顧敏潔

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院　江蘇 蘇州　215006；無錫市市北高級(jí)中學(xué)　江蘇 無錫　214045)

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在自制教具活動(dòng)中體現(xiàn)“有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷”
——以“圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)設(shè)計(jì)為例

顧敏潔

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院江蘇 蘇州215006；無錫市市北高級(jí)中學(xué)江蘇 無錫214045)

摘 要：以“圓周運(yùn)動(dòng)”一課的教學(xué)過程為例，談在“有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷”教學(xué)觀指導(dǎo)下,利用自制教具突破傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)設(shè)有意義的教學(xué)過程．教學(xué)過程中教師引導(dǎo)學(xué)生通過直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論總結(jié)出新知識(shí),并自主應(yīng)用解決實(shí)際問題,使學(xué)生享受到一個(gè)有意義的學(xué)習(xí)過程．

關(guān)鍵詞：有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷圓周運(yùn)動(dòng)6個(gè)維度

人教版教材中“圓周運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)目標(biāo)：知道什么是圓周運(yùn)動(dòng)，知道描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的幾個(gè)物理量．教師教學(xué)用書的建議：引題方式可以多展示一些物體的圓周運(yùn)動(dòng)情景，以觀察現(xiàn)象為基礎(chǔ)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)物體運(yùn)動(dòng)的軌跡以及分析圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生討論并總結(jié)出描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量．

筆者認(rèn)為對(duì)于高一學(xué)生，觀察到很多圓周運(yùn)動(dòng)的情景有利于他們發(fā)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)，但是學(xué)生通過相當(dāng)多的情景觀察，從而討論出比較圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方式，這種教學(xué)方案目的性不夠強(qiáng)，認(rèn)識(shí)不夠簡(jiǎn)單直觀，教學(xué)操作難度較高．筆者思考一番后，試圖突破這些傳統(tǒng)意義上的教學(xué)設(shè)計(jì)．

1實(shí)驗(yàn)引題的教學(xué)片斷

自制教具選材(圖1)：迷你遙控小車兩輛(尺寸4 cm×2.8 cm×2 cm)，鋼絲兩根，鐵釘一個(gè)，泡沫塑料板一塊．

圖1　自制教具選材

筆者自制簡(jiǎn)單直觀的演示實(shí)驗(yàn)教具(圖2)，能讓學(xué)生看到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩車線速度相同時(shí)，角速度不同；角速度相同時(shí)線速度不同；線速度不同時(shí)角速度不同．學(xué)生能用該實(shí)驗(yàn)展開討論，這樣的引題實(shí)驗(yàn)學(xué)生容易上手，并能使學(xué)生提起主動(dòng)參與討論的興趣．

圖2　制成的演示實(shí)驗(yàn)教具

教學(xué)片斷1

“有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷”包括6個(gè)維度的學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)知識(shí)是其中之一，指學(xué)生的知識(shí)內(nèi)容的變化，這一類學(xué)習(xí)的基本意義是理解和記憶了一些基本的、具體的信息和觀點(diǎn)．“應(yīng)用”維度的學(xué)習(xí)是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用，包括實(shí)踐應(yīng)用和思維應(yīng)用．學(xué)生在《物理·必修1》的“直線運(yùn)動(dòng)研究”中掌握了用速度來描述直線運(yùn)動(dòng)快慢，本片斷用自制教具演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生應(yīng)用已有的知識(shí)比較兩車轉(zhuǎn)動(dòng)快慢，設(shè)置問題如下.

師:開動(dòng)兩輛小車，問：哪輛小車開得快？為什么？

生：討論開來，意見不一致．

師：如果你是車內(nèi)的駕駛員，你怎么判斷自己的車子行駛快慢？

生：坐在車內(nèi)可以看速度儀．

師：速度儀是用什么原理顯示車子的行駛快慢？

觀點(diǎn)1：比較相同時(shí)間內(nèi)小車的路程．

師：若我們都是旁觀者，怎么比較哪輛車轉(zhuǎn)得快呢？

學(xué)生由于觀點(diǎn)不一致，產(chǎn)生爭(zhēng)論．

觀點(diǎn)2：小半徑的車開得快，因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間轉(zhuǎn)的圈數(shù)多．

師：兩種觀點(diǎn)都有道理嗎？

生：都覺得很有道理，充滿疑惑，無法得出確切結(jié)論．

學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)得到的觀點(diǎn)不能說服所有同學(xué)，這又讓學(xué)生覺得值得進(jìn)一步研究．該片斷使用的情景生活化，問題簡(jiǎn)單容易上手，學(xué)生的研究具有自發(fā)性、參與性，課堂氣氛活躍而又自然，這樣的一段經(jīng)歷雖然短暫，但是學(xué)生注意力相當(dāng)集中，興趣高漲，對(duì)學(xué)生接下去的研究是一段有意義的過程．

教學(xué)片斷2

“有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷”還包括綜合維度，即把同一事物的不同方面聯(lián)系起來，把不同人的不同觀點(diǎn)聯(lián)系起來,把不同的學(xué)科聯(lián)系起來．人文維度是指使學(xué)生逐步了解自己、了解他人，在與其他人共同研究的過程中理解所學(xué)東西的人文意義．

教師為了幫助學(xué)生打開思路，進(jìn)一步引導(dǎo)如下.

師：引用宋代詩人蘇軾的著名詩句“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同．”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系哲學(xué)觀點(diǎn)，凡事物都具有多面性，嘗試從不同的角度分析問題，可能會(huì)得到不同的結(jié)論．(綜合維度的學(xué)習(xí))

生：那可能兩種觀點(diǎn)都是正確的．

師：實(shí)驗(yàn)演示，開動(dòng)兩小車，沒轉(zhuǎn)滿一圈即停止．(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯示相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過弧長(zhǎng)小的車子半徑掃過的圓心角明顯大．)

這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是為了使學(xué)生發(fā)現(xiàn)小半徑的車轉(zhuǎn)的圈數(shù)多也是有原因的，并且比較弧長(zhǎng)并說明不了原因．

師：將兩小車抽象成質(zhì)點(diǎn)模型作研究,把小車的運(yùn)動(dòng)記錄到黑板上，先定義線速度．引導(dǎo)學(xué)生觀察板書上記錄的現(xiàn)象，問：車子若沒有轉(zhuǎn)滿一圈，怎么能夠知道小半徑的車子在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)的圈數(shù)多呢？

生：結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)，小半徑的車子在相同時(shí)間內(nèi)半徑掃過的圓心角大．(綜合維度的學(xué)習(xí))

回答表明學(xué)生已經(jīng)悟出了物理量角速度的存在價(jià)值．

師：先定義角速度再定義轉(zhuǎn)速．然后請(qǐng)學(xué)生思考還有沒有其他比較兩車轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的方式呢？

生：討論發(fā)現(xiàn)由于角速度不同，兩車轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間也就不同，這樣周期的定義就產(chǎn)生了．

教學(xué)片斷3

師：既然同學(xué)們發(fā)現(xiàn)比較圓周運(yùn)動(dòng)的快慢有這么多角度且都有道理，那說明這幾個(gè)物理量之間一定存在內(nèi)在聯(lián)系，請(qǐng)大家用已有的知識(shí)研究其內(nèi)在聯(lián)系．

生：借助數(shù)學(xué)知識(shí)弧長(zhǎng)等于弧度乘以半徑，推導(dǎo)得出了線速度與角速度的關(guān)系，進(jìn)一步推導(dǎo)得出4個(gè)物理量之間的關(guān)系．(綜合維度的學(xué)習(xí))

片斷2和3中學(xué)生綜合應(yīng)用了語文、數(shù)學(xué)知識(shí)，物理及哲學(xué)思想得到4個(gè)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量及其關(guān)系，在師生的探究討論過程中，學(xué)生逐漸理解了所學(xué)知識(shí)的人文意義，享受到了一個(gè)有意義的研究過程．

2實(shí)例分析的教學(xué)片斷

教學(xué)片斷4

“有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷”再包括關(guān)心維度和學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)維度，“關(guān)心”是指學(xué)生情感、興趣、價(jià)值觀的變化．在片段4中，學(xué)生將在實(shí)例研究的過程中體會(huì)到知識(shí)的價(jià)值和物理學(xué)習(xí)的價(jià)值．“學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”是指學(xué)生能運(yùn)用觀察實(shí)驗(yàn)，類比、演繹、綜合等方法自主的進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)．片斷4中筆者為學(xué)生提供了實(shí)物模型，過程如下.

師：雖然研究圓周運(yùn)動(dòng)的快慢可以從這么多角度出發(fā)，但是在實(shí)際生產(chǎn)生活的問題中，是否每個(gè)具體問題從每個(gè)角度出發(fā)作研究都最好呢？

實(shí)例一：齒輪傳動(dòng)裝置，提供器材：齒輪傳動(dòng)裝置演示模型，學(xué)生齒輪模型 (圖3和圖4)，油性筆．

圖3　齒輪模型

收稿日期：(2015-01-20)