APP下载

构建“数字化”知识体系促进学生核心素养的发展
——以《匀变速直线运动的研究》为例

2021-05-14刘杭州宋书婷

物理教学探讨 2021年4期
关键词:规律公式物理

刘杭州,宋书婷

1.乌鲁木齐市实验学校,乌鲁木齐 830026

2.乌鲁木齐市第十五中学,乌鲁木齐830000

物理知识有其特有的规律及内在联系,构建“数字化”知识体系不仅可以帮助教师合理安排教学进度及内容,还可以辅助学生迅速进入“物理环境”形成物理学习的思维模式。

1 匀变速直线运动的“数字化”知识体系

《匀变速直线运动的研究》一章的基本知识体系可描述为“543210”的“数字化”知识体系,以匀变速直线运动的图像为主线,以各物理量间的函数关系和图像关系为载体,建构“数字化”知识体系。其中,“5”指五类常见图像,“4”指四大核心公式,“3”指三个重要推论,“2”指两种常见问题,“1”指一个必考实验,“0”指 v0=0的匀加速直线运动的六个常用比例关系。

1.1 五类常见图像

表1 《匀变速直线运动的研究》一章的常见图像

解决图像问题常用的方法为 “一看坐标轴,二看趋势,三看斜率,四看面积,五看截距,六看特殊值”。

1.2 四大核心公式

1.3 三个重要推论

推论3:逐差相等公式:相邻相等时间间隔T内位移之差是一个常量,即Δx=aT2。该推论在整个体系将要完整时介绍,重点应用于快速判定质点的运动性质、题中具有明显相邻相等时间的问题以及实验中计算加速度。

1.4 两种常见问题

常见问题1:“刹车问题”,即汽车、火车、飞机等交通工具减速问题。处理的主要步骤为:第一步,计算刹车时间(减速到0的时间):t刹=(取a 绝对值)。 第二步,判断时间关系:若 t刹>t,则用核心公式v=v0+at和直接计算;若t刹≤t,则末速度v=0,位移可用三个方法计算(逆向思维),(平均速度法)(三式)。应用二式容易出错,应当舍弃。值得注意的是若质点有明显停止运动的条件时,越过计算刹车时间,直接用三式更为快捷。

1.5 一个必考实验

1.6 v0=0的匀加速直线运动的六个常用比例关系

可分为等分时间和等分位移两种情况。

等分时间:(1)速度与时间成正比,即 v1∶v2∶v3…=1∶2∶3…;(2)位移与时间的平方成正比,即 x1∶x2∶x3…=12∶22∶32…;(3)相邻相等时间内的位移成奇数比,即 xⅠ∶xⅡ∶xⅢ…=1∶3∶5…

2 构建“数字化”知识体系的方法

“数字化”知识体系源于教师的教学实践和研究,以核心概念和重要物理规律为主要设计对象,按照“数字化”的模式将知识分类,从而形成体系。在构建过程中不必拘泥于特定的数字顺序,更不必面面俱到将所有知识强行加入体系。如在构建匀变速直线运动体系时,可暂不考虑双向可逆问题和追及相遇问题。构建时应以该类问题的核心概念、核心公式或核心问题为主线,着眼于学生自身学习水平及能力、基本知识和常见问题,从便于学生记忆形成良好的物理观念的角度出发,为学生能真实解决实际问题服务[2]。如文中设计的“两种常见问题”是高频问题,学会使用后容易激发学生的学习兴趣。设计过程中应适当加入几个小结论或二级结论,为学生解决问题提供更快捷的方式,增强学生的总结研究能力,让学生自己总结规律、寻找规律的内涵。提升学生的科学素养是为了学生能解决实际问题,构建良好的知识体系可以让学生形成正确的物理观念,总结规律、探究规律,发展学生的物理思维,物理教师会用其特有的智慧促进学生的发展。

猜你喜欢

规律公式物理
只因是物理
组合数与组合数公式
排列数与排列数公式
规律睡眠中医有妙招
等差数列前2n-1及2n项和公式与应用
找规律 画一画 填一填
找排列规律
三脚插头上的物理知识
巧解规律
我不是教物理的