摘 要:高三一輪復(fù)習(xí)時間緊、任務(wù)重,如何做到課堂的高效是教師經(jīng)常研討的問題,主要就“驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)課”闡述問題式教學(xué)法的優(yōu)越性,能夠有效突破教學(xué)重難點(diǎn),大大提高課堂教學(xué)效率。
關(guān)鍵詞:問題式教學(xué)法;牛頓第二定律;平衡摩擦力;系統(tǒng)誤差
高三一輪復(fù)習(xí)既要全面夯實(shí)基礎(chǔ)、構(gòu)建知識系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),又要有效突破知識重難點(diǎn),使得同學(xué)們對所學(xué)內(nèi)容的掌握“知其然,更知其所以然”,以期他們在遇到問題能就題論題,思路靈活變通,而不是死記硬背成為學(xué)習(xí)的機(jī)器。問題式教學(xué)是一種以教師教學(xué)方式的變革來達(dá)到學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革的教學(xué)思路,它強(qiáng)調(diào)把學(xué)習(xí)設(shè)置到復(fù)雜的有意義的問題情境之中,通過讓學(xué)生合作性學(xué)習(xí)來解決真實(shí)性問題,掌握隱含于問題背后的科學(xué)知識,尋找解決問題的技巧,提升自主學(xué)習(xí)的能力。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)如果能夠把問題式教學(xué)法很好地用到一輪復(fù)習(xí)課中不僅能有效突破教學(xué)重難點(diǎn),還能大大提高課堂教學(xué)效率,提高學(xué)生的思維品質(zhì),為學(xué)生的高考保駕護(hù)航。下面我就“驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)”教學(xué)談點(diǎn)體會和同仁共享,以期能拋磚引玉。
我認(rèn)為“驗(yàn)證牛頓第二定律”是高中力學(xué)中一個非常重要的實(shí)驗(yàn),它承上啟下,前面可以聯(lián)系到打點(diǎn)計時器、紙帶處理、測重力加速度、摩擦力或動摩擦因數(shù)等,后面聯(lián)系著動能定理、機(jī)械能守恒定律等實(shí)驗(yàn),所以這節(jié)課的重要地位不言而喻。為了更好地突破本節(jié)知識的重難點(diǎn)和銜接后期教學(xué)我采用了問題式、啟發(fā)式等教學(xué)法,效果很好。
一、平衡摩擦力問題
這個問題困擾了很多同學(xué),考慮到知識的延展性和學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙我設(shè)置了幾個問題并啟發(fā)引導(dǎo)他們通過獨(dú)立思考、合作交流等方式予以解決。
1.為什么要平衡摩擦力?
答:保證砝碼和砝碼盤的總重力等于小車所受的合外力(F=mg)
2.如何平衡摩擦力?
答:墊高長木板有打點(diǎn)計時器一端形成斜面,利用小車自身重力沿斜面的分力等于小車所受的摩擦力(即Mgsinθ=μMgcosθ)
3.怎么判斷是否已經(jīng)平衡摩擦力?若平衡摩擦力不夠或過了會怎樣?
答:輕推小車勻速運(yùn)動或紙帶打出的點(diǎn)點(diǎn)跡均勻;導(dǎo)致a-F圖像與橫軸或縱軸有截距,但不影響斜率(K= )
4.已經(jīng)平衡摩擦力后改變小車質(zhì)量是否要重新平衡摩擦力?
答:由Mgsinθ=μMgcosθ知與M無關(guān),所以無須再平衡摩擦力
通過上述的問與答,我想學(xué)生對問題的認(rèn)識會很透徹,在此類題目中涉及相關(guān)問題他們都能夠給予清晰準(zhǔn)確的答案。
二、系統(tǒng)誤差問題
本實(shí)驗(yàn)存在著系統(tǒng)誤差,為了減小這個誤差要求M≥m,許多同學(xué)對此問題的認(rèn)識是不夠的,導(dǎo)致與之相關(guān)的實(shí)驗(yàn)題和選擇題都不能予以準(zhǔn)確的解答,為此我設(shè)置了以下幾個問題:
1.系統(tǒng)誤差的原因是什么?
答(如圖):平衡摩擦力后,令繩的張力為T,小車的加速度為a,則對車有T=Ma,對砝碼盤有mg-T=ma,聯(lián)立可知
很顯然T≠mg,但實(shí)驗(yàn)中我們把小車所受的合力認(rèn)為等于砝碼盤和砝碼的總重力,這里由于原理不完善導(dǎo)致存在著系統(tǒng)誤差。
2.為什么要滿足M≥m的關(guān)系?
答:由T= mg可知,若M≥m,可以近似認(rèn)為T=mg,所以小車的加速度理論值是大于實(shí)際值
3.能否避免這個誤差,有何啟發(fā)?
答:我們考慮如果以系統(tǒng)為研究對象呢,有mg=(M+m)a,這里就不存在系統(tǒng)誤差,但a-F(mg)圖像的斜率為 ;在實(shí)驗(yàn)探究動能定理,驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時為了避免系統(tǒng)誤差也可以考慮選擇以系統(tǒng)為研究對象,即mgs= (M+m)v22- (M+m)v21
教學(xué)同仁都知道如果把上述兩個問題弄透了,我們不僅掌握了本實(shí)驗(yàn)所要求的知識和方法,同時關(guān)于牛頓第二定律以及相關(guān)知識和題型就都掌握了,這就大大提高了一輪復(fù)習(xí)課的效率。
作者簡介:張士軍,1976年10月生,男,安徽省懷遠(yuǎn)第一中學(xué),中學(xué)高級教師,主要研究課堂教學(xué)的有效性。
編輯 溫雪蓮