有关力的基本认识若干概念情境教学分析

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  抽象的本质越清楚才知道如何将之形象.对于教师来说,创设行之有效的情境应建立在对物理本质透彻分析上.教师要恰到好处地锻炼学生的逻辑思维,统筹观念,为学生更深入的学习打好基础.
  下面笔者就初中物理教学中有关力的基本认识中几个概念的情境教学给予分析.
  概念1:力的产生和消失是瞬时的(时间)
  情境设计:取材为学生学习生活中的常用物品——橡皮和乒乓球.
  步骤1:将乒乓球放在桌上,用手指轻弹,乒乓球滚动一段距离后停下.
  步骤2:将橡皮放在桌上,用手指推动一段时间后停下.
  思考:1.手指在弹开乒乓球的一瞬间,对球有力的作用,乒乓球继续运动一段距离是因为惯性的原因,而最后停止运动是由于摩擦力的作用.
  2.相对于乒乓球而言,橡皮的运动是一个力持续作用的过程,是手指一直推动的原因,但是在这个过程中,如果手随时拿掉,由于摩擦力的关系,橡皮也会停止运动,并且,随着橡皮的停住,摩擦力也会即时消失.
  3.步骤2虽然持续时间较长,但也是无数个瞬间的叠加,两个看似不同的过程,都体现了力的产生和消失是瞬时的这样一个概念.
  概念2:要产生力物体可以不接触(空间)
  对于这一点的理解,可以接着概念1进行.在概念1的两个步骤中,手指和橡皮、乒乓球接触而产生了力的作用,那么是否产生力一定需要物体和物体之间的接触呢?对这个问题进行讨论,由于概念1的影响,很多学生都会不假思索地认为接触才会产生力.当教师引出一个生活中常见的情境时,学生就会恍然大悟:秋天的一个黄昏,牛顿正坐在果园里深思着,突然间一个熟透的苹果从树上掉了下来,砸在了牛顿的头上,这件很平常的小事触动了牛顿的思绪,最后形成了“万有引力定律”.牛顿由这个小现象的启发创立了一大定律,而同学们能不能由此现象思考老师提出的问题呢?通过教师创设的情境启示,苹果悬在树上,并没有和地面接触,但是也受到地球引力的作用,掉了下来.
  通过这样的教学过程,学生不仅学到了知识,而且还领悟到,生活中的一些普遍的事情,蕴涵着丰富的知识和道理,平时要多观察,勤思考,有时还可以换个角度思考问题,这都会对学习有帮助.
  概念3:力不能脱离施力物体而存在
  教师:人用拳头击打墙壁时,为什么自己也会觉得疼呢?
  学生1:是被墙壁“撞”的.
  教师:当一个人用力提起一桶水时,为什么会不由自主地被水桶拉得弯下了腰呢?
  学生2:因为水桶有重力.
  教师:很好.但是水桶的重力是地球对它的吸引,人为什么会被往下拉呢?
  学生3:因为人要去提它.
  教师:对.因为人对水桶有向上提的作用,所以桶的重力对人就有了向下拉的作用.拳头击打墙壁的时候,墙壁也在“击打”人,因为力的作用是相互的.
  学生思考……
  为了更直观一些,教师放一段士兵用步枪射击的录像:步枪架在肩膀上,子弹射出的瞬间,枪支很明显对肩膀有向后的推动,也就是我们所说的“后坐力”.通过这段录像,教师可以解释:枪支将子弹射出的瞬间,即对子弹施加了向前的推力,而子弹对枪支有相反的作用力,所以产生了“后坐”现象.如何说明相互作用力的大小相同呢?接着,让学生甲、乙、丙三人做个实验,学生甲和乙手中各拿一个弹簧秤,将两个弹簧秤勾在一起:第一步,学生甲不动,学生乙用力拉手中的秤;第二步,学生乙不动,学生甲用力拉手中的秤;第三步,学生甲、乙同时拉秤,并不断变化拉的“力气”.在三个步骤中,学生丙一直站在中间观察两个弹簧秤的读数.丙发现,不管是什么情况,两个弹簧秤的读数始终是一样的.
  概念4:力的作用效果是可以使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变(空间和运动)
  力使物体发生形变并不是一个抽象的过程,这样的例子在生活中到处都是:人睡在枕头上,枕头会陷下去;用手压气球,气球被压扁,甚至爆掉.而我们在做物理实验中最常用的弹簧秤,原理不就是用力使弹簧产生形变来测量的吗?但是,与这些并存但可能与其产生悖论的现象有:用力打石块,石块毫无变化;将一堆书放在桌子上,桌面看不出任何的凹陷;停车场停放汽车,地面没有显示出塌陷的迹象;等等.通过这两类情境的对比,教师应该注意,避免使学生产生只要有力的作用就一定会发现形变的思维定式,并且有些微小的形变肉眼是无法观察到的.但是,如果物体发生形变,那么必然有力的作用,即力是物体发生形变的原因.
  物理教学的关键点在于,要教会学生透过现象看本质,找到事物的内在规律,所以,思维方式的锻炼和引导非常重要.在教学中,教师应着力通过情境教学去引导和培养学生的逻辑思维能力.
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