剖析学生原有思维 引导进阶解决问题

作者: 胡晓强

中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2025)4-0018-4

习题讲解时,不少教师往往只停留于备课预设,依据事先精心准备的“标准答案”进行分析讲解。诚然,教师清晰的思路、完美的解答能让学生如沐春风,听懂习题的解答过程,但教师若长期仅仅停留在如此就题讲题的单一层面,很难灵活地呈现班级各层次学生的思维方式和特点,很难满足他们多方面的思维需求,这样的习题分析总让人感觉缺点“味道”

相反,教师若能以学生原有思维为基点,给予学生呈现解题思维的充分时空,并适时予以进阶引导,则能大大提升习题分析的课堂魅力。

1 不同审题仔细程度的展现

案例1如图1所示,倾角为 θ 、质量为M的斜面体B底面粗糙、斜面光滑,放在粗糙水平面上,弹簧一端固定在墙面上,另一端与斜面上质量为 m 的物块A相连,弹簧的轴线与斜面平行。若物块在斜面上做简谐运动,斜面体保持静止,则地面对斜面体的摩擦力 f 与时间 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题0 的关系图像是怎样的?

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图1案例1示意图

学生思维1:因物块在斜面上做简谐运动,简谐运动的图像为正弦函数,故地面对斜面体的摩擦力 f 与时间 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题2 的关系图像如图2所示。

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图2学生思维1的 f-t 图像

教师引导:由于审题不仔细,导致看到题目中的“简谐运动”,就想当然地和“正弦图像"联系起来。

学生思维2:物体做简谐运动的回复力由弹簧弹力提供,由胡克定律 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题4 可知,图像应是正比例函数图像,又因其往复运动,故图像如图3所示。

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图3学生思维2的 f-t 图像

收稿日期:2024-11-18作者简介:胡晓强 ( 1 9 8 2 - ) ,男,中学高级教师,主要从事高中物理教学研究工作。

教师引导:该解法思路有何问题?

学生1:物体做简谐运动的回复力应由弹簧弹力和重力沿斜面的分力共同提供

学生2:虽然弹簧弹力 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题6 与位移 x 成线性关系,但题中是求与时间 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题7 的关系。

学生3:况且是摩擦力 f 而不是弹簧弹力 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题8 与时间 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题9 的关系。

教师引导:以上错误,仍是审题的不深人、不仔细造成的。

学生思维3:由于相对滑动,故物块与斜面之间为滑动摩擦力,大小f=μmgcosθ为一定值,又因其来回振动,故图像应如图4所示。

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图4学生思维3的 f-t 图像

教师引导:物块与斜面之间有滑动摩擦力吗?

学生恍然大悟,原来题目中斜面体B斜面部分是光滑的。

学生思维4:物块在光滑斜面上做简谐运动,对斜面体压力 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题11 等于物块重力垂直于斜面的分力,即 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题12 。以斜面体为研究对象,受力分析如图5所示。地面对斜面体的摩擦力 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题13 mgsin0cos0,其大小、方向不随时间变化,故地面对斜面体的摩擦力 f 与时间 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题14 的关系图像如图6所示。(历经坎坷,终于迎来了正解)



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图5受力分析
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图6 f - t 图像

不同的审题仔细程度,造成了以上不同的解题思维方向,教师适时地进阶引导,充分展现了不同层次学生的审题症结所在,更潜移默化地警示学生要充分重视仔细审题。这样的课堂推进,看似走了很多“弯路”,但这些“弯路"恰恰是培养学生仔细审题的必经之路。

2 不同解法观念的展现

案例2如图7所示的 L C 振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路的电流正在增强,则此时电容器两极板间的电场强度如何变化?

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图7LC振荡电路

学生思维1:根据记忆中教材的图像(图8),可得题中对应的过程(图9)为 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题18 时刻),由图9可得两极板间电场强度正在变小[1]

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图9电路状态变化过程
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表1电磁振荡中两极板间电场强度变化

教师引导:以上两位同学的答案固然正确,但物理学科单纯靠记忆来判断解题的话,大脑记忆负担太重,不利于物理思维的培养,更无法提升核心素养。

学生思维3:根据原有知识分析—磁场方向向上,由右手安培定则可得,回路中电流是顺时针的。电路的电流正在增强,可知电容器在放电,则电容器两极板间电荷量减小,场强正在减小。

教师引导:据此还能得到其他物理量的哪些特点?

学生思维4:因场强正在减小,故两极板间的电压 U 电场能正在减小。又根据能量守恒,电场能与磁场能此消彼长,进一步可得线圈中磁场能在增大。

学生普遍对电磁振荡过程中各物理量的变化混淆不清,本质还是没有掌握问题的原有思考方法。其实,学生仅需掌握基本的右手安培定则及能量守恒定律,即可抽丝剥茧般推导出一系列物理量变化,并在潜意识里促进学生形成正确的“能量观”,进而真正发展物理核心素养。

3 不同思维深度的展现

案例3如图10所示,用长为不可伸长的轻绳,一端系质量为 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题21 的小球,另一端固定在 o 处。把小球拉到轻绳与水平面间夹角为 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题22 的 A 点静止释放,则小球下落到最低点 B 时轻绳的拉力 T 的大小为多少?

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图10案例3示意图

学生思维1:想当然地认为 A 至 B 做圆周运动,由动能定理可得 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题24 ,计算得 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题25

在最低点 B ,根据牛顿第二定律,有 T - m g = 2mvB,可得 T=4mg。

学生思维2:因计算受力时仍需 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题26 的值,故在运算时不必将具体的 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题27 值算出,而是将 剖析学生原有思维 引导进阶解决问题28 3mgl的值直接“打包"代入后式计算即可。



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