高中物理有效化习题教学模式探索

1、 高中物理 有效化习题教学模式探索第一部分第一部分学生的文化水平学生的综合素质学生的个性特长学生层面学生层面教师层面教师层面深化学科建设，促进教师专业深化学科建设，促进教师专业水平的发展，提高整体功能。水平的发展，提高整体功能。学校层面学校层面增强学校对社会、经济、文化增强学校对社会、经济、文化的促进作用，办人民满意的教的促进作用，办人民满意的教育，提高学校美誉度和对外辐育，提高学校美誉度和对外辐射示范作用。射示范作用。 二、新课程下学科教学目标发生深刻变化二、新课程下学科教学目标发生深刻变化三、注重学生在认知、情感和态度、价值观等共同基三、注重学生在认知、情感和态度、价值观等共同基础上的差异

2、发展。础上的差异发展。兴趣爱好差异，对社会、自然、生活态度的差异兴趣爱好差异，对社会、自然、生活态度的差异价值取向差异：科学家、工程师、艺术家、金融家、领袖人物价值取向差异：科学家、工程师、艺术家、金融家、领袖人物思维方式差异，个性特长差异，能力上差异思维方式差异，个性特长差异，能力上差异. 四四、习题教学中习题教学中“非有效教学非有效教学”分析分析五、实施有效教学是提高习题教学效益重要举措五、实施有效教学是提高习题教学效益重要举措教学效益低下教学效益低下学生负担加重学生负担加重无效教学无效教学低效教学低效教学 有效化习题教学模式的特点 有 效 化有 效 化的 问 题的 问 题系统系统学生原有

3、学生原有认知结构认知结构学生原有学生原有情态结构情态结构学生原有学生原有价值结构价值结构相互相互作用作用构建新的构建新的认知结构认知结构构建新的构建新的情态结构情态结构构建新的构建新的价值结构价值结构认知结构认知结构重组整合重组整合情态结构情态结构重组整合重组整合价值结构价值结构重组整合重组整合 一、一、“科学探究科学探究”习题教学模式构建和实施习题教学模式构建和实施（一）（一）“科学探究科学探究”教学模式的流程及特点教学模式的流程及特点 分析评价分析评价解决问题解决问题构建认知构建认知产生矛盾产生矛盾证实猜想证实猜想提出猜想暴提出猜想暴露思维过程露思维过程导致悖论导致悖论提出问题提出问题验证

4、或论验证或论证猜想证猜想1 1、导致悖论，提出探究问题、导致悖论，提出探究问题【学生练习】如图所示，水平金属导轨间距为【学生练习】如图所示，水平金属导轨间距为L，导轨左端接有阻导轨左端接有阻值为值为R的电阻，质量为的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上，导轨和导体的导体棒垂直跨接在导轨上，导轨和导体棒的电阻均不计。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下棒的电阻均不计。在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，导体棒静止于磁场区开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度域的右端，当磁场以速度v2 2匀速向右移动时，导体棒

5、随之开始运匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力。试求金属棒运动的的恒定阻力。试求金属棒运动的最大速度。最大速度。1212 ()()rB L vtv tdLdB sBL vvBLvttt教学实例教学实例-动能定理的拓展创新教学动能定理的拓展创新教学原有知识原有知识 质点动能定理质点动能定理( (合外力对物体做功等于物体动能改变量合外力对物体做功等于物体动能改变量-W WEEk k) )。 提出问题提出问题 如图所示如图所示, ,质量为质量为M M的木板放在光滑的水平面上以的木板放在光滑的水平面上以v v的速度水平向右运的速度水平向右

6、运动动, ,现在木板的右端无初速地放一个大小不计质量为现在木板的右端无初速地放一个大小不计质量为m m的木块的木块B,B,木块与木板之木块与木板之间有磨擦间有磨擦, ,为了使木板还以为了使木板还以v v的速度做匀速直线运动的速度做匀速直线运动, ,须在木板上作用一水平向须在木板上作用一水平向右的恒力右的恒力F F。试求从放入木块到木块和木板刚一起运动过程中试求从放入木块到木块和木板刚一起运动过程中F F所做功所做功W W。 学生探究解答学生探究解答 教学中教师引导学生对上述问题进行分析解答，学生通过讨论和教学中教师引导学生对上述问题进行分析解答，学生通过讨论和交流，给出如下两种典型解法：交流，

7、给出如下两种典型解法：解法解法1.1.较多学生运用质点动能定理解答这个问题较多学生运用质点动能定理解答这个问题, ,认为认为F F所做功就是两个物体组成所做功就是两个物体组成系统所受合外力所做功系统所受合外力所做功, ,应等于系统动能增量应等于系统动能增量, ,因而得因而得: :W=mvW=mv2 2/2/2。解法解法2.2.运用功的定义式求解：运用功的定义式求解：F=mg,s=vt,t=v/a,a=g,F=mg,s=vt,t=v/a,a=g,因而得因而得F F所做功所做功: :W= mvW= mv2 2。 导致悖论导致悖论 二种方法所得结果不同二种方法所得结果不同, ,产生悖论。产生悖论。

8、分析评价分析评价 产生上述悖论后产生上述悖论后, ,学生感到很惊讶，迫切想知道矛盾原因，从而激发学生感到很惊讶，迫切想知道矛盾原因，从而激发了学生探索动机和兴趣，此时教师引导学生分析评价矛盾的原因。了学生探索动机和兴趣，此时教师引导学生分析评价矛盾的原因。学生学生A A评价：从功能原理角度分析，拉力所做功应等于系统的动能增量和产生的评价：从功能原理角度分析，拉力所做功应等于系统的动能增量和产生的内能之和，因而解法内能之和，因而解法1 1肯定是错误的。肯定是错误的。学生学生B B评价：同学评价：同学A A的评价有道理，解法的评价有道理，解法1 1错误表明动能定理不能适用于有内能产错误表明动能定理

9、不能适用于有内能产生的二体问题。因而，原有适用于质点的动能定理在应用于二个物体以上的生的二体问题。因而，原有适用于质点的动能定理在应用于二个物体以上的系统时需要修正。系统时需要修正。 新的知识结构新的知识结构 教师在学生评价的基础上，要求学生求出产生的内能。由功能教师在学生评价的基础上，要求学生求出产生的内能。由功能原理可知，原理可知，E E内内= =W WF F- mv- mv2 2/2= mv/2= mv2 2-mv-mv2 2/2= mv/2= mv2 2/2/2。两物体间一对摩擦力做功之和两物体间一对摩擦力做功之和为为W W内内= =fsfs1 1-fs-fs2 2=mg=mg（s s

10、1 1- s- s2 2），），s s1 1=v=v2 2/2g/2g，s s2 2=v=v2 2/g/g，结果得结果得W W内内= = mvmv2 2/2/2，教师由此引导学生导出系统动能定理：教师由此引导学生导出系统动能定理：W W外外+ + W W内内 = =EEk k （合外力对系统所做功合外力对系统所做功和系统内力做功之和等于系统动能的增量）。和系统内力做功之和等于系统动能的增量）。 拓展问题拓展问题 如图所示，光滑水平面上有一木板如图所示，光滑水平面上有一木板B B，质量质量M M3m3m，在其左端有一质在其左端有一质量为量为m m大小不计的滑块大小不计的滑块A A，A A、B B

11、间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为。现对滑块现对滑块A A作用一水平向作用一水平向右的恒力右的恒力F F3mg3mg，经过经过t t时间后停止作用，最后时间后停止作用，最后A A停在停在B B的最右端。试求：木的最右端。试求：木板板B B的长度。的长度。FAB 上述动能定理拓展探究教学中，学生经历了导致悖论、发现问题、分析上述动能定理拓展探究教学中，学生经历了导致悖论、发现问题、分析评价、拓展验证的探究过程，达成了如下三维教学目标：评价、拓展验证的探究过程，达成了如下三维教学目标：（3 3）通过从失败到成功的探究解答过程，激发了学生探究兴趣，体验了探究过）通过从失败到成功的探究解答过程，激发了学

12、生探究兴趣，体验了探究过程中成功感，认识到系统动能定理的科学价值。程中成功感，认识到系统动能定理的科学价值。 （1 1）揭示了原有动能定理的适用范围（适用于质点），把握了适用范围更广的）揭示了原有动能定理的适用范围（适用于质点），把握了适用范围更广的系统动能定理，加深了对系统动能定理的认识；系统动能定理，加深了对系统动能定理的认识； （2 2）通过分析评价，运用功能原理推出系统动能定理，训练了逻辑推理能力，）通过分析评价，运用功能原理推出系统动能定理，训练了逻辑推理能力，培养学生协作交流能力和分析评价能力；培养学生协作交流能力和分析评价能力；二、二、“问题拓展探究问题拓展探究”教学模式构建与实

13、施教学模式构建与实施第第2部分部分（一）（一）“问题拓展探究问题拓展探究”模式教学流程模式教学流程二、二、“问题拓展探究问题拓展探究”教学模式构建与实施教学模式构建与实施1 1探究解答起始问题探究解答起始问题F-kmg=m aA，kmg=M aB，要求，要求aAaB。解得：。解得：F7.2N。2 2探究解答特殊化问题探究解答特殊化问题 3 3探究解答相似性问题探究解答相似性问题3 3探究解答比较性问题探究解答比较性问题部分学生解答如下：部分学生解答如下：F-mg=m aA，mg=M aB， 解答解答t= s。2222ABa ta tL 152 学生解答学生解答22运用隔离分析法结合牛顿第二定律

14、和运动学知识进行解运用隔离分析法结合牛顿第二定律和运动学知识进行解答（解答过程略），结果答（解答过程略），结果t t0 0=1.5s=1.5s。 分析评价分析评价 解答解答1 1虽然能使虽然能使A A滑出滑出B B，但力，但力F F作用时间不是最短。作作用时间不是最短。作用时间最短情形是：用时间最短情形是：A A物体开始物体开始t t0 0时间内做匀加速运动，后时间内做匀加速运动，后t t2 2时间时间内做匀减速运动，内做匀减速运动，B B一直做匀加速运动，刚滑出时二者一起运动。一直做匀加速运动，刚滑出时二者一起运动。 方法拓展方法拓展 教师要求部分学生选择木板教师要求部分学生选择木板B B为

15、参照系解答这个问题，要为参照系解答这个问题，要求部分学生运用图象方法解答这个问题，都得出同样结果。求部分学生运用图象方法解答这个问题，都得出同样结果。 方法总结方法总结 运用牛顿第二定律结合巧选参照系和图象这二种方法都运用牛顿第二定律结合巧选参照系和图象这二种方法都比解答比解答2 2中隔离分析法简单。中隔离分析法简单。4 4探究解答一般性问题探究解答一般性问题注：由于课堂教学时间关系，一般化拓展问题作为学生课外作业，注：由于课堂教学时间关系，一般化拓展问题作为学生课外作业，在课外进行自主性内化探究练习。在课外进行自主性内化探究练习。5 5探究解答相关性问题探究解答相关性问题三、三、“实验探究实

16、验探究”教学模式构建与实施教学模式构建与实施（一）（一）“实验探究实验探究”教学模式的流程及特点教学模式的流程及特点 新 的 实新 的 实验认知验认知分析评价分析评价提出实提出实验问题验问题学生理论学生理论设计实验设计实验实验判断实验判断设计方案设计方案失败失败成功成功拓展实验拓展实验（二）（二）“实验探究实验探究”教学实施案例分析教学实施案例分析“电阻测量方法电阻测量方法”的的“实验探究实验探究”教学专题分析教学专题分析。1、探究、探究“内接伏安法内接伏安法”【原有实验认知原有实验认知】 【实验问题实验问题】现有如下实验仪器，要求测量阻值约为现有如下实验仪器，要求测量阻值约为3k3k电阻的电

17、阻的阻值。阻值。A A电压表电压表V（量程（量程0-3V0-3V，内阻，内阻3k3k）；）；B B安培表安培表A（量程（量程0-0.6A0-0.6A，内阻约，内阻约0.20.2）；）；C C毫安表毫安表mAmA（0-5mA0-5mA，内阻约，内阻约4040）；）；D D变阻器（变阻器（0-100-10）；）；E E电源（电源（E=15V=15V，内阻为零）；，内阻为零）；F F电键导电键导线若干。线若干。【实验判断实验判断1 1】教师按照学生设计用如图所示电路进行测量，结果教师按照学生设计用如图所示电路进行测量，结果R RX X约为约为1.5k1.5k左右，与左右，与3k3k相差太多，实验失败

18、。相差太多，实验失败。【分析评价分析评价】教师引导学生分析实验失败原因。学生通过讨论，揭教师引导学生分析实验失败原因。学生通过讨论，揭示失败原因是电压表的分流。示失败原因是电压表的分流。【新的方案新的方案】揭示失败原因后，学生设计出新的方案揭示失败原因后，学生设计出新的方案分压内接伏安法（如图所示）。分压内接伏安法（如图所示）。【学生设计学生设计1 1】多数学生受思维定势影响，还是用多数学生受思维定势影响，还是用如图所示如图所示“限流外接伏安法限流外接伏安法”来进行测量。来进行测量。【构建新的实验认构构建新的实验认构】揭示了外接、内接伏安法误差原因和测量条揭示了外接、内接伏安法误差原因和测量条

19、件，揭示限流电路与分压电路适用特点。件，揭示限流电路与分压电路适用特点。【实验判断实验判断】按照如图所示电路进行测量，结果按照如图所示电路进行测量，结果RX X约为约为3.08k3.08k左右，在误差范围内实验成功。左右，在误差范围内实验成功。2 2、探究、探究“半偏法半偏法”【拓展问题拓展问题1 1】若实验题中毫安表换为变阻箱（若实验题中毫安表换为变阻箱（0-9999.90-9999.9），请），请测量电压表的内阻测量电压表的内阻Rv v 。【学生设计学生设计3 3】教学中发现较多学生设计如图所示的电路，改变教学中发现较多学生设计如图所示的电路，改变R值值为为R1 1、R2 2，分别读出电压

20、表示数，分别读出电压表示数U1 1、U2 2，根据，根据U1 1+ + U1 1 / /Rv v= = U2 2+ + U2 2 / / Rv v可以求出可以求出Rv v。【分析评价分析评价】学生在教师启发引导下，分析学生在教师启发引导下，分析出电压表两端电压超过量程原因是电源电压出电压表两端电压超过量程原因是电源电压过大（具体过程略）。过大（具体过程略）。【实验判断实验判断】教师按照如图所示实验测量，不教师按照如图所示实验测量，不管管R如何调节，电压表示数都超过量程，实验如何调节，电压表示数都超过量程，实验安全存在问题，实验失败。安全存在问题，实验失败。【设计新的方案设计新的方案】学生通过协

21、作讨论，设计出如图所示的测量电路学生通过协作讨论，设计出如图所示的测量电路，调节变阻器使减小电路，调节变阻器使减小电路PA两端电压，运用二次间接测量方法可以两端电压，运用二次间接测量方法可以间接求出间接求出Rv v。【构建新的实验认构构建新的实验认构】教师引导学生总结本实验方法为教师引导学生总结本实验方法为“分压二次分压二次间接测量方法间接测量方法”。【实验判断实验判断】教师按照如图所示电路进行测量，实教师按照如图所示电路进行测量，实验比较安全，成功地间接测量出电压表内阻验比较安全，成功地间接测量出电压表内阻RX X约为约为3.03k3.03k左右，在误差范围内实验成功。左右，在误差范围内实验

22、成功。3 3、探究、探究“替代法替代法”【拓展问题拓展问题2 2】若实验题中毫安表换为变阻箱（若实验题中毫安表换为变阻箱（0-9999.90-9999.9），要），要求测量阻值约为求测量阻值约为3k3k电阻阻值。电阻阻值。 学生通过实验探究，探究出学生通过实验探究，探究出“替代替代法法”（如图所示）。（如图所示）。四、四、“预设生成探究预设生成探究”教学模式构建与实施教学模式构建与实施（一）（一）“预设生成探究预设生成探究”教学模式的流程及特点教学模式的流程及特点 学生学生内化内化练习练习预设预设问题问题结构结构学生学生超前超前解答解答教师教师批改批改反馈反馈师生师生分析分析构建构建设计设计课堂课堂教学教学问题目标体现多维