2018构建知识模块，实现物理学科网络式教学法

2259812

构建知识模块，实现物理学科网络式教学法
在高中阶段各学科中，物理被普遍认为是学困学科，其原因有：知识点繁杂；各章知识点看似独立，但彼此间却存在着千丝万缕的联系；物理过程复杂多变，牵一发而动全身。想要学好高中物理，学生应从高一第一节物理课开始，扎实搭建起每一块知识的平台，理顺各部分知识间的关系，掌握各种实验方法，熟记二级结论，对各类题型及特殊解法做到心中有数。在学生构建物理知识的过程中，教师要教会学生正确搭建的方法。那么，教师该如何引领学生呢？针对物理学科特点，我认为：构建知识模块，实现网络式教学法是最有效的方法。
　　一、构建知识模块
　　构建知识模块重在全面，模块内容包括以下两种：
　　1.基本概念、规律知识模块
　　例1：匀变速直线运动规律
　　描述物体做匀变速直线运动的物理量共有5个，分别是初速度v0、末速度v、加速度a、运动时间t、位移x。
　　教材中的三个基本公式为：
　　（1）v= v0+at 缺x
　　（2）x= v0t+at2 缺v
　　（3）2ax=v2- v02 缺t
　　基于教材内容，总结出另外两个表达式：
　　（4）x=vt=t 缺a
　　（5）x=vt-at2 缺v0
　　每个表达式都相应缺少一个物理量，教师应教会学生根据实际问题来选择合适的公式。
　　例2：平抛运动
　　对于平抛运动，教师要交代清楚以下内容：
　　（1）平抛运动定义。
　　（2）平抛运动条件。
　　（3）平抛运动性质。
　　（4）平抛运动处理方法：运动的合成与分解，根据初速度和受力方向，可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，写出分运动的速度、加速度和位移表达式。
　　（5）根据平行四边形定则，求合速度与合位移的大小，同时表示出两矢量方向及它们之间的关系。
　　（6）推导轨迹方程。
　　（7）运动时间的两种求法：高度有限制，用竖直方向分运动求时间；宽度有限制，用水平方向分运动求时间。
　　（8）高度一定，求水平射程决定因素。
　　（9）高度一定，求落地速度决定因素。
　　（10）平抛运动中，速度变化量的大小和方向。
　　（11）证明平抛运动任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平分位移的中点。
　　（12）光滑斜面上的类平抛运动。
　　2.有代表性的问题
　　例3：连接体问题
　　如图1所示，物体A和B的质量分别为m1和m2，相互接触放在光滑水平面上。对物体A施以水平推力F，则物体A对物体B的作用力等于（ ）。
　　A.F B.F
　　C.F D.F
　　对于该题的改编，有以下几种条件的变化：
　　（1）接触面粗糙，摩擦因数为，求NAB。
　　（2）接触面粗糙，m1的摩擦因数为1，m2的摩擦因数为2，求NAB。
　　（3）水平面变斜面，斜面光滑，倾角
　　为（见图2），求NAB。
　　（4）斜面粗糙，摩擦因数为，倾角为，求NAB。
　　（5）斜面粗糙，m1的摩擦因数为1，m2的摩擦因数为2，斜面倾角为，求NAB。
　　（6）斜面光滑，倾角为，推力F水
　　平（见图3），求NAB。
　　（7）斜面粗糙，摩擦因数为，倾角为，推力F水平，求NAB。
　　（8）斜面粗糙，m1的摩擦因数为1，m2的摩擦因数为2，斜面倾角为，推力F水平，求NAB。
　　如此引导教学，既锻炼了学生受力分析、正交分解、列平衡方程和牛顿第二定律表达式求解的能力，又让学生意识到了同一接触面上还有摩擦因数不相同的情况存在。
　　例4：在《牛顿运动定律》一章
　　讲授传送带问题
　　（1）传送带水平，如图4所示。
　　①物块轻放在传送带上，传送带
　　顺时针转动时：若传送带过短，则物块全程加速直到传送带右端；若传送带足够长，物块先做匀加速直线运动，速度与传送带相同后，做匀速直线运动直到传送带右端。
　　②物块以一定初速度从传送带左端向右冲上传送带，传送带逆时针转动时：物块可能一直做匀减速直线运动；可能先做匀加速直线运动，速度与传送带相同后，做匀速直线运动；可能一直做匀加速直线运动。
　　③传送带和物块都从静止开始，传送带有恒定加速度a，使传送带从静止开始顺时针加速转动，摩擦因数为：若ag，物块相对传送带静止；若ag，物块和传送带间有相对位移。
　　（2）传送带倾斜，物块轻放于传
　　送带上某点，如图5所示。
　　①传送带逆时针转动时：若
　　tan ，传送带不够长，则物块一直做匀加速直线运动，传送带足够长，则物块先做匀加速直线运动，速度增加到与传送带相同后，做匀速直线运动；若　　②传送带顺时针转动时：若=tan ，物块静止；若
　　tan ，物块加速下滑；若tan ，当物块距传送带上端较近时，物块会一直加速上滑，当物块距传送带上端较远时，物块先加速上滑，速度增加到等于传送带速度后，做匀速直线运动到传送带上端。
　　上述每种不同的运动状态变化，可以延伸出各种各样的物理问题以供学生分析、研究和总结。那么，传送带这一物理模型也就在学生头脑中形成了一个完整的知识模块了。
　　二、将各部分知识模块串联成大大小小的网络
　　1.利用思维导图表现模块间的关联性
　　如图6所示，知识内容覆盖面虽广，但表述笼统。
　　2.利用表格进行有针对性的对比（表1）
　　3.只专注于两个模块间的关联性
　　（1）用新模块知识解释旧模块知识。用v-t图像中的面积（见图7）解释例1中三个位移公式。
　　（2）用新模块知识改编旧模块知识。学完高中物理人教版选修3-1第一章《电场》知识后，例3中的外力F可以尝试用电场力代替。
　　（3）用新模块知识拓展旧模块知识。学完高中物理人教版必修2第五章《曲线运动》知识后，就应认识到物块冲出传送带后可以做平抛运动；学完第七章《机械能守恒定律》知识后，就要思考出物块在传送带上相对滑动时所产生的热量。
　　构建知识模块的过程其实就是形成知识网络的过程，当把网络思想渗入模块构建的过程中时，模块的建立才会更加完整、更加全面。
　　教师在课堂上若能善于构建知识模块、形成知识网络，物理课的教学效果将是相当可观的。同时，学生若能将其内化为自己的学习方法，那些繁杂的物理知识点就能在头脑中有序地排列起来，增强自己的联想能力和知识迁移能力，进一步提高物理素养。