探究式课堂教学的有效性尝试——《力的合成》的教学策略

李 芳

（山东省淄博市淄博第四中学）

《力的合成》是人教版物理必修1 第三章《相互作用》第四节的内容，本节课的重点是通过实验探究求合力的方法，要求学生在学习了重力、弹力、摩擦力等矢量的基础上，进一步探究矢量的运算方法。本课的难点在于高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可供借鉴，学生习惯的是仅有大小没有方向（如质量、体积等）的物理量之间的代数运算。

对于本节课的处理大致有两种方法：一种简单易行的教学方法是分散教学难点，直接教给学生力的合成法则，再让学生通过实验验证和在反复运用中逐步深化对力的合成法则的理解。但对照新课程理念对高中物理教学的要求：学生应该是教学活动的主体，教师在教学过程中应引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习。这样的处理显然不是最佳的选择。另一种方法是通过实验的方法引导学生探究总结出力的合成的矢量运算法则，这样的教学贯彻了以提高学生科学素养为核心的新的教学理念，对于力的合成这样全新的知识，学生在探究活动过程中的体验才更加真实而深刻。现在我们提倡的教学设计更倾向于第二种处理方法。但是在处理的过程中，需要教师在适当的时机做适当的铺垫，放慢教学过程，让学生去亲身体验探究过程，从知识上说，学生在前面已经学过运动学，对运动学中的矢量，如，位移、速度等，在生活中还是有一定的感性认识的，尤其是对两段位移合成总位移的讨论，形象直观，对力的平行四边形法则有一定的启示；从方法和习惯上来说，学生对科学探究尤其是实验探究已经积累了一定的体验和认识，这也为学生自主探究力的合成法则提供了保障。

引入部分如何调动学生的积极性，激发学生的求知欲这是一节课的关键。可以设计从曹冲称象的小故事引入或实验引入，目的是向学生渗透等效的思想，从而引出合力、分力的概念。就课堂效果来看，高一的学生对这种简单的小故事，发表看法的积极性不是很高，但是等效的思想确实显而易见。建议老师在引入部分调整一下，可以用所授课班级的学生拍摄了学生提水的照片，在互动上要更好一些，然后再引入曹冲称象的故事，等效的思想实现了自然的渗透。

课堂展开主要是围绕探究力的合成的矢量法则。老师的想法基本一致，就是在等效的基础上研究一个力和两个力的大小关系，但是就取材问题，按照课本的思路放一定量的砝码，让学生体会一个力和两个力作用效果相同，研究力的大小关系，对于砝码来说感觉不是那么直接，我们可以就地取材，直接用弹簧秤提拉物理课本（用到长尾夹），学生用一只弹簧秤拉起物理课本，记录读数，有的学生用两只弹簧秤互成角度拉起物理课本，记录两只弹簧秤的读数，比较后两个力和前一个力的大小关系，体验到力的合成不是简单的代数相加，进而猜想原因是力是矢量，从而引出后面的实验探究。尤其是物理学科，我们在处理某些物理问题时，可以借助身边的小器材来分析，学生亲历实验的过程，这样的教学效果会更加直观。后面再利用橡皮筋、弹簧秤、细线等探究力的合成的法则。展开过程要注意层层引导：设置实验前的思考环节：问题1：如何获得分力？问题2：如何找到能够替代分力的合力？问题3：合力与分力的效果相同如何实现？问题4：如何记录力的大小和方向？

对应四个设问，学生在讨论的同时渗透实验的注意事项，这样在放手实验时，学生可以有的放矢，实验的精确性也可大大提高。在对待分组实验时，我们在摆放实验器材时，帮某些小组把实验仪器橡皮筋的位置固定好了，结果在实际操作时，反而限制了学生的思维，学生不会调节合适的方向，造成了图示比例不合适。有时候，老师帮学生准备越多，对学生来说并不是什么好事。

最后一个环节就是，进一步研究合力与分力之间的大小关系。老师都制作了精美的演示仪，可以方便直观地得到合力随分力夹角的大小变化关系，甚至教师制作多个演示仪，每个小组一个，学生自己操作得出结论，这样的效果会更有效。

对于物理学科教学，应该重视实验在物理教学中的作用，实验不仅可以激发学生学习的兴趣，还能丰富学生的感性认识，同时可以引发学生的理性思考，使学生的学习循序渐进而不是那么突兀。在突破重点、难点时，配合恰当的实验，即可化难为易。如果有可能的话，对于每一节物理课教学，完全可以做到一步一实验，步步铺垫，这样可以使学生充分地认识物理过程，对启发学生思维、增强探索精神起到重要的作用。