原题:骑自行车的人以5m/s的初速度匀减速地上一个斜坡,加速度大小为0.4m/s2,斜坡长30m,骑自行车的人通过斜坡需要多少时间?
对于刚进入高中的初学者,这道题无疑要遭受很多困惑。什么困惑呢?同学们通过位移-时间关系式进行计算,得到的答案有两个,分别是10s和15s。就这两个答案,不同特征的学生具有不同的困惑,一般而言,存在下面两种情况:
一、对于习惯套公式,而且倾向答案唯一性的同学,面对两个答案,摸不着头脑,不知所措,在“必须完成作业”的胁迫下,只能胡乱地舍去其中一个答案,因此有的留下了10s,有的留下了15s。值得注意,本题的答案是10s。留下10s答案的同学说不出舍去15s的理由,相比较而言,比留下15s答案的同学说不出舍弃10s的理由,更糟糕!原因是,实实在在地错误会迫使他们做更深入的思考。
二、对于习惯套公式,并且对数学有着坚定信念的同学(一般数学成绩不差),则可能同时保留两个答案。他们的理由是,正确计算的情况下,数学计算总没有错。这类同学,学习物理可能要遭遇较大的困难,原因是他们很难把数学问题回归实际的问题情境,不明白数学作为运用工具(基础学科),运用到具体的情境中,具有一切工具相类似的双面性。
这道题,很简单,但是教师要讲解到位很困难,而学生要理解到位更困难。个人认为,必须让学生做变式试题,反复犯错,反复讲解,学生才能获得深入理解。
于是,讲解自由落体运动后,又在补充竖直上抛运动中,设计了下面一道类型题:
类型题:一个小球以30m/s速度竖直向上抛出,当小球与抛出点的距离为25m时所用时间是多少?(答案:1s 5s s)
有了前面的训练,有些同学给出了一个答案,有些同学给出了两个答案,仅有极个别的同学给出了三个答案。这就很好地说明了,同学们对问题的理解是肤浅的,远没有达到融会贯通的水平。
一个单元学习结束了,刚好碰上了月考,于是借机再一次改编了试题作为月考的“控分题”。改编题如下:
改编题:某质点在一个光滑足够长斜坡中间位置以5m/s的初速度匀减速向上运动,加速度大小为0.4m/s2(在斜坡上运动的加速度恒定),运动位移大小为30m时,该质点运动的时间是多少?(答案:10s,15s,30s)
这次月考是进入高中学习的第一次大型考试,备课组认为,试题不能太难,尽量使得年级平均分高一些(位于初中平均分控制线和高中平均分控制线之间)。在这个要求下,还得控制高分同学——即满分同学不能太多。其中,上面改编题的设计,目的就是控制满分人数。月考后在评阅中发现,此改编题获得满分的同学不到10位,最终全年级没有一位同学获得满分,最高分为96分,全年级仅有10位同学。检查获得96分同学的答题卷,上面改编题都只有两个答案。
这个结果是意料之中的,学生要接受一个新东西是一个极其漫长的过程,要达到深入认识,则更加漫长。其中,高中物理中的“矢量”就是一个新概念,背这个“概念”容易,理解它就很难,对它的深入运用就更难了。教学实践表明,一个月的时间都不够。
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