宋 軍

(南京市梅園中學(xué) 江蘇 南京 210018)

1 引言

科學(xué)探究過(guò)程通常在一定情境中進(jìn)行，探究情境的創(chuàng)設(shè)對(duì)能否順利、高效進(jìn)行探究有重要作用；如果忽視情境創(chuàng)設(shè)，離開(kāi)合理的情境，探究往往是低效的，學(xué)生可能會(huì)不明確探究方向.

那么，怎樣創(chuàng)設(shè)情境？情境創(chuàng)設(shè)有哪些有效方法？在創(chuàng)設(shè)情境時(shí)又有哪些地方需要注意？在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”這節(jié)課中，教師嘗試創(chuàng)設(shè)多種情境探究平拋規(guī)律，并研究情境創(chuàng)設(shè)在探究過(guò)程中的作用.

2 案例描述

“探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”是一節(jié)規(guī)律探究課，本課的探究思路如圖1所示.

圖1

下面談?wù)劚菊n幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的情境創(chuàng)設(shè).

2.1 借助多媒體技術(shù) 創(chuàng)設(shè)規(guī)律應(yīng)用情境 激發(fā)學(xué)生探究動(dòng)機(jī)

學(xué)生活動(dòng)：利用多媒體技術(shù)(Flash課件)，展示水平飛行的飛機(jī)投彈打擊同方向逃跑的敵方船只，設(shè)定飛機(jī)和船的速度，讓學(xué)生親自操縱投彈的時(shí)機(jī)(圖2).

學(xué)生踴躍參加，但由于憑感覺(jué)估算投彈時(shí)機(jī)，學(xué)生往往估計(jì)不準(zhǔn)，不能準(zhǔn)確打擊.教師適時(shí)引出話題“如果能準(zhǔn)確計(jì)算投彈的時(shí)機(jī)，那該多好啊!掌握今天這節(jié)課的規(guī)律，你就能準(zhǔn)確打擊敵船！”以激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)機(jī).

圖2

情境分析：創(chuàng)設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用情境(飛機(jī)投彈)，讓學(xué)生體會(huì)物理知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的積極性、主動(dòng)性.

2.2 體驗(yàn)并記錄物理過(guò)程 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境 尋找物理規(guī)律

圖3

在課件中，利用電子黑板軟件提供的實(shí)時(shí)書寫、作圖、記錄功能，將不同時(shí)刻小球的位置在同一幅圖中標(biāo)示出來(lái)(圖3中一系列的點(diǎn)，由于小球速度越來(lái)越快，大約從第3幀開(kāi)始小球成像位置開(kāi)始模糊，只可粗略定位)，讓學(xué)生嘗試尋找其中的規(guī)律.

在學(xué)生思考的過(guò)程中，提醒學(xué)生回憶我們研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的方法——運(yùn)動(dòng)的合成和分解，提示學(xué)生借助于演示儀中的標(biāo)尺，從水平和豎直兩個(gè)方向來(lái)分析問(wèn)題.

學(xué)生利用電子白板的作圖功能分別從各位置小球的球心作豎直線和水平線，完成作圖后，再次讓學(xué)生尋找平拋運(yùn)動(dòng)的特征，并猜測(cè)水平和豎直可能是什么運(yùn)動(dòng).

情境分析：一般情況下，學(xué)生對(duì)自身體驗(yàn)得出的結(jié)果是最為信服的.本環(huán)節(jié)利用學(xué)生身邊的記錄器材和常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)儀器，由學(xué)生自己操作，通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，在水平和豎直方向上作圖，并對(duì)所作圖形進(jìn)行分析，尋找平拋過(guò)程的規(guī)律.

2.3 梳理研究方法 創(chuàng)設(shè)理論探究情境 得出問(wèn)題本質(zhì)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，學(xué)生粗略得出平拋運(yùn)動(dòng)的特征，但將實(shí)驗(yàn)得到的粗略結(jié)論作為平拋運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律還不太合適，教師必須引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論探究.

為了讓學(xué)生了解理論探究的思路，特設(shè)計(jì)以下一系列問(wèn)題.

設(shè)問(wèn)1：物體的受力和初狀態(tài)決定了物體的運(yùn)動(dòng)情況，哪一個(gè)規(guī)律揭示了力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系？

設(shè)問(wèn)2：平拋運(yùn)動(dòng)是否也是由特定的力和初狀態(tài)決定的？

設(shè)問(wèn)3：怎樣用牛頓定律來(lái)解釋平拋運(yùn)動(dòng)？

在此基礎(chǔ)上，提醒學(xué)生對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)分析，畫出受力和初速度示意圖.

設(shè)問(wèn)4：受力和初速度不在一條直線上，這樣的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該怎樣分析？

設(shè)問(wèn)5：你能不能準(zhǔn)確說(shuō)出水平和豎直兩個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)？

設(shè)問(wèn)6：你能不能準(zhǔn)確寫出水平和豎直方向上的速度和位移？

情境分析：學(xué)生在分析平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常不會(huì)主動(dòng)想起用牛頓定律來(lái)分析問(wèn)題.通過(guò)教師的設(shè)問(wèn)，一步步引導(dǎo)學(xué)生回顧物理研究方法，并用所學(xué)方法來(lái)研究新的問(wèn)題，提高知識(shí)應(yīng)用和方法遷移能力.

2.4 控制實(shí)驗(yàn)變量 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比情境 驗(yàn)證平拋規(guī)律

師生互動(dòng)：如果利用平拋運(yùn)動(dòng)演示儀1(圖4)，讓兩個(gè)小球同時(shí)做平拋和自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)設(shè)疑如下.

圖4

(1)猜想將看到的現(xiàn)象.

(2)如果通過(guò)觀察不易分辨，還可采用什么方法來(lái)驗(yàn)證你的猜想？

(3)這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了平拋哪個(gè)方向的分運(yùn)動(dòng)？

(4)如果離地高度變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否會(huì)改變？

如果利用平拋運(yùn)動(dòng)演示儀2(圖5)，讓兩個(gè)小球同時(shí)從軌道頂端釋放，到斜面底端時(shí)，第三個(gè)小球開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng)，猜想可能發(fā)生的現(xiàn)象.如果改變上軌道的高度或者第三個(gè)小球的水平位置，又會(huì)有怎樣的現(xiàn)象？

圖5

先讓學(xué)生經(jīng)過(guò)猜想、分析和充分的討論，在此基礎(chǔ)上，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證學(xué)生的猜想和分析.

情境分析：對(duì)比是研究問(wèn)題的重要方法.在實(shí)驗(yàn)中采用控制變量，在兩個(gè)或多個(gè)小球同時(shí)進(jìn)行的物理過(guò)程中，先運(yùn)用所學(xué)規(guī)律，分析得出可能會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象，再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證平拋規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)生的自信心.

3 案例反思

3.1 探究情境的作用及特點(diǎn)

物理情境能將學(xué)生帶入物理世界，引起特定的學(xué)科思維，并能促使物理問(wèn)題得以順利解決.探究情境對(duì)學(xué)生的探究過(guò)程有指導(dǎo)作用，合理的情境、充分的鋪墊往往能使學(xué)生的探究過(guò)程順利進(jìn)行，起到事半功倍的效果.

探究情境必須具備“鋪墊、激趣、導(dǎo)思”等功能.