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1、物理习题教学案例分析与有效途径 做题、讲题、拓展题目,温州四中 叶德汉 2010.10,为什么要做题、讲题和拓题？,教学能力比赛,参赛名额：每大市2名,省教育厅直属学校每校1名，共24人（由抽签分为、C、D四组）。 比赛内容： 教学设计能力（说课形式，占30%）， 习题教学能力（做题与讲题形式，占30%）， 命题能力（根据知识点与难度要求命题及指出不成熟试题的缺陷，占20%）， 实验演示能力（占20%）。 时间：2年一次，与课堂教学评比交叉进行。比赛时间为2天，分四段进行。,温州市2009年高中物理教师新课程教学能力评比 做题+讲题评比 （做题时间：1小时；讲题时间：10分钟） 编号 成绩 请
2、把以下二题做好，并写出解题步骤；第二题为讲题，要求向评委讲出题目的考点、重点、难点及如何向学生进行讲解。,做题、讲题、拓展题目比赛,(1)做2道题目； (2)准备(1小时)； (3) 说题时间（15分钟）； （4）回答评委的问题（5分钟） 。,案例1: 现有30包大米，总质量为150kg，要你尽可能快地把它们搬上12m高处的库房，你会怎样做？你是一包一包地搬，还是一次都把它们搬上去？若你每次只搬1包，你将要为克服自身重力而消耗大量的能量；若你想一次都搬上去，则可能寸步难行现在假设你身体可以提供的用于搬动物体的功率如图所示，图中曲线表示了你搬动物体的功率与被搬物体质量之间的关系问： （1）图中A
3、点的物理意义是什么？ （2）要尽可能快地把大米搬上库房， 每次应搬几包大米？ （3）估算用最大功率完成这一工作 所用的时间，并说明理由。,师1: （1）图中A点表示搬15kg的大米时消耗的功率是50W，也是人可以提供的最大功率。 （2）若尽快地把大米搬上库房，则每次要以最大功率去搬，由题意可知，每包大米5kg，所以每次应搬3包。 （3）由于每次搬运物体时人都要克服自身重力做功，设人的质量为50kg，根据功率公式 可知人克服人自身重力做功 所以 总质量150 kg的大米分10次搬运，时间 下楼时间估计为上楼时间的一半左右，,师2: 1建立模型（人在竖直方向运动） 2设m为每包大米的质量 解1：
4、（1）A点表示搬15kg的大米时，身体提供的用于搬动大米的功率最大，为50W。 （2）尽可能快地搬大米。由于做的总功不变，因此搬动的功率最大时，搬大米最快，此时每次搬大米的包数为 （3）根据功能关系，由于 为整数，因此可以保证每次都保持最大功率。 由 ，得 下楼时间少于上楼时间，总时间小于720 s,解2： 由 得： 10趟上楼共360s，总时间小于720 s。,案例2: 如图所示，质量为m,电荷量为q的粒子,以初速度v0从A点竖直向上射入沿水平方向的匀强电场中,粒子通过电场中B点时,速率vB= 2v0,方向与电场方向一致,则A、B两点的电势差是多少？,师1:方法1： 利用运动合成与分解知识，
5、粒子沿电场方向做初速为零的匀加速运动，设A至B运动时间为t，加速度为a，有 粒子在垂直电场方向，做竖直上抛运动，根据合运动与分运动的等时性，有 由上述两式得 对电场方向的运动，由牛顿第二定律得： 位移 电场力做功,师1:方法2 对粒子A至B运动过程运用动能定理， 水平方向： 竖直方向：,师2:方法1 利用运动合成与分解可知，对粒子从A至B运动 竖直方向： 水平方向： 所以 水平方向的位移,师2:方法2： 对粒子A至B运动过程运用动能定理， 竖直方向上抛运动 代入上式解得： 方法3：水平方向匀加速直线运动 得：,案例2：如图所示，质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入沿水平方
6、向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB= 2v0，方向与电场方向一致，则A、B两点的电势差是多少？,学生典型错误：（1）用匀变速直线运动的公式进行求解，不会用分解方法；（2）认为粒子不受重力，用动能定律时，遗漏重力做功W；（3）认为竖直匀速，水平匀加速，用类平抛方法求解；（4）运动分解后，水平方向用动能定理求解。,如果作为例题，请提炼出对学生以后解决问题有用的知识、方法等（力求简洁）。,案例3： 如图所示，在离地面高为h的光滑水平面上，有3个质量m的小球，通过2根几乎不可伸长的轻绳连接。每根绳长为L(L h),若A球从静止开始下落,问C球落地时的速度大小?（不考虑水平方向的运动）,师1
7、： 当A球下落时，将带动B、C以同样的速度运动，设A落地时的速度为v1, 根据题意，对A、B、C三球而言，由 ，得 由 ，得 A落地后，B、C继续运动，设B落地时速度为v2，同理可得 ， ， 同理，设C落地时速度为v3， 得,师2： 情景：3个质量为m的小球，用细绳相连组成系统，依次从桌面下落。 对象：3个质量为m的小球细绳相连组成的系统。 过程： A球落地前，3个小球组成的系统机械能守恒； A球与地面碰撞时，系统机械能不守恒； B球落地前，B、C两球组成的系统机械能守恒； B球与地面碰撞时，系统机械能不守恒； C球落地前，C球的系统机械能守恒。 列方程： 对过程： 对过程： 对过程： 联立方
8、程解得：,案例3：如图所示，在离地面高为h的光滑水平面上，有3个质量m的小球，通过2根几乎不可伸长的轻绳连接。每根绳长为L(L h),若A球从静止开始下落,问C球落地时的速度大小?（不考虑水平方向的运动） 学生典型错误：没有考虑小球落地时的机械能损失。 要求: 如果作为例题，请提炼出对学生以后解决问题有用的知识、方法等（力求简洁）。,案例3：如图所示，在离地面高为h的光滑水平面上，有3个质量m的小球，通过2根几乎不可伸长的轻绳连接。每根绳长为L(L h),若A球从静止开始下落,问C球落地时的速度大小?（不考虑水平方向的运动）,提高习题教学能力的建议,1正确认识习题教学的功能 物理知识的传授不仅
9、仅是概念、规律的教学，学生在利用概念、规律分析和解决问题时还需要其它能够使得概念、规律正确运用的许多其它知识，如概念、规律的适用条件，运用的程序，运用时的注意点，运用的时机和对象，规律在特殊情况下的一些推论等等。我们知道，高三学生经过一年的学习，其解决问题的能力会有明显提升，但高三学生并没有学习新的概念和规律，无非是通过对具体问题的求解，清晰、丰富和拓展了学生的知识结构，所以习题教学也是在传授知识。只能认清了习题教学的功能，教师才会意识到，每讲一道题，都应该为丰富与拓展学生的知识结构，并根据学生知识结构完善的需要来选择例题和习题。,2关注知识结构胜于答案 教师常常根据学生做题的对错给学生打分，
10、这种做法常常潜意识影响着教师，会阻碍教师进一步完善知识结构的动力。通过前面几个解题案例可看到，有时错误的方法、不完善的知识结构也会得到正确的答案。一个教师只有通过解决问题的过程分析、评价自身的知识结构，才会有利于解题能力的提高。,3完善自身的知识结构 通过解决问题能够发现自身知识结构是否存在的缺陷，知识之间的联系是否紧密而有区分，知识结构中是否拥有丰富的方法和策略，知识结构的组织是否合理等，这是比解决一个问题更重要的，通过与不同的教师解决问题思路、方法的比较，认识自己在知识结构上的差异，在求解问题时，不断研究、总结和吸收解决某类问题有用的方法和策略是提高解题能力的有效途径。,海市蜃楼和沙漠蜃景
11、 厚玻璃板下的字 打雷轰轰响 红布放到水里看到的还是红色,4提高自身的理论素养 学生在问题解决过程中暴露出现的问题，有的是知识层面的，这是教师容易认识到的，有的是方法、策略方面的不足，这是部分教师很难意识到的。教师正是通过自己的学习、研究和积累，在完善了自己的知识结构和对学生解决问题的思维过程了解以后才能正确分析学生解决问题的困难和错误产生的根源，只有这样，教师才能够正确分析学生错误的原因，提炼出能够丰富与拓展学生知识结构的方法、策略等。,5不断锤炼表述的语言 要进行有效的总结提炼，其前提是教师首先把问题认识清楚，“要向学生讲清楚，必须自己想清楚”是对教师的一个基本要求。当教师对问题认识清楚之
12、后，教师的语言表述决定了“一句话”的品位，也决定了“一句话”在学生心里的地位。形式简洁又含义丰富的“一句话” ，决不是一蹴而就的，需要教师的不断锤炼。,实际讲题一定有侧重点,带着讲题的时机意识,对做变速直线运动的物体，以下说法正确的是（ ） A.物体的加速度很大，则物体的速度也一定很大 B.加速度在增加而速度有可能在减小 C.如加速度在增大，位移在增大，则速度一定在增大 D.如加速度在增大，速度在增大，则位移一定在增大,例：匀变速运动量关系概念,再认知时，运动量关系概念上一层次理解,第一个目标：重在具体形象举例理解，最好是实际事例量化，用活生生的事例来帮助学生初步理解运动量关系,特点：,5个物
13、理量,4量一方程,3个导出式,2个基本式,知三能定二，,知二等于白知,第二目标，意不在题，意在长远、意在提升分析问题的能力,不再纠结于具体问题，而是抽象出一般化特征,对做变速直线运动的物体，以下说法正确的是（ ） A.物体的加速度很大，则物体的速度也一定很大 B.加速度在增加而速度有可能在减小 C.如加速度在增大，位移在增大，则速度一定在增大 D.如加速度在增大，速度在增大，则位移一定在增大,知三能定二，,知二等于白知,卫星的速度大小比较,创设情景 化解难点,创设情景（1）,创设情景（2）,离心运动,例说：创设情景，化解难题,卫星变轨的速度大小比较,v2v1,v4v3,v1v4,v2 v1v4
14、v3,小车上的物体m=8，拉伸的弹簧这时弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是( ) A.物体与小车始终相对静止，弹簧弹力始终没有发生变化 B.物体受到的摩擦力一直减小 C.当小车向右以a=0.75 m/s2运动时，物体不受摩擦力作用 D.小车以a=1 m/s2向右做运动时，物体受到的摩擦力为8N,活化静摩擦力特性情景,一生奋斗的目标“维护相对静止”,活化体现,（1）高智商,（2）忠心专一,在能力范围内随机应变,传送带与水平面倾角为370，以10m/s的速率逆时
15、针转动，自传送带上端A处轻轻放一质量为0.5kg的物块，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5。若两轮间传送带的长度是16m，求运动时间。,关键：A在传送带上受到的滑动摩擦力方向？,活化滑动摩擦力特性,“追求同速，阻快带慢”,活化一对相互作用力特性,同命运，共生死,如图所示，一根长为L的轻绳，一端固定在O点，另一端拴一个质量为m的小球，开始时用力把绳子拉直，使小球静止在绳子与水平方向成30角的位置A处。试求放手后小球落至最低点B时对绳子的拉力？,实验创设情景,见证奇迹时刻,巧设线断，突破难点,如图所示，一根长为L的轻绳，一端固定在O点，另一端拴一个质量为m的小球，开始时用力把绳子拉直，使小球静止在
16、绳子与水平方向成30角的位置A处。试求放手后小球落至最低点B时对绳子的拉力？,静态恒力走直线，绳张紧时径速失；受力分析不可少，过程模型定位早。,案例：如图所示，在一个平行板电容器的水平方向的匀强电场中，用丝线在固定点悬挂一个质量为m的小球，使小球带正电，电量正好使小球的重力为小球所受电场力的 倍，现拉开小球至丝线正好水平伸直的位置A时，将它自由释放。求小球到最低点B处时线上的拉力大小。 学生典型错误：不知道中间有突变位置，直接对A到B运用动能定理。,匀速圆周运动向心力习题课实验型教学案例 实验创设情景，激活习题教学,根据物理学科特点习题源于生活实际的想法，尝试设计了以实验手段贯穿习题课教学的模
17、式。,小游戏引入,首先出示一个黄色乒乓球和一个一次性透明塑料碗（事先已被我挖去碗底），要求学生不能直接用手把乒乓球从讲台桌移到课桌上。 让学生真正体会到学以致用，调动了学习的积极心态，进入习题教学。,类比迁移，解决其它圆锥摆运动,变式实验，再创情景，掀起第二个学习波,出示一个塑料纸篓和网球，使网球绕纸篓内壁做匀速圆周运动。,mg,FN,F向,mg,FN,F1,F2,拓展实验 网球加速不断上升，最后飞离纸篓上边缘落地。,理解离心运动，回应平抛运动,题目半径为R的雨伞在比地面高h的地方以角速度在水平面内匀速旋转,使雨滴从伞的边缘甩出,这些雨滴落在地面上形成一个圆圈,求此圆圈的半径。,学生基本上能根
18、据创设的实验情景， 正确建模，画出俯视图，解决问题。,这节课通过小游戏激发了学生学习兴趣，创造良好的课堂氛围引到新课学习，又用自制教具做了建模实验，帮助学生构建正确的物理模型，使他们真正感到物理习题并非枯燥和抽象的，而是源于生活，它是有趣的，就在我们身边。当然，这只是对习题教学提出的一种尝试，不可避免地存在许多有待商讨之处。若能起到抛砖引玉的作用，我的目的就达到了。,实验创造情景， 辅助建模理解, 注重过程分析。,选什么研究？,例、匀速直线运动的小车上水平放置一装有水的密闭玻璃瓶，瓶内有一气泡，如图示。当小车突然向前加速时，气泡相对于瓶子将（ ） A、向前运动 B、向后运动 C、不运动 D、无
19、法判断,A,水？,气泡？,经验 、概念,知识、规律,方法、策略,如图所示,容器中盛满水,水中放入铁球P和木球Q,它们用细线分别系于容器的顶部与底部,当容器静止时,细线均伸直处于竖直方向.现使容器以一定的加速度a向右作匀加速直线运动,则此时P、Q两球相对于容器的移动方向是( ). (A)P球向左偏移 (B)两球均向左偏移 (C)Q球向右偏移 (D)两球均向右偏移,如图所示,装水的容器中有一个木球被弹簧拉住,当容器发生下列运动时,哪些判断是正确的( ). (A)容器加速下降时,弹簧将变短 (B)容器加速下降时,弹簧将不变 (C)容器加速上升时,弹簧将变长 (D)容器减速上升时,弹簧将变短,盛水容器
20、中，弹簧下端与容器底部连接，上端与小球连接，静止时弹簧长度为L0，当容器发生下列运动时，弹簧长度如何变化？ （1）铁球，向下加速 （2）木球，向下加速 （3）铁球，向上加速 （2）木球，向上加速,端值法,逆向分析法,为什么要做题、讲题和拓题？,理想化讲题目标,充分挖掘习题的功能 开发习题的有用价值,提高物理习题教学的有效性,一科学安排教学内容 1习题的选择要有目标性 2习题的设计应有开放性 3习题的安排要有示范性 4习题的配备要有阶梯性,二、合理选择教学方式 1对习题的教学要关注互动 2对习题的讲解要注重精炼 3. 对习题的训练要强化规范 4. 对习题的设计可融入情景,三、善于培养解题能力 1重现知识形成，培养运用物理的意识 2创造有利条件，培养应用物理的精神 3加强建模训练，培养解决问题的方法 4运用思维变式，培养分析问题的能力,请多指正。 谢 谢！ 温州四中 叶德汉,