一、教学分析
力的分解是高中物理教学中的一个重点和难点,同时作为初高中物理衔接的重要台阶,它一直是广大高中物理教师研究的热点内容。难度主要来自两个方面:一是分力的作用效果比较抽象学生缺乏必要的感性认识,从而难于把握将力沿什么方向进行分解;二是要求学生具有较强的应用数学知识解决物理问题的能力。多年来不少教师在处理这部分教材时,没有充分认识到学生刚步入高中时的学习能力和适应能力,不注意创设有效的教学情景作适当铺垫,引导学生自主体验领悟力的分解的内涵,而是对这部分内容蜻蜓点水一带而过,急于把学生引导到力的分解的应用上,去使之变成一节习题课。这种处理方法剥夺了学生对力的分解内涵的体验与领悟过程,无法使学生真正理解其中的思想方法,导致学生对力的分解内涵学的不实,力的分解方法学的不活知识的迁移能力得不到提高。
二、教学过程设计
针对本节课的特点,本设计通过创设多种教学情景,采用理论分析情景再现活动体验实例分析等教学方法,让学生通过亲身的体验和感受理解分力作用效果的客观存在性和唯一性,进而掌握如何对力进行分解的方法。教学中尽可能地给学生创设学习情境和参与的平台,让学生获得丰富的体验,形成深刻的感受从而达成新课程理念中的三维目标的立体整合。
(一)、创设生活化的情境激发学生探究欲望
取一个质量较大的砝码放在桌子上问用细棉线把它提起来用一根线易断还是两根线易断?
学生回答一根线易断。实验用一根细线可将砝码稳稳地提起而用两根同样的细线使两线间有较大的夹角提砝码时细线断了。学生非常诧异议论纷纷。设问为什么两根线的效果反而不如一根线呢?学完本节课后就会明白其中的奥妙。
设计意图:创设与学生的生活经验相矛盾的学习情境。学生会萌生疑问引发认知冲突和好奇心,从而激发学生内在的学习需求由被动进入了主动状态,为新课学习做好心理上的铺垫。同时又能使学生亲身感受物理与日常生活的密切联系,从而养成观察生活现象的习惯让学生真正做到爱学、乐学和会学.
(二)、创设有效的实验情境加深对力的分解内涵的理解
演示实验如图1橡皮筋两端固定,用力竖直向下拉悬绳,在该拉力的作用下两根橡皮筋都发生了伸长结点到达的位置为O。边讲边实验将两橡皮筋伸长的方向及拉力画出来并加以表示。再用两个力F1、F2拉橡皮筋使结点达同样的位置O。问用两个力拉橡皮筋与一个力拉效果相同吗?学生相同。点拔前面我们学过若一个力产生的效果与几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。现在又清楚地看到与之相反的另一种情况两个力共同产生的作用效果与一个力产生的效果相同,我们把这两个力叫原来那个力的分力。求效果与原来那一个力效果完全相同的分力的过程叫力的分解。引导将刚才的演示实验与两个力的合成实验进行对比,力的分解应当遵循什么法则?学生两实验只是步骤恰好相反力的分解是力的合成的逆运算所以也应当遵循平行四边行定则。
设计意图:通过两次拉橡皮筋的实验的比较,创设形象直观的实验情景让学生比较体验在此基础上,引入分力和力的分解的概念使学生更容易理解力的分解是力的合成的逆运算。同时强化等效替代的思想培养学生观察和分析问题的能力。
(三)、创设开放的对话情境体会力的分解的多解性
启发根据上面的结论要分解一个力应当把这个力当成什么?学生把这个力当成平行四边形的对角线。问那么分力应当怎样表示?学生分力应该是平行四边形的两个邻边。分组 实验如图2所示用一根线对折后拴在橡皮筋上试着改变细线间的夹角每次用不同的力结点拉伸到同一位置O点.问实验 现象说明了什么问题?
学生思考后得出一个力分解的结果是不确定的即一个力可以分解为无数对大小方向不同的分力。无数个答案一样那么如果给定两个分力的方向分解的答案能唯一确定吗?试着作图并思考。学生作图后回答这种情况下力的分解是唯一的。
设计意图:通过对话实验与交流营造民主和谐的课堂氛围让更多的学生参与进来。经历知识的发生发展过程,体验其中的科学思想和思维方法。对力的分解的不确定性有更加直观的感受和深刻的理解,促进学生知识能力情感的全面发展提高课堂教学的有效性。
(四)、创设典型的问题情境建构力的分解的思想方法
设计意图:新课程强调体验式教学,为此设计体验探究实验观察这一活动环节让学生在亲身经历中真真切切地感知力的实际效果。在此基础上开展自主探究,最终使学生明确力分解的基本思路和方法掌握用作图法和计算法处理物理问题的能力。
(五)、创设应用情境激励自主探究强化知识迁移
应用1:为什么用两根互成角度的线提物体时易断?要求画图说明.
应用2:成语迎刃而解、势如破竹描述的是用刀从竹子上端劈下只要劈几节竹子就会自动分裂开来,刀刃夹角越小,我们就说这把刀越锋利越能切物品这是为什么?
应用3:中国古代石拱桥的原理
设计意图:使学生感受物理与日常生活的密切联系,贯彻从生活走向物理从物理走向社会的理念突出STS思想,同时呼应新课的导入感受学以致用思想。培养学生观察生活现象的习惯提高学生分析问题和解决问题的能力及学习物理的兴趣。
三、教学反思
高一学生刚接触到矢量概念,对力的分解的理解存在一定的困难。如何激发学生的学习热情,铺设合适的台阶,引导学生在课堂上自主学习合作学习是本节课的关键。本节课根据课标的要求在创设物理情境的基础上,提出探究问题,以问题为载体通过师生互动探究出分解力的方法作为本节课的主线。在具体的教学过程中,通过创设的各种情景,调动学生多种感官,多方面多层次体验力的作用效果。作为本节课突破教学难点的有效手段。在解决物理问题过程中深化了物理概念的理解,强化了数学知识的应用,让学生在宽松愉悦的气氛中掌握了科学的方法,体验到了获取知识的乐趣。课堂上有效的情境降低了学习难度,引发了学生的联想,激发了学生的智慧,催动了学生的灵感,学生在创设的各种情景中得到了感悟知识和方法,在活动的情景中逐步生成。不能奢求一节课就能达到深刻认识力的分解的内涵,全面掌握力的分解方法,所以本节课要立足基础,注重为创建情境来进行量的积累为最终实现学生能力提高的质变创造条件。