整体把握与局部分解
    ——高三物理课堂教学方式的研究与实践

周子龙

    “3+综合+x”的高考模式中,物理(x科)的常识难度相对最大,学科内容也最多,而许多学校安排7个x学科的开课时间是相同的,在这种情况下,笔者尝试研究和实践“整体把握与局部分解” 的课堂教学方式,力求妥善解决任务与时间,学生与学生能力层次差别大等现实矛盾。
    1.“整体把握与局部分解”的诠释
    整体的含义有三:一是指教师对物理课程的内容体系要有整体把握;二是指对教学目标要有整体认识和掌握;三是指对学生的整体发展要负责任。
    分解是指教师要研究学科的常识结构和学生的认知结构,从结构和功能的关系上对教学内容和教学目标加以分解,揭示教学系统及教学过程的内部规律,促进每个学生在自己的最近发展区内得到充分的发展,以实现常识和技能的协调促进,方法和情感的和谐发展。
    分解不是去降低要求,而是设置学习过程的台阶,将常识和能力的坡度台阶化,以量变促质变,促成常识内化过程的平坦过渡,最终达到大纲要求。
    2.“整体把握与局部分解”的操作策略
    物理学习的一般过程为感知、加工、形成、联系、整合、运用。教师的中心工作就是确定最适合学生的学习任务和教学策略。整体把握与局部分解的教学策略有如下几个方面构成。
    整合教学内容。注重整合教材,将相关常识集中,注重常识的点、线、面的提炼,建构常识体系。
    教师角色换位。教师站在学生的角度,心理上与学生角色换位、多自疑、集疑、辨疑;要放下架子,以诚恳的态度与学生交流,多向学生激疑,启发性地释疑,从欣赏的角度去帮助和引导学生解决问题。
    渐进式局部分解。运用适度原则和学习上最近发展区理论,把每一个常识台阶多分几级,将难点分解成相关联的几个疑点,促使学生经历常识形成的过程;注重动态生成,渐进式地发展和拓宽学生思维,满足不同层次的学生的学习需求,引导学生思考问题、提出问题,用各个击破的方式使问题解决。
    教材内容的问题化。把学生要学的内容巧妙地转化为问题情境,通过问题引起悬念、有梯度、有层次地把内容呈现出来,诱发和激起学生的求知欲,促进对内容的学习。
    3.实践案例
    案例1 用这种策略去进行“建立系统机械能守恒模型”的教学。
    在不计一切摩擦的物体系中,是单个物体的机械能守恒,还是系统的机械能守恒?这是一个困惑学生的难题。部分学生误认为单个物体的机械能总是守恒的。其成因是:误认为支撑力对物体总不做功。渐进式局部分解方案如下:
    设计1:水平托着物体,分别使物体在水平、竖直方向移动,支撑力各做什么功?
    设计2:物体沿倾角为的光滑固定斜面下滑,支撑力做功否?物体的机械能守恒吗?
    设计3:质量为m的物体,沿半径为r的光滑固定的半球面轨道下滑,滑至球面底部,求支撑力对物体做的功。
    设计4:质量为m的物体静止在倾角为的斜面上,现使物体随斜面水平向右匀速移动s,求支撑力所做的功。
    说明1:上述4种设计,旨在让学生纠正支撑力总不做功的片面认识,同时引领学生掌握用w= fscos?夼推理、判断或计算各种具体情形下支撑力做功与否这一常规方法。
    设计5:小物块位于斜面上,斜面位于水平面上,均不计摩擦,从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的支撑力做什么功?在下滑过程中,小物块的机械能守恒吗,你能否找到机械能守恒的研究对象?
    设计6:下列图一所示装置中,不计一切摩擦,释放小球,在小球运动过程中,小球受的支撑力或绳对它的拉力是否做功?是小球的机械能守恒,还是系统的机械能守恒?
    说明2:上述2种设计,旨在通过强化对支撑力做功与否的判断,确定单个物体小球的机械能是不守恒的,转而寻求新的思路,以系统为研究对象,系统没有参与其它形式的能量转化,建立起系统机械能守恒模型,实现一个更高层次的突破。
    案例2 用这种策略去进行“区分万有引力和向心力公式中r的物理意义”的教学。
    解决天体运动的有关问题,应注重区分万有引力、向心力公式中r的物理意义。常见这样一道综合题:如图二所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地轨道1上,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步轨道3,轨道1.2相切于q点,轨道2.3相切于p点。则当卫星分别在轨道1.2.3上正常运行时( )
    a.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率;
    b.卫星在轨道2上经过p点时的加速度等于它在轨道3点经过p点时的加速度。
    c.卫星在轨道2的p点的机械能大于在轨道2的q点的机械能。
    d.卫星在轨道2的p点的向心加速度小于轨道2的q点的向心加速度。
    此题虽能全面考查万有引力问题,但综合要求高,难度大,学生难以掌握,如进行先分解再整合,台阶会大大降低。渐进式局部分解方案如下:
    设计1 :不看轨道2,假设只有卫星轨道1.3,请判断:
    问题1-1 设卫星在轨道1.3上正常运行的的速率分别为v1.v3,哪一个速率大?
    问题1-2 要把卫星发射到轨道1.3,哪一次的发射速率要大?
    设计2 :只看椭圆轨道2,其上q、p点分别是卫星轨道的近地点、远地点,请判断:
    问题2-1 卫星在同一轨道上正常运行时,其机械能守恒吗? 卫星在轨道2上正常运行,它在q、p点的哪一点时的重力势能大,在哪一点时的运动速率大?
    问题2-2 卫星在轨道2上的q、p的哪一点时,它与地球间的引力距离r大?向心力中的曲率半径(弯曲程度)r又是在哪点时大?
    问题2-3 卫星分别在轨道2上的q、p点时,依据和向都能判断它在q点时的向心加速度大,你能说出这两种判断的过程吗?
    说明1:设计1与2,旨在将复杂情境分解成若干简单情境,让学生在熟练基本常识及其运用的同时,逐步领悟综合、复杂问题与基本常识的组合关系,排除对难题的恐惧心理。
    设计3:只看卫星在p点,经点火由轨道2进入轨道3的短暂过程。
    问题3-1 卫星在p点由轨道2进入轨道3,它是作向心运动还是离心运动?
    问题3-2 点火的作用是让卫星喷气,要实现卫星在p点成功地由轨道2进入轨迹3,喷气是使卫星瞬间加速还是减速?
    问题3-3 卫星在轨道2.3上的p点时,要比较向心加速度与的大小,应依据,向中的哪一个来分析比较?
    说明2:整个试题包含3个状态即在轨1.2.3正常运行和2个点火短暂加速过程,出题者巧妙地将这些融入到发射同步卫星的实际问题中,题中的过程难于状态,设计3着重抓住由轨道2进入轨道3这一过程,提出问题、应用常识、解决难点。
    设计4:关于本题情景,你自己还能提出哪些问题,如何解决?
    “整体把握与局部分解”是一种重视教与学双向过程的教学策略,采用这部策略能使教师和学生都在相关的学习活动过程中有教地参与,在过程中让学生了解自己的进步、感受自我的提高和发展。
   
    参考文献:
    钟启泉等.基础教育课程改革纲要解读.上海.华东师范大学出版社
    中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验).北京:人民教育出版社
 
  (编辑单位 广州市恒福中学    本文学科编辑 符东生)
选自《广州教学研究》总第381期

  
   


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