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注重“搭桥”艺术,进行有效教学

2015-12-08汪允立

黑河教育 2015年12期
关键词:带电粒子电场粒子

汪允立

[内容摘要]本文从课堂教学实例入手,着重分析了如何进行层次式问题教学,逐步提升教学难度,有效提高课堂的教学效率。

[关键词]搭桥;问题式教学

高中物理难学,这几乎是所有师生共同反映的问题。如何进行有效教学,提高学生学习物理的兴趣,提升学生的学习能力,我认为在课堂教学中适当“搭桥”,帮助学生顺利地完成知识迁移,使学生更好地实现从初中到高中的过渡。

在课堂教学时,教师可以预先设计很多小问题,“搭好桥”,让学生在解决每一个小问题的同时,能力得到进一步提高。当所有的小问题串联在一起,就相当于解决了一个大问题。

以《带电粒子在电场中的运动》这节课的教学为例:教师首先提出问题,让学生思考。

问题1:如图1为一平行板电容器,带电粒子+q从A→B粒子作何种运动?

学生会从两个角度分析,如果考虑重力,则粒子做匀变速曲线运动;若不考虑重力,粒子作匀加速直线运动。这一个小问题实际上已经帮助学生回忆如何从受力的角度去分析物体的运动情况。

问题2:若不计重力,你能求出粒子到达B点时的速度大小吗?

利用动能定理,学生都能独自求出速度。这两个小问题已经让学生体会到解决带电粒子运动问题的两条主线:力与运动的关系+动能定理。教师可以进一步加深难度,让带电粒子的运动由加速过渡到偏转。

问题3:如图2所示,若在原有的平行板电容器AB右侧加一水平放置的平行板电容器CD,则粒子在CD中如何运动?(不计重力)

由于受力特点,学生能分析出粒子在做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,竖直方向为匀加速直线运动。同时,学生能够很容易的写出粒子运动时的速度、位移表达式。教师在此基础上引导学生写出粒子的水平分位移,竖直分位移的表达式

问题4:粒子穿出电场时,速度发生了一定的偏转,你能求出速度的偏向角和偏转距离吗?(为简化条件,设粒子的初速度为零)

利用运动学公式和几何关系,学生能够独立推导出运动的时间,速度的偏向角和偏转距离等。

学生求出这些物理量之后,教师可以再次提出问题:三种电性相同的带电粒子从静止开始经同一加速电场,同一偏转电场,偏转距离与偏转角度有何特点?

通过刚才推导出的偏转距离与偏转角度,学生会发现同种电荷的不同粒子从静止经同一加速电场、同一偏转电场,粒子的运动轨迹是相同的。

问题5:若粒子恰好从板间穿出 ,则其水平分位移、竖直分位移有什么特点?若粒子不能穿出呢?

这个小问题主要是帮助学生注意粒子实际运动时的几种情况。

这节课的教学目标在几个小问题中都已经完成了,为了向示波管过渡,教师可以继续设问。

问题6:若粒子能穿出电场,穿出电场后粒子做什么运动?

由于出电场后粒子不再受力,粒子应做匀速直线运动。

问题7:如图3所示,若在界面MN、PS间的无电场区域后方,在O点固定一点电荷Q,(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。试确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。

粒子在电场中偏转,无电场区域做匀速直线运动,进入PS界面右侧后做匀速圆周运动。简单分析后,学生就会发现点电荷Q对粒子的引力提供向心力,点电荷Q电性必然与粒子相反。若要求出其电量的大小必须要知道粒子过PS界面时的速度,即电场中类平抛运动的末速度。这样通过一步步的解决每个小问题,这个大难题就被我们突破了。

我们不难发现,问题与问题之间都有着必然的联系,它们就像桥梁一样将各个知识点连接起来,逐渐地把这堂课的主题烘托出来。经过以上几个问题的分析,学生很容易地就掌握了处理这一类问题的方法,通过分析小过程来处理大问题。

对于物理学习,从初中到高中之间有一个较大的跨越,存在一个较大的“台阶”。教师通常以自己的思维来代替学生的思维,以为自己懂的学生就不难懂,从而使教学方法简单化,无形中加大了学生的学习难度,不能有效的激发学生学习物理的兴趣。

比如,在进行欧姆定律的教学中,大部分老师认为学生在初中已经学习过了,所以就直接给出有关电阻、欧姆定律的内容。对程度好的学生来讲比较容易,但大部分学生却不知道电阻为什么是这样定义的,这一个过程是如何进行的。对于新教材来说,它突出一个探究过程,注重对学生能力的培养,对原理的理解。教师不妨先搭一座桥,让学生自主探究,设计一个电路来测一下未知电阻的阻值。学生的设计思路有很多,教师可稍加点评,同时将滑动变阻器分压与限流两种不同的方法介绍给学生。在此基础上教师给出事先测好的数据,让学生自己动手,描点作图。作出图像后,让学生自己去发现图像中隐含的规律。在这个过程中,既能锻炼学生分析问题的能力,同时也提高了学生处理数据、作图的能力,更重要的是让学生更加深刻的理解了电阻的物理意义。

在物理教学过程中,如何做到深入浅出,使得知识能够顺利的迁移,这就需要我们多从学生的角度出发,在学习的过程中多为学生铺设“桥梁”,多问几个为什么,逐步提升教学的难度和深度,最大限度的调动学生学习的积极性和主观能动性。在快乐中学习,在思考中进步,让学生真正的学会物理,爱上物理。

(责任编辑 陈始雨)

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