立足学生 重构教材 善于发掘——以探究“力的合成”的二次开发为例

Vol .5() No .4Apr .2021
教学参考
教法学法
立足学生重构教材善于发掘
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以探究“力的合成”的二次开发为例
闫利超
(唐山市开滦第一中学河北唐山 063000)
文章编号：l 〇〇2-218X (2021)04-0027-01
物理不只是数据和公式，学习物理更重要的学会 理性的思维方式，因此，物理教学要以学生原有的知 识为起点，引导学生从旧知识中提炼出新的知识，激 发学生的求知欲，这就需要教师在备课中以学生为基 础，对教材适当重构。

一、 立足学生，重构教材
立足学生重构教材是指以教育理念和方法为指 导，在原有教学设计的基础上，不断地进行创新和改 进，通过设计和实践总结出来的一种备课形式，具体 来说就是经过备课—讲课—研课—改进—正式讲课 —再研的一系列研究过程。

备课是教师的本职，是教 学设计的先行，备课的过程既是发现问题、解决问题 的过程，也是学习、反思、成长的过程。

二、 案例分析
新课程强调知识的形成和获得过程，特别是此过 程中所涉及的重要思想和科学方法。

教材在编写时 非常重视“过程性”，在概念和规律的得出前提供经典 的案例供学生探究，延缓结论的得出过程，这对学生 的思考是有益的。

如在力的合成教学中为了完善获得平行四边形 定则，笔者对教学目标进行了分解：
探究目标1做出分力和合力的图示。

每2人为一小组，一位同学 利用弹簧测力计操作，一位同学 及时记录结点〇的位置，分力 F ,、F 2与合力F 的大小和方向。

在白纸上作出分力F ,、F 2与合力 F 的图示，如图1所示。

教师巡视，观察学生实验情况、数据处理、操作规 范性等（部分小组拉力过小或过大、分力间夹角过小 或过大、单位长度过小或过大），适时适度参与，对个 别小组进行适当地指导。

探究目标2 结论猜想：分力和合力满足什么 关系？
由实验可得F ,、F 2与F 的图示，让学生观察F ,、 F 2与F 的大小与方向，并猜想合力与分力之间的关
中图分类号：G 632.41 文献标识码：B
系可能遵循什么规律？
学生小组讨论，组间共享实验数据，分析、交流。

由于学生认知水平的差异，部分学生的猜想不着
实际，根本找不到问题的突破口，有些预习过的或学 习较好的学生已经知道结论。

教师在巡视的过程中， 适当有度地参与学生的探究活动，并针对性地给予提 示，铺设台阶：是否可以添加一些辅助线，构建几何图 形——三角形、四边形，等等，使得f \、F 2与F 之间 建立起某种联系。

小组1的猜想分力F ,、F 2和合力F 满足勾股定理，即合力f =v f 12+f 2\
其他小组可以利用自己的数据证明小组i 结论
的真伪。

经过验证，不同意小组1的猜想，原因是其他组 同学根据实验数据依据勾股定理进行拟合，与准确值 差别太大。

两个分力F ,、F 2相互垂直时虽然大致满 足勾股定理，但不具有普遍性。

各小组探求更具有普遍性的分力与合力的关系 遵循的规律。

小组2的猜想将其中一个分力进行平移，发现 三个力刚好构成一个矢量三角 形。

但可能出现的情况是三角形 的三边并不完全闭合，可以认为 是由实验误差引起的（如图2所 示）。

经过验证，将其中的一个分 力进行平移的方法，大部分小组赞同。

师
上面的猜想是否就是我们想探求的规律？
还有其他观点吗？
小组3的猜想若连接两个 分力的箭头，两个分力也能构成 一个三角形，如图3所示。

师
猜想的有道理，但其合
力的大小与方向与实验结果不 相符。

小组4的猜想若以两个分
图3
27
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师路心语
第50卷第4期
2021年4月
如何理解“机械能守恒定律”
许培喜许茂林
(安徽省定远中学安徽滁州233200)
文章编号：l〇〇2-218X(2021)04-0028-02
“机械能守恒定律”是物理学中一个重要定律，它 既是高中物理教学的重点，也是难点。

笔者根据人教
版高中物理教材对“机械能守恒定律”的叙述，就如何
理解谈谈自己的看法。

一、"谁”的机械能守恒
定律中所言机械能是一个力学系统的机械能，即这一定律是人们对一个力学系统的机械能在系统内
物体运动过程中变化规律的研究而得出的结论，离开
一个力学系统，无所谓“机械能守恒定律”，说机械能
守恒一定是在说某个系统机械能守恒。

二、 机械能守恒在“哪”发生
系统机械能守恒一定是在系统内物体运动的过程中发生。

就是说，系统内物体没有运动过程，就无
机械能守恒而言。

系统机械能守恒必对应着系统内
物体运动过程。

力F,、F2作为两条邻边，构成一个平行四边形，平行
四边形的对角线与合力f基本重合。

略微的差别，
我们认为是实验误差引起的。

经过验证，通过作辅助线，画出平行四边形后，大 部分小组赞同小组4得出的结论。

师从四个小组进行的猜想与验证，我们可以排 除分力与合力的关系是勾股定理的关系，但构成三角
形（图2)和平行四边形的方法与实验验证相符。

那
究竟哪个猜想是我们所要探究的规律呢？
学生思考、比较、讨论，教师引导得出结论。

经过多次实验，可以得出，两个力合成时，以这两 个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边所
夹的对角线就代表合力的大小与方向。

这就是平行
四边形定则（如图4)。

矢 F
量三角形是平行四边形的 〜、、、、、、
一条邻边平移后得到的，F
二者的本质完全相同，平
行四边形定则是所有矢量 S4
的合成普遍适用的规律。

l i
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中图分类号：G632.41 文献标识码：B
三、机械能守恒典型案例
案例1将细线一端固定在天花板上，另一端与 小球相连接构成单摆，如图1所示。

如果不 t
计空气阻力，小球与地球所构成的系统，在 /
小球摆动过程中，其机械能守恒。

这个系统丄
很特殊，除地球外只有一个物体，我们常说^
“小球机械能守恒”，这是一种约定俗成的说图1
法，单独一个小球是不存在机械能守恒问题的。

这个 案例的特点是系统在内部相互作用过程中只有重力
势能与动能相互转化。

案例2光滑的斜面固定在水平面上，其左端带 有垂直斜面的挡板。

弹簧一端固定在挡板上，另一端 为自由端，其轴线与斜面平行，如图2所示。

小车、弹 簧与地球三者构成的系统，在小车沿斜面向下运动至 把弹簧压缩到最短过程中，机械能守恒。

这个案例的
点评学生通过实验得出的数据和规律进行的猜测，并与其他同学一起进行验证，基本能找到求合
力的方法。

虽然耗费了一定的时间，但学生在参与、探究实验和与同伴合作过程感受到了学习的乐趣.这也正是教材将原有的“验证性实验”改为“探究性实验”的初衷。

归纳总结形成共识：分力和合力满足平行四边 形定则。

经猜想发现分力和合力接近平行四边形，为验证 是否正确，可以为邻边做平行线构建平行四边形，看与图4是否重合，比较用平行四边形得到的对角线与实际合力的误差。

提示学生，只有经过无数次检验才能肯定，得出 求合力的方法—平行四边形定则。

介绍适用条件：共点力。

三、结束语
对教材的二次开发的核心在于以学生为本，重构 教材的过程中要以学生原有认知为基础，培养学生善 于发现问题的能力，进而提升学生的科学思维能力。

(本文编辑：刘富民>。