楊雨其　彭朝陽

(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院,云南　昆明　650500)

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·教學(xué)研究·

五星教學(xué)模式在高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楊雨其彭朝陽

(云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院,云南昆明650500)

摘要：“五星教學(xué)模式”由五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成,它將一組知識技能的掌握置于完整的任務(wù)中,既見整體,又見局部.本文以人教版高一物理必修1中“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例,將“五星教學(xué)模式”的五個(gè)階段應(yīng)用其中,以達(dá)到有效教學(xué)的目的.

關(guān)鍵詞：五星教學(xué)模式;高中物理;教學(xué)設(shè)計(jì);自由落體運(yùn)動(dòng)

1引言

當(dāng)代著名教學(xué)設(shè)計(jì)理論家、教育心理學(xué)家梅里爾認(rèn)為不同教學(xué)模式雖然在設(shè)計(jì)方式上有所不同,但是它們之間有共通性.為此他博眾家之長,汲取十余種不同的教學(xué)理論提出了一組相互關(guān)聯(lián)的教學(xué)模式,即“五星教學(xué)模式”.“五星教學(xué)模式”是教學(xué)設(shè)計(jì)有序性與整體性的成功結(jié)合,是將整體知識技能置于每個(gè)階段的任務(wù)中,根據(jù)每個(gè)任務(wù)的特征進(jìn)行針對性教學(xué).由于物理學(xué)科本身的邏輯性和整體性,將“五星教學(xué)模式”應(yīng)用于物理教學(xué)設(shè)計(jì)中,可以兼顧有序教學(xué)和整體教學(xué)的優(yōu)勢,使物理教學(xué)既能環(huán)環(huán)相扣、層層相依,又能做到系統(tǒng)完備、統(tǒng)攬全局.

“五星教學(xué)模式”由五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成:聚焦問題、激活舊知、示證新知、嘗試運(yùn)用和融會(huì)貫通.首先要讓學(xué)習(xí)者介入到解決生活問題的情景中，其次要在教學(xué)中激活相關(guān)的舊經(jīng)驗(yàn)來促進(jìn)學(xué)習(xí)，其三在教學(xué)中展示論證所學(xué)知識，其四要求學(xué)習(xí)者嘗試運(yùn)用知識或技能解決問題，最后學(xué)習(xí)者要將所學(xué)知識技能運(yùn)用到日常生活中并達(dá)到學(xué)以致用、融會(huì)貫通的效果.正如浙江大學(xué)盛群力教授所說:五星教學(xué)模式有其獨(dú)特的魅力和優(yōu)勢,它將一組知識技能的掌握置于完整的任務(wù)中,既見整體,又見局部,將系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的理念發(fā)揮得淋漓盡致.

2實(shí)例展現(xiàn)

2.1自由落體教學(xué)設(shè)計(jì)框架

本文設(shè)計(jì)內(nèi)容選自高一物理“自由落體運(yùn)動(dòng)”，教學(xué)設(shè)計(jì)框架如圖1.

圖1

2.2學(xué)情分析

2.2.1認(rèn)知分析

高一新生處于從初中向高中轉(zhuǎn)變的過渡期,抽象邏輯思維處于迅速發(fā)展階段,具有一定的抽象概括能力.該階段的學(xué)生善于想象,求知欲和好奇心強(qiáng),有一定的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)能力,但普遍感覺物理學(xué)習(xí)困難,部分學(xué)生對物理學(xué)習(xí)存在一定的畏懼心理.

2.2.2起點(diǎn)能力分析

學(xué)生已學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識、已掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的用法、已有紙帶分析的學(xué)習(xí)基礎(chǔ).因此,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生易得出自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì).通過數(shù)據(jù)分析,學(xué)生易計(jì)算出下落的加速度.但是由于學(xué)生受日常經(jīng)驗(yàn)的影響,形成“生活中的落體運(yùn)動(dòng)即自由落體運(yùn)動(dòng)”、“物體越重下落越快”的錯(cuò)誤概念,對正確建立自由落體運(yùn)動(dòng)這一模型產(chǎn)生了較大的影響.

2.3內(nèi)容分析

2.3.1教材分析

自由落體運(yùn)動(dòng)在內(nèi)容的設(shè)置上起著承上啟下的作用.本節(jié)是學(xué)生學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)后學(xué)習(xí)的內(nèi)容,初步探討了用力的基本觀點(diǎn)研究運(yùn)動(dòng)的方法,是下一章牛頓運(yùn)動(dòng)定律的序幕.自由落體運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型,教學(xué)時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生從日常生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),通過實(shí)驗(yàn)逐步解決問題,讓學(xué)生自主探究得出結(jié)論,體會(huì)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究自然規(guī)律的方法.

2.3.2教學(xué)重、難點(diǎn)

自由落體運(yùn)動(dòng)的條件及定義、自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律.

2.3.3三維目標(biāo)

(1) 知識與技能:理解自由落體運(yùn)動(dòng)的條件和定義;掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,能用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解決自由落體問題;知道自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的大小和方向.

(2) 過程與方法:通過一系列探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中分析歸納出自由落體運(yùn)動(dòng)的條件和定義;通過處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),定量分析自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度;引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律;將自由落體運(yùn)動(dòng)與實(shí)際生活相聯(lián)系,達(dá)到學(xué)以致用的目的.

2.4基于五星教學(xué)模式的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.4.1聚焦問題

蘋果與樹葉同時(shí)下落,蘋果先落地是否說明物體越重下落越快？

2.4.2激活舊知

2.4.3示證新知

連環(huán)殺人案被媒體曝光之后，全城轟動(dòng)，警察的調(diào)查也不再遮遮掩掩了。羅恬和陳洋都被請去警局問話。羅恬沒想到，案子終是把杜朗牽涉進(jìn)來。

生活中有很多類似蘋果、樹葉下落運(yùn)動(dòng)的例子,這些下落運(yùn)動(dòng)是否都是物體越重下落得越快？用硬幣和紙片從同一高度靜止開始同時(shí)下落,觀察下落速度來得出結(jié)論(如表1).

表1　硬幣和紙片探究實(shí)驗(yàn)

師:分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,物體下落的快慢與物體質(zhì)量(輕重)有關(guān)嗎？

生:物體下落的快慢與物體質(zhì)量(輕重)無關(guān).

師:那么物體下落快慢還與哪些因素有關(guān)？

生:物體下落受空氣阻力影響.

師:根據(jù)硬幣和紙片的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,猜想如沒有受到空氣阻力,不同物體下落的快慢是否都相同？(演示牛頓管實(shí)驗(yàn).)

表2　牛頓管實(shí)驗(yàn)

師:我們將這種在真空中無初速度下落的運(yùn)動(dòng)叫自由落體運(yùn)動(dòng),大家根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論總結(jié)一下自由落體運(yùn)動(dòng)的條件和定義.

生:自由落體運(yùn)動(dòng)的條件是物體只受重力,初速度為零;自由落體運(yùn)動(dòng)的定義是物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng).

師:從牛頓管實(shí)驗(yàn)我們可以得出自由落體運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),那么,自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？類比前面學(xué)過的探究速度、加速度與時(shí)間關(guān)系的實(shí)驗(yàn),我們可以用什么方法來判斷自由落體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)？

生:可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.

師:根據(jù)hn-hn-1=aT2,測得hn-hn-1的值,就可以求得自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度a大小,若a是一個(gè)常數(shù),自由落體運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng).

表3　運(yùn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器數(shù)據(jù)記錄

根據(jù)表3數(shù)據(jù)計(jì)算出h2-h1、h3-h2、h4-h3、h5-h4、h6-h5、h7-h6、h8-h7和對應(yīng)的加速度a的值.

師:我們可以得出自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的值等于本地重力加速度大小,約為9.8m/s2,用符號g表示.請同學(xué)閱讀課本自由落體一節(jié),思考自由落體加速度在任何地方大小都一樣嗎？方向如何？

學(xué)生:自由落體加速度大小從赤道向兩極逐漸增大,方向豎直向下.

2.4.4嘗試運(yùn)用

師:自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).前面學(xué)過的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式和推論是否適用于自由落體運(yùn)動(dòng)？在自由落體運(yùn)動(dòng)中,如果物體下落的位移用h表示,自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式(運(yùn)動(dòng)規(guī)律)在這里可寫成什么形式？

2.4.5融會(huì)貫通

師:在實(shí)際中,物體下落都要受空氣阻力的影響.但是只要空氣阻力遠(yuǎn)小于重力,物體的下落也可看作自由落體運(yùn)動(dòng).在物理實(shí)驗(yàn)中我們常常采用這種抓住主要因素、忽略次要因素的方法來研究問題.請同學(xué)舉出生活中可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)的例子.

生:如前面實(shí)驗(yàn)中硬幣、金屬片、紙團(tuán)的下落，生活中鋼球、房檐水滴等的自由下落都可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)的例子.

3總結(jié)

整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)運(yùn)用“五星教學(xué)模式”符合學(xué)習(xí)者心理發(fā)展要求,保證了課堂教學(xué)循序漸進(jìn)、有條不紊地進(jìn)行,達(dá)到了有效教學(xué)的目的.

本教學(xué)設(shè)計(jì)首先提出了本節(jié)課的問題:為什么蘋果和樹葉同時(shí)下落,蘋果比樹葉下落得快？用生活中的例子引發(fā)同學(xué)的思考,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性;然后根據(jù)學(xué)生已有的發(fā)展水平復(fù)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識,為提出自由落體運(yùn)動(dòng)做鋪墊;其次運(yùn)用有趣的演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己歸納總結(jié)自由落體運(yùn)動(dòng)的條件和定義;隨后利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，定量算出自由落體運(yùn)動(dòng)加速度的大小,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律;最后提出物理實(shí)驗(yàn)中的抓住主要因素、忽略次要因素的方法,將自由落體運(yùn)動(dòng)與實(shí)際生活相聯(lián)系,列舉出生活中可以看作自由落體運(yùn)動(dòng)的例子,引導(dǎo)同學(xué)積極思考解決生活中常見問題,鞏固已學(xué)知識.

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