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情境体验下物理课堂教学初探

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《物理教师杂志》2014年第六期

1案例呈现及其分析案例

下列判断正确的是(A)5s内拉力对物块做功为0.(B)4s末物块所受合力大小为4.0N.(C)物块与木板之间的动摩擦因数为0.4.(D)6~9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2.本题为浙江省2013年的高考试题.从题目内容来看,涉及的知识点较多,但重点在于“力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小”这句话所蕴含的教学情景和相关经历体验是否在实际课堂教学中能真正实现.图4浙江省所用的人教版物理教材在“摩擦力”相关教学内容设计上是通过如图4所示的实验情景探究的.通过这个实验探究,可以较好地“记住”最大静摩擦力,但对于摩擦力的动态变化过程并不能完整体现.教材在设置上也提供了相关的实验探究参考模式.对此,教材描述为“如果用力的传感器代替弹簧测力计做这个实验,能够在计算机屏幕上直接得到拉力变化的图线”.而比对教材编排上的变化,或许我们可以更深刻地感受到新课程所凸显的学生经历体验的重要性.

图5所示的为人教社2004年5月第1版教材相关的内容编排,要求学生从相应的图景来分析“木块什么时候开始移动”.这对教师而言,很可能会忽视实验的演示,以“讲实验代替做实验”,实施知识的传授、灌输.由此产生的影响是学生缺少实际的经历体验,容易成为对图景知识的死记硬背.改版后的教材舍去了相关的图景,笔者认为这在很大程度上就是希望物理教师能利用相应的实验器材,通过实验演示或学生体验等形式来加强学生的体验感受,而不是知识的直接传授.从上述考题的本身来看,在考查知识的同时更多也体现了对学生相关经历的考查.学生缺少相关情景的经历,对物理图像的意义不能真实感受,便容易产生认知上的偏差或障碍,以致影响到对基本知识的理解.

2问题解决与实例说明

2.1加深情景体验,优化认知结构对于上述案例2的相关内容,在课堂教学中不仅可以利用力传感器开展实验探究,还可以在实验的基础上进一步深化探究.图6所示的为笔者在实际课堂教学中利用力传感器得到的实验结果,在此基础上改变正压力可以得到如图7所示的图线.通过相关实验图线的展示、比较,不仅加深了学生的体验,而且有利于学生在此基础上进一步从图线的异同点观察、比较和分析,得出实验结论和总结规律.这不仅可以更好地使学生理解摩擦力的相关概念和规律,而且更大意义上则有助于学生在真实感受中拓宽视野、感受新知,从而提升学生的思维活性,实现物理课堂中的“既见物又见理”正如建构主义理论所指出的“知识不可能以实体的形式存在于个体之外,尽管通过语言赋予了知识一定的外在形式,并且获得了较为普遍的认同,但这并不意味着学习者对这种知识有同样的理解.真正的理解只能是由学习者自身基于自己的经验背景而建构起来的,取决于特定情况下的学习活动过程.否则,就不叫理解,而是叫死记硬背或生吞活剥,是被动的复制式的学习.”因此,在中学物理课堂教学中加强学生基本的经历、体验,不仅有助于学生积极参与、勤于思考,在更大意义上则凸显了对人才培养所需要的“活动经历与实践经验”,优化认知结构,促使学生逐步形成科学态度与科学精神.

2.2转变情景模型,提升思维品质教材虽然已经从“做一做”、“说一说”等栏目从更大程度上体现了经历体验的重要性,但限于篇幅的大小和教材选用区域的不同等因素影响,不可能收录过多的探究内容.对此,教师可根据学生实际认知和课题特征,通过情景创设或情景模型转变等途径优化教学结构.例如高中物理必修1教材第3章“相互作用”的第2节“弹力”课题中关于“微小形变放大”思想的实验情景,教材编排了以如图8所示的实验装置观察桌面的微小形变。这图8个实验体现了极为巧妙的实验思想,但在实际教学中,一方面由于实验器具以及安装相对比较繁琐,另一方面则由于力F按压桌面的实际操作上存在瞬时性,光点移动比较快,实验的可观性受到一定的影响.所以在实际的物理课堂教学中较少被加以利用,相当一部分教师自然便会以“讲”来代“演”.因此,笔者在实际操作中通过模型转变在类比的基础上体现“微小形变放大”.如图9所示,从(a)、(b)两图比较,学生根据初中所学的知识,可以分析出桌面与“海绵”(建议使用高密度“海绵”)对书本的作用力是一样的;而在图(a)、图(c)的比较中,学生同样可以分析出桌面对书本和重物的作用效果是一样的.在上述比较中通过图(d)的情景学生自然就容易得出图(d)与图(b)、图(c)的效果是一样的.由此可以得出,桌面与“海绵”是因为材料不同才出现形变量的大小不同,桌面只是因为形变太小所以不易被观察出来.也就是说,这个实验中借助“海绵”将桌面的“微小形变放大”了.从学生认知的角度看,相应的物理情景更有助于激发学生的学习兴趣和探究、创新的意识。

3问题综述

通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力是高中物理课程的基本理念之一.在中学物理课堂教学中加强学生的经历、体验是学生在一定物理情境中意义建构的重要途径,更是促进学生认知发展和思维品质提升的重要载体.推动物理教师在教学模式的转变中提升自己的教学技能,同时促进学生在基本的经历、体验中使知识和技能以及思想都得以全面的发展.

作者:沈正杰单位:浙江桐乡市凤鸣高级中学

物理教师杂志责任编辑:田老师    阅读:人次