于學生心里的品格和能力。如何將素養(yǎng)教育貫穿于整個動量教學中，以下筆者將簡要概述核心素養(yǎng)在動量中的滲透和踐行。

一、是什么？——基本概念的形成

科學素養(yǎng)中，物理觀念教學起到了根基性作用，從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華[1]。在動量相關概念和觀念的形成中首先應弄清它是什么？這需要與生活相結合，做到貼近于生活又便于理解。

動量的概念教學：動量概念比較抽象，教學時可采用生活實際來切入。向學生提這樣兩個問題：①以速度5m/s速度飛過來的足球和鉛球，誰可以用頭去接？②質量很小的子彈高速飛來時能不能接？從而得出運動的作用效果與物體的速度和質量有關，進而引出動量這一概念，有助于加深學生的感官理解。

動量定理的理解：教學時多用引導和啟發(fā)的方式，多聯(lián)系生活，使學生產生認同感。例如：跳高時常會墊上墊子，為什么？①對象：動量守恒定律對象針對的是系統(tǒng)，研究守恒時應先選好所研究的系統(tǒng)，對系統(tǒng)運用動量守恒定律②F指合外力，區(qū)分合外力和外力的矢量和不同。③矢量性，強調運用時規(guī)定好正方向，并明確是哪個方向上的動量守恒[2]。

理解動量守恒定律時，首先引入生活中實例，引導學生思考增強求知欲。例：兩個在冰面上的人相互推對方會出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象？什么原理？通過實例刺激學生大腦和感官的思考，激發(fā)學生的學習積極性。在動量守恒定律的理解上還應注意理解動量守恒定律是實驗定律，是研究質點組動力學問題的有效方法。理解應注意①動量守恒定律：針對的是一段過程或一段時間間隔內，系統(tǒng)動量始終不隨時間變化動量才守恒，恒力在一段時間內可以不做功但有動量。②矢量性，強調方向的正負。③系統(tǒng)性。④條件的理解：a從推導看出，內力雖然可改變每個物體的動量，但對于整個系統(tǒng)不能;b動量守恒的近似守恒條件，本質：系統(tǒng)內動量改變近似看作由系統(tǒng)內力的沖量引起;c某一方向上的動量守恒：單方向上的動量守恒是由力的獨立作用和運動的獨立性決定。

二、為什么？——動量定理的探究

物理是一個透過現(xiàn)象看本質的科學，在整個物理學習的過程中要有探究精神，從物理學視角對客觀事物的本質和內在規(guī)律及相互關系的探究。有了沖量概念后，可通過創(chuàng)設情景讓學生自行探索得出動量定理，首先給出實驗：1、觀察雞蛋落到海綿上和落到木板上雞蛋破碎情況;2、表演籃球傳球過程、觀察接球同學動作;讓學生試著提出猜想：力、作用時間、動量的變化量三者之間是否有著某種聯(lián)系？接著通過理論去探究F、t、m、v1、v2五個物理量之間的關系;3、解決問題需要實例，給出實例：在光滑的水平面上，一個質量為m的物體在恒力作用下運動，一段時間t后，其速度由v增加為v’，試求恒力的大小。（請學生用物理規(guī)律及公式將這五個物理量聯(lián)系起來，引導他們找出前段課程提出的沖量和動量的改變量）。（生：，變式：）;4、師生共同探討得出規(guī)律;5、應用：用所學動量定理解釋課前演示實驗，例舉生活中的運用并解釋。

三、怎么做？----以科學思維通解動量相關習題

對于動量定理和動量守恒定律的進一步理解和應用，可采取有序的啟動學生思維的方式，引導學生分析：1.該物理過程是什么？2.遵循怎樣的物理規(guī)律？3.如何對所學知識進行歸類整理？從而讓學生在學習中從本質到規(guī)律再到模型的建立以及科學的推理及應用能力。

（一）關于動量和動量定理的模型建立及解題方法介紹

關于動量和動量定理的習題解題，首先需要知道它的方法要點，以及存在題型，它們之間的聯(lián)系。以下將動量和動量定理分為了基本的7個模型：

動量和動量定理的定性分析;

對變力沖量的求解;

與時間有關的多過程求解;

流體問題;

瞬間電量求解問題;

位移求解問題（變力位移的求解）;

用于研究系統(tǒng)。

（二）關于動量守恒定律的模型建立及方法介紹

動量守恒定律具有較牛頓定律更普遍的運用和更廣的適用范圍。分析使注意三點：（1）首先要著眼于系統(tǒng)，多過程復雜問題，考慮初末狀態(tài)，使復雜問題簡單化。（2）臨界問題的解決方法如：滑塊與小車的臨界問題，剛好不滑離小車的臨界條件是到小車末端，滑塊和小車剛好共速。（3）動量和機械能雙守恒的綜合運用。

科學思維方法是一種物理邏輯、物理素養(yǎng)、物理理念并且物理學科是一個追求簡單美的學科，這種簡單美在動量相關習題的求解上也可以用一種普遍適用的方式：一對象（確定研究對象）;二分析（分析受力，分析運動）;三規(guī)律（牛頓運動學規(guī)律、動量相關規(guī)律、能量守恒規(guī)律）。

基金項目：本文為重慶市教育學會立項重點課題“初中物理生活化實驗器材的開發(fā)與應用”（XH2015A26）研究成果。

參考文獻

[1]徐衛(wèi)兵.注重“物理觀念建構”教學培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)[J].物理教師，2017，38（7）：5-8.

[2]于正榮.淺談對動量定理的理解和應用[J].物理教學，2005（2）：25-26.

作者簡介：

楊婷（1991.1），女（重慶），重慶師范大學碩士研究生，中學二級教師，主研究方向生活物理、物理教學法;

向優(yōu)生（1993.4），男（重慶），中學二級教師，主研究方向生活物理教學;

牟銀勇（1978.3），男（重慶），高級教師，主研究方向生活物理教學