物理习题教学案例分析与有效途径做题、讲题、拓展题目温州四中 叶德汉2010.10为什么要做题、讲题和拓题？经验判断知识理解方法运用策略引领学生教师专业成长教学能力比赛参赛名额：每大市2名,省教育厅直属学校每校1名 ，共24人（由抽签分为、C、D四组）。 比赛内容：教学设计能力（说课形式，占30%），习题教学能力（做题与讲题形式，占30%），命题能力（根据知识点与难度要求命题及指出 不成熟试题的缺陷，占20%），实验演示能力（占20%）。 时间：2年一次，与课堂教学评比交叉进行。 比赛时间为2天，分四段进行。 温州市2009年高中物理教师新课程教学能 力评比 做题+讲题评比 （做题时间：1小时；讲题时间：10分钟 ） 编号 成绩 请把以下二题做好，并写出解题步骤；第 二题为讲题，要求向评委讲出题目的考点 、重点、难点及如何向学生进行讲解。做题、讲题、拓展题目比赛(1)做2道题目；(2)准备(1小时)；(3) 说题时间（15分钟）； （4）回答评委的问题（5分钟） 。说 解 题 过 程50做题过程清晰20解题结果正确10解题方法巧妙20说 习 题 价 值50学生容易产生的典型错误10本题的功能与价值10如果本题作为例题，请总结提炼对学生今 后解决问题最有用的“一句话”10题目拓展合理、丰富，表述清晰、到位20案例1:现有30包大米，总质量为150kg，要你尽可能快地把 它们搬上12m高处的库房，你会怎样做？你是一包一包地 搬，还是一次都把它们搬上去？若你每次只搬1包，你将 要为克服自身重力而消耗大量的能量；若你想一次都搬上 去，则可能寸步难行现在假设你身体可以提供的用于搬 动物体的功率如图所示，图中曲线表示了你搬动物体的功 率与被搬物体质量之间的关系问： （1）图中A点的物理意义是什么？（2）要尽可能快地把大米搬上库房， 每次应搬几包大米？ （3）估算用最大功率完成这一工作 所用的时间，并说明理由。O102030P/Wm/kg204060AB师1: （1）图中A点表示搬15kg的大米时消耗的功率是50W ，也是人可以提供的最大功率。 （2）若尽快地把大米搬上库房，则每次要以最大功 率去搬，由题意可知，每包大米5kg，所以每次应 搬3包。 （3）由于每次搬运物体时人都要克服自身重力做功 ，设人的质量为50kg，根据功率公式可知人克服人自身重力做功所以总质量150 kg的大米分10次搬运，时间下楼时间估计为上楼时间的一半左右，师2: 1建立模型（人在竖直方向运动） 2设m为每包大米的质量 解1： （1）A点表示搬15kg的大米时，身体提供的用于搬 动大米的功率最大，为50W。 （2）尽可能快地搬大米。由于做的总功不变，因此 搬动的功率最大时，搬大米最快，此时每次搬大 米的包数为 （3）根据功能关系，由于 为整数，因此可 以保证每次都保持最大功率。 由 ，得 下楼时间少于上楼时 间，总时间小于720 s解2： 由得：10趟上楼共360s，总时间小于720 s。案例2:如图所示，质量为m,电荷量为q的粒子,以初 速度v0从A点竖直向上射入沿水平方向的匀强电 场中,粒子通过电场中B点时,速率vB= 2v0,方向 与电场方向一致,则A、B两点的电势差是多少？师1:方法1：利用运动合成与分解知识，粒子沿电场方向 做初速为零的匀加速运动，设A至B运动时间为t ，加速度为a，有 粒子在垂直电场方向，做竖直上抛运动，根 据合运动与分运动的等时性，有由上述两式得对电场方向的运动，由牛顿第二定律得：位移电场力做功师1:方法2 对粒子A至B运动过程运用动能定理，水平方向：竖直方向：师2:方法1 利用运动合成与分解可知，对粒子从A至B运动竖直方向：水平方向：所以水平方向的位移师2:方法2： 对粒子A至B运动过程运用动能定理，竖直方向上抛运动代入上式解得：方法3：水平方向匀加速直线运动得： 案例2：如图所示，质量为m，电荷量为q的粒子，以初速 度v0从A点竖直向上射入沿水平方向的匀强电场中，粒子 通过电场中B点时，速率vB= 2v0，方向与电场方向一致 ，则A、B两点的电势差是多少？ 学生典型错误：（1）用匀变速直线运动的公式 进行求解，不会用分解方法；（2）认为粒子不 受重力，用动能定律时，遗漏重力做功W；（3 ）认为竖直匀速，水平匀加速，用类平抛方法求 解；（4）运动分解后，水平方向用动能定理求 解。如果作为例题，请提炼出对 学生以后解决问题有用的知 识、方法等（力求简洁）。教师提炼的一句话师1细节决定成败，力决定运动 师2强调一点：受力和过程分析 师3（力决定运动）有什么样的受力，就有什么样的 运动 师4电场中的粒子运动，先判是否受重力 师51.平抛或类平抛运动，初、末速度不垂直；2.一般曲 线运动，化曲为直（分解）；3.功与能是标量，不能 用分量式 师61.曲线运动时，注意两个方向上的运动应分开立式； 2.曲线运动时，优先考虑用动能定理；3.过程分析要 透彻（如果重力不计，B点的速度可能水平吗？） 案例3：如图所示，在离地面高为h的光滑水平 面上，有3个质量m的小球，通过2根几乎 不可伸长的轻绳连接。每根绳长为L(L h),若A球从静止开始下落,问C球落地时的 速度大小?（不考虑水平方向的运动）C L B L Ah师1： 当A球下落时，将带动B、C以同样的速度运 动，设A落地时的速度为v1, 根据题意，对 A、B、C三球而言，由 ，得由 ，得 A落地后，B、C继续运动，设B落地时速 度为v2，同理可得 ， ，同理，设C落地时速度为v3， 得 师2： 情景：3个质量为m的小球，用细绳相连组成系统，依次从桌面下落。 对象：3个质量为m的小球细绳相连组成的系统。 过程： A球落地前，3个小球组成的系统机械能守恒； A球与地面碰撞时，系统机械能不守恒； B球落地前，B、C两球组成的系统机械能守恒； B球与地面碰撞时，系统机械能不守恒； C球落地前，C球的系统机械能守恒。 列方程： 对过程：对过程：对过程：联立方程解得：案例3：如图所示，在离地面高为h的光滑水平面 上，有3个质量m的小球，通过2根几乎不可伸长 的轻绳连接。每根绳长为L(L h),若A球从静止 开始下落,问C球落地时的速度大小?（不考虑水 平方向的运动） 学生典型错误：没有考虑小球落地时的机械能损 失。 要求: 如果作为例题，请提炼出对学生以后解决 问题有用的知识、方法等（力求简洁）。C L B L Ah教师提炼的一句话师1“高”手不一定能得高分，最基本的过程分析才是最 好的分析，是解题的核心 师2多过程问题应分段讨论 师3多过程分析（问题），大家喜欢选用机械能守恒定律 来解，注重状态，立状态式，但还是要加强过程分析 ，只有通过过程分析，才知道在哪一个阶段，哪个系 统机械能守恒，特别是题目中出现碰撞过程，我在平 时教学中称之为“咔嚓”一下，特别要注意。 一句话“一个都不能少” 师4利用机械能守恒定律解决问题时，初态与终态的选择 要排除机械能损失的过程，守恒系统与时机的把握是 关键。 案例3：如图所示，在离地面高为h的光滑水平面上，有3个 质量m的小球，通过2根几乎不可伸长的轻绳连接。每根绳 长为L(L h),若A球从静止开始下落,问C球落地时的速度 大小?（不考虑水平方向的运动） C L B L Ah教师习题拓展师1求从A开始下落到B刚离开水平面所需时间 （可进一步考查牛顿运动定律的理解与应用） 师21. l 2l，结果如何？ 3.将竖直面改为斜面；4.改变小球数目；5.改变某小球质 量。 师5 一般化拓展（或特殊化拓展） 1.改变小球个数（2个或4个）； 比较性拓展（改变条件）2.若h2l，题目的结果如何？相似性拓展（改变模型）3.两个用细绳连接的小球，其中 一个放在顶端装有定滑轮的直角三角形的斜面上，另一个 处于悬挂状态；4.两个用细绳连接的小球，其中一个放在 边缘光滑的碗内，另一个在碗外侧处于悬挂状态。 提高习题教学能力的建议1正确认识习题教学的功能物理知识的传授不仅仅是概念、规律的教学，学 生在利用概念、规律分析和解决问题时还需要其它能够 使得概念、规律正确运用的许多其它知识，如概念、规 律的适用条件，运用的程序，运用时的注意点，运用的 时机和对象，规律在特殊情况下的一些推论等等。我们 知道，高三学生经过一年的学习，其解决问题的能力会 有明显提升，但高三学生并没有学习新的概念和规律， 无非是通过对具体问题的求解，清晰、丰富和拓展了学 生的知识结构，所以习题教学也是在传授知识。只能认 清了习题教学的功能，教师才会意识到，每讲一道题， 都应该为丰富与拓展学生的知识结构，并根据学生知识 结构完善的需要来选择例题和习题。2关注知识结构胜于答案教师常常根据学生做题的对错给学生打 分，这种做法常常潜意识影响着教师，会阻 碍教师进一步完善知识结构的动力。通过前 面几个解题案例可看到，有时错误的方法、 不完善的知识结构也会得到正确的答案。一 个教师只有通过解决问题的过程分析、评价 自身的知识结构，才会有利于解题能力的提 高。3完善自身的知识结构通过解决问题能够发现自身知识结构是否 存在的缺陷，知识之间的联系是否紧密而有区 分，知识结构中是否拥有丰富的方法和策略， 知识结构的组织是否合理等，这是比解决一个 问题更重要的，通过与不同的教师解决问题思 路、方法的比较，认识自己在知识结构上的差 异，在求解问题时，不断研究、总结和吸收解 决某类问题有用的方法和策略是提高解题能力 的有效途径。 海市蜃楼和沙漠蜃景 厚玻璃板下的字 打雷轰轰响 红布放到水里看到的还是红色4提高自身的理论素养学生在问题解决过程中暴露出现的问题， 有的是知识层面的，这是教师容易认识到的， 有的是方法、策略方面的不足，这是部分教师 很难意识到的。教师正是通过自己的学习、研 究和积累，在完善了自己的知识结构和对学生 解决问题的思维过程了解以后才能正确分析学 生解决问题的困难和错误产生的根源，只有这 样，教师才能够正确分析学生错误的原因，提 炼出能够丰富与拓展学生知识结构的方法、策 略等。5不断锤炼表述的语言要进行有效的总结提炼，其前提是教师 首先把问题认识清楚，“要向学生讲清楚 ，必须自己想清楚”是对教师的一个基本 要求。当教师对问题认识清楚之后，教师 的语言表述决定了“一句话”的品位，也 决定了“一句话”在学生心里的地位。形 式简洁又含义丰富的“一句话” ，决不 是一蹴而就的，需要教师的不断锤炼。实际讲题一定有侧重点带着讲题的时机意识时效性学生对象的适应性学生认知能力的层次性考 虑预设一个讲题可行的目标可 以阶段性单一目标长远目标预备性即时性对做变速直线运动的物体，以下说法正确的是（ ） A.物体的加速度很大，则物体的速度也一定很大 B.加速度在增加而速度有可能在减小 C.如加速度在增大，位移在增大，则速度一定在增大 D.如加速度在增大，速度在增大，则位移一定在增大例：匀变速运动量关系概念再认知时，运动量关系概念上一层次理解新课时，运动量关系概念理解 目标：第一个目标：重在具体形象举例理解，最好是实际事例量 化，用活生生的事例来帮助学生初步理解运动量关系特点：5个物理量4量一方程3个导出式2个基本式知三能定二，知二等于白知匀变速度直线运动公式理解基 本 式导 出 式第二目标，意不在题，意在长远、意在提 升分析问题的能力 不再纠结于具体问题，而是抽象出一般化特