王榮根　于正華

摘 要：一方面，教師與學(xué)生以“耕”的精神從事教學(xué)實(shí)踐與學(xué)習(xí)過程，追求質(zhì)樸的、自然的、勤勞的、和諧的教學(xué)生活；另一方面，遵循“耕”的規(guī)律，教學(xué)中做到適時(shí)、適度、適變，尊重學(xué)生的成長規(guī)律、認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和學(xué)科特點(diǎn)，從而形成具有“耕”的特色的教學(xué)風(fēng)格。

關(guān)鍵詞：耕讀教學(xué)文化；教學(xué)設(shè)計(jì)；自主建構(gòu)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）8-0015-4

“耕讀”本指中國古代一些知識分子以半耕半讀為合理的生活方式，以“耕讀傳家”“耕讀結(jié)合”為價(jià)值取向，而形成的一種“耕讀文化”。“耕讀教學(xué)文化”是指基于“耕”的特點(diǎn)的學(xué)和教的方式而形成的教學(xué)文化，在教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)踐中積累知識經(jīng)驗(yàn)，并通過讀書學(xué)習(xí)對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正、完善，生成的適合學(xué)校、學(xué)生特點(diǎn)，遵循認(rèn)知規(guī)律和學(xué)科特點(diǎn)，適時(shí)互動、啟發(fā)、引導(dǎo)的境界。一方面，教師與學(xué)生以“耕”的精神從事教學(xué)實(shí)踐與學(xué)習(xí)過程，追求質(zhì)樸的、自然的、勤勞的、和諧的教學(xué)生活；另一方面，遵循“耕”的規(guī)律，教學(xué)中做到適時(shí)、適度、適變，尊重學(xué)生的成長規(guī)律、認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和學(xué)科特點(diǎn)，從而形成具有“耕”的特色的教學(xué)風(fēng)格。

超重與失重是生活、生產(chǎn)實(shí)際中的一種常見現(xiàn)象?！俺嘏c失重”是高中力學(xué)中的一個(gè)重要知識點(diǎn)，也是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。對超重與失重的研究是應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律探究實(shí)際問題的典型案例，其教學(xué)設(shè)計(jì)有著廣泛的研究價(jià)值和研究空間。本文談一些主要的設(shè)計(jì)思路。

1 引入新課：引發(fā)“沖突”，激發(fā)求知

教師演示用彈簧測力計(jì)測量鉤碼重力的動作（圖1），請同學(xué)簡要說明操作注意點(diǎn)和測量原理。

回憶初中知識可知，被測物體（鉤碼）懸掛在彈簧測力計(jì)下，讓物體處于靜止或者勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)就等于物體的重力。

分析物體的受力，如圖2所示，物體處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡的條件：F合=0，則F=-G。

根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)=-F'，所以F'=G。

即彈簧測力計(jì)受到的拉力（示數(shù)）就等于物體的重力?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，當(dāng)彈簧測力計(jì)掛上某一物體，我們常把該彈簧測力計(jì)的示數(shù)稱之為視重。

布置任務(wù)：各實(shí)驗(yàn)小組用彈簧測力計(jì)測量鉤碼的重力，然后用彈簧測力計(jì)將鉤碼快速上提或者快速下放，觀察彈簧測力計(jì)的示數(shù)是否變化？

實(shí)驗(yàn)顯示，彈簧測力計(jì)的示數(shù)會發(fā)生變化，即視重不等于重力，這是為什么？

評析1：“好的開端是成功的一半”，新課引入是一節(jié)課的重要環(huán)節(jié)。那么，怎樣設(shè)計(jì)“好的引入”呢？

“耕讀”理念就是要遵循“耕”的規(guī)律，即尊重學(xué)生的成長規(guī)律和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。首先，“好的引入”要能夠引發(fā)認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的求知欲。引發(fā)認(rèn)知沖突的最佳效果是“心求通而未得之意，口欲言而未能之貌?！睘榇?，從學(xué)生熟悉的活動入手，展現(xiàn)出乎常規(guī)的現(xiàn)象，打破原來的認(rèn)知平衡，才能有效激發(fā)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。其次，“好的引入”必須方便于知識的建構(gòu)?！俺嘏c失重”的新課引入有各種方法，素材也千差萬別。之所以設(shè)計(jì)這樣的活動，首先是此活動距離學(xué)生的認(rèn)知最近，學(xué)生有初中的基礎(chǔ)，不感到陌生，可以引發(fā)學(xué)生的回憶；其次，此活動便于分組進(jìn)行，學(xué)生都能近距離觀察現(xiàn)象；再其次，此活動可以與實(shí)驗(yàn)探究無縫對接。另外，啟發(fā)學(xué)生解釋測量重力的原理，實(shí)際上就是為“超重與失重”的理論探究提供思路和方法的鋪墊。

最后，教學(xué)引入要做到適時(shí)，說起來容易做起來確有難度。有些教師引入新課時(shí)喜歡用新奇的、富有刺激性的視頻，比如，過山車、火箭發(fā)射、太空失重……視覺效果明顯，容易激發(fā)學(xué)生的熱情。但是，這些現(xiàn)象距離學(xué)生的認(rèn)知水平落差較大，尤其是圓周運(yùn)動中的超重和失重并不是本章知識能夠完全解釋的問題，只能留著“下回分解”。因此，筆者不太贊同選用。學(xué)生學(xué)習(xí)的狀態(tài)不在于熱情的高度，而在于熱情能否長久。物理學(xué)習(xí)不能僅僅依靠激情，理性思維需要一種持久的探究欲望，讓學(xué)生跳一跳夠得到，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠解釋遇到的問題，獲得成功的體驗(yàn)，這才是保持持久熱情的最佳方法。

2 實(shí)驗(yàn)探究：凸顯本質(zhì)，自主建構(gòu)

選用量程為5 N的彈簧測力計(jì)，教師先演示稱量250 g鉤碼的總重力，并在指針指示的刻度位置做上標(biāo)志（如圖3所示）。然后，手提彈簧測力計(jì)，從靜止開始上提一段距離再停下，要求學(xué)生觀察彈簧測力計(jì)的示數(shù)F（視重）如何變化？并提醒注意比較視重F與重力G的大小關(guān)系。

學(xué)生觀察后會發(fā)現(xiàn)：開始階段視重大于重力，停止前視重小于重力。

砝碼從靜止開始向上運(yùn)動，最后回到靜止?fàn)顟B(tài)，這中間開始是做加速上升運(yùn)動，停止前做減速上升運(yùn)動。初步分析，視重發(fā)生改變跟運(yùn)動有關(guān)，這種運(yùn)動肯定不是勻速直線運(yùn)動，而是變速直線運(yùn)動。

為了系統(tǒng)研究視重與運(yùn)動之間的關(guān)系，我們要分別對向上變速運(yùn)動（加速和減速）和向下變速運(yùn)動（加速和減速）的情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，合理記錄，分析結(jié)果，獲得結(jié)論。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表格如表1，布置學(xué)生用上述器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)表明，不是任何情況下，視重都等于重力。為了區(qū)別對待，引入了兩個(gè)名詞：視重大于重力的現(xiàn)象叫超重；視重小于重力的現(xiàn)象叫失重。在表1的最后一欄內(nèi)說明是超重還是失重。

進(jìn)一步歸納，可知：

當(dāng)加速度向上時(shí)，F(xiàn)>G，物體處于超重狀態(tài)；

當(dāng)加速度向下時(shí)，F(xiàn)

可見，超重或失重狀態(tài)不是取決于運(yùn)動方向、加速或減速，而是取決于加速度的方向；超重、失重只是視重的變化，物體的重力并沒有改變。超重并不是物體的重力增加了，失重也不是物體的重力失去了。

評析2：實(shí)驗(yàn)探究是體驗(yàn)知識的產(chǎn)生和形成過程的基本途徑。如何設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)探究呢？

“耕讀”式教學(xué)是指基于“耕”的特點(diǎn)的學(xué)和教的行為方式，是尊重學(xué)情，遵循認(rèn)知規(guī)律和學(xué)科特點(diǎn)，凸顯學(xué)科教學(xué)思想，適時(shí)互動、啟發(fā)、引導(dǎo)的境界。汲取農(nóng)耕文化的內(nèi)涵，遵循耕讀教學(xué)觀的要義“應(yīng)時(shí)、取宜、守則、和諧”。

首先，經(jīng)過教學(xué)片斷一的學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)問題，引入實(shí)驗(yàn)探究來解決問題，可謂是“水到渠成”，即應(yīng)時(shí)。這一探究過程能夠使學(xué)生自主獲取物理知識，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)探究方法，發(fā)展實(shí)驗(yàn)探究能力，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究帶來的樂趣。

其次，篩選實(shí)驗(yàn)器材即取宜。選用量程為5 N的彈簧測力計(jì)，下面掛250 g的鉤碼（亦可用5個(gè)50 g的鉤碼代替）。彈簧測力計(jì)靜止時(shí)指針指在中間刻度位置，并且做上重力標(biāo)志，指針上下移動時(shí)，便于比較。研究對象選用250 g的鉤碼，質(zhì)量較大，較小的加速度就可以產(chǎn)生明顯的超重、失重現(xiàn)象，這樣手提的速度變化就不需要多大，容易操作，便于觀察。

再次，引導(dǎo)探究活動即守則。從關(guān)注彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化，到關(guān)注比較物體視重與重力的關(guān)系；從關(guān)注物體的運(yùn)動，到對運(yùn)動過程的分析，再到關(guān)注加速度的方向……這些都要教師進(jìn)行必要的引導(dǎo)。這部分探究的重點(diǎn)不在于讓學(xué)生如何猜想，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，而在于通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

最后，體驗(yàn)建構(gòu)過程即和諧。超重與失重概念的名稱給人直觀、形象的感覺，同時(shí)也會形成不必要的誤解。讓學(xué)生親歷現(xiàn)象的觀察，體驗(yàn)概念的形成過程，及時(shí)辨析概念的涵義，對于學(xué)生形成正確的認(rèn)識很有幫助。

3 理論探究：著眼遷移，形成解釋

根據(jù)應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決實(shí)際問題的一般步驟，分別對各種情況進(jìn)行理論分析：

1）向上加速運(yùn)動時(shí)

分析物體的受力（如圖4所示），物體的速度向上、加速度向上，根據(jù)牛頓第二定律F合=ma，則F-G=ma，F(xiàn)=ma+G>G。

根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)=-F'，所以，F(xiàn)'>G，即視重大于重力（超重）。

2）向上減速運(yùn)動時(shí)

分析物體的受力如圖5所示，物體的速度向上、加速度向下，根據(jù)牛頓第二定律F合=ma，

則G-F=ma，F(xiàn)=G-ma

關(guān)于物體向下運(yùn)動的兩種情況，布置學(xué)生自主完成，并安排學(xué)生板演。及時(shí)評析學(xué)生板演情況。最后，將四幅示意圖（圖6）留在黑板上，強(qiáng)化學(xué)生的印象。

3）當(dāng)物體做自由落體運(yùn)動，或者豎直上拋運(yùn)動時(shí)，加速度向下，且a=g，則F=0，即F'=0，這種狀態(tài)叫完全失重。

評析3：“耕讀”式課堂教學(xué)要求彰顯教師和學(xué)生的雙主體地位，師生多形式互動和角色互換，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生的共同發(fā)展。通過教學(xué)片斷二的學(xué)習(xí)，學(xué)生有了很好的參與，這時(shí)理論探究如果由學(xué)生自主完成難度較大。如何設(shè)計(jì)好理論探究呢？

首先，教師要適時(shí)由剛才的領(lǐng)導(dǎo)者、促進(jìn)者的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)者和知識的傳播者。

其次，超重與失重現(xiàn)象實(shí)際是牛頓第二定律應(yīng)用的一種特例。應(yīng)用牛頓第二定律解釋超重與失重現(xiàn)象是本節(jié)課的難點(diǎn)，故有必要就各種情況進(jìn)行詳細(xì)分析，明確解題思路，規(guī)范解題過程。教師要做好示范引領(lǐng)作用，并且要創(chuàng)造機(jī)會讓學(xué)生主動參與。

再次，超重和失重的示意圖對于學(xué)生建構(gòu)概念，形成解釋有不可替代的功效，有利于從形象思維向理性思維的過渡。

最后，在此揭示完全失重的概念比較自然，可以說是水到渠成。

4 變式拓展：學(xué)以致用，發(fā)展能力

1）臺秤的視重

臺秤與彈簧秤都可稱量物體的重力，在豎直方向做變速運(yùn)動的情況下，臺秤上是否也能顯示超重與失重現(xiàn)象呢？

觀看視頻：在觀光電梯的地板上放一個(gè)體重計(jì)，某同學(xué)站在體重計(jì)上。電梯從一樓上升到六樓，再從六樓下降到一樓。以外面的景觀為參照物，觀察電梯的運(yùn)動情況以及體重計(jì)的讀數(shù)變化，并填寫相應(yīng)表格，并且選擇兩種情況，應(yīng)用牛頓第二定律進(jìn)行解釋。

小結(jié)：放在體重計(jì)上的物體跟掛在彈簧測力計(jì)下的物體，情景不同，但是受力特征完全一致，因而遵循同樣的規(guī)律。

2）小實(shí)驗(yàn)

將敞口礦泉水瓶中注滿水，在瓶底扎一小孔并用手堵上。站在椅子上松手，讓該礦泉水瓶從空中自由下落，觀察礦泉水瓶下落的過程中有沒有水從小孔流出。分小組現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，解釋看到的現(xiàn)象。

3）課后活動

①教師拿出分頁交叉的兩本書，將其平放用力拉，難以分開。請同學(xué)們課后也做一做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且研究有什么巧妙的辦法輕松而平穩(wěn)地將其分開？

②站在體重計(jì)上突然下蹲又突然站起模擬電梯下降、上升過程，親自體驗(yàn)超重、失重現(xiàn)象。

評析4：教學(xué)要遵循“耕”的規(guī)律，教學(xué)中不僅要做到適時(shí)還要做到適度、適變。所謂“適度”即在教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏上不貪多求快，力求以少勝多和以慢勝快。所謂“適變”即要求精心預(yù)設(shè)新情景和靈動生成新問題。如何設(shè)計(jì)好變式拓展呢？

首先，教師要總結(jié)前面幾個(gè)片段的思維方法。

其次，研究電梯運(yùn)行過程中，人站在體重計(jì)上觀察讀數(shù)變化這樣的情景，將彈簧秤換成了臺秤，即拉力變?yōu)橹С至Γ▔毫Γ芯康姆椒ú]有改變。這種變式訓(xùn)練體現(xiàn)了循序漸進(jìn)的思想。

再次，用礦泉水瓶做完全失重的小實(shí)驗(yàn)，趣味性強(qiáng)，讓學(xué)生體驗(yàn)完全失重的奇妙現(xiàn)象，容易激發(fā)學(xué)生的熱情。

最后，利用課后活動重視實(shí)踐性，既切合學(xué)生的實(shí)際，又具有一定的挑戰(zhàn)性。

5 總 評

本節(jié)課設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是凸顯物理本質(zhì)、激活學(xué)生思維、培養(yǎng)自主建構(gòu)。本設(shè)計(jì)沒有刻意追求實(shí)驗(yàn)裝置的“科技含量”，而是選擇了彈簧測力計(jì)下懸掛鉤碼這種簡易的裝置，簡約但不簡單，能更加充分地顯現(xiàn)物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征。沒有貪大求全，追求一步到位，而是一步一個(gè)腳印，穩(wěn)扎穩(wěn)打，環(huán)環(huán)相扣。先由彈簧秤再到臺秤，先實(shí)驗(yàn)探究再理論分析，先教師引導(dǎo)，再自主探究……讓學(xué)生充分體驗(yàn)知識的建構(gòu)過程。我們認(rèn)為高一學(xué)生學(xué)習(xí)物理還屬于起步階段，就如同小孩開始學(xué)走路，不在于跑得快，關(guān)鍵是要跑得穩(wěn)！只有掌握正確的學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，才能形成正確的物理概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理必修1[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]周建華.電容的探究式教學(xué)研究[J].物理教學(xué)探討，2014，32（1）：24—27.

[3]陳剛.物理教學(xué)設(shè)計(jì)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009.

[4]趙凱華.給中學(xué)生講“熵”[J].物理教學(xué)，2006（12）：2.

（欄目編輯 趙保鋼）