摘 要：古語有云：“授人以魚不如授人以漁”。文章以“力學單位制”的活動教學設計為例，談談如何通過創(chuàng)設生活化和富于探究性的活動情境，以情激趣，開展活動探究式教學，達到概念建構自然生動，不斷提升學生的自主探究能力和發(fā)散性思維能力。

關鍵詞：活動；探究；教學設計

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）3-0077-4

1 設計思想

在新課程改革背景下，如何提升學生的自主探究能力和發(fā)散性思維能力成為廣大一線教師共同面對的挑戰(zhàn)。通過對“力學單位制”教學內容的分析，筆者將本節(jié)課的教學過程分為“單位制概念的建構”“對國際單位制的認識”“國際單位制的運用”三個課堂活動，以及一個課外活動——探究“國際單位制的沿革歷史”。基于新《課程標準》，根據(jù)各活動內容的特點，分別運用合理組織教學資源、創(chuàng)設富有探究性的情境，激發(fā)學生的探索熱情，努力提升學生的自主探究能力和發(fā)散性思維能力。

2 教材分析

本節(jié)以前的教材內容已經介紹了大量的力學量和單位，明確了這些力學量之間的物理規(guī)律，在教材中起到了很好的銜接作用。通過單位制的建構過程使學生了解物理關系，確定物理量之間的單位關系，加深對單位規(guī)定的認識；通過國際單位制的學習，認識單位統(tǒng)一的必要性；通過國際單位制在物理計算和公式檢驗中的兩個具體應用，進一步拓展學生分析解決實際問題的能力。

3 學情分析

學生大腦中已經儲存了大量的物理量以及對應的單位；知道這些物理量之間存在的關系，但對物理單位的認識是零碎的；對物理量單位的規(guī)定較為困惑。

4 教學目的

（1）能識別基本量、基本單位、導出單位，了解單位制；

（2）知道國際單位制以及國際單位制中三個力學基本單位；

（3）認識國際單位制在物理計算和公式檢驗中的應用。

5 教學重點

基本單位、導出單位、單位制；國際單位制中的三個力學基本單位；國際單位制的應用。

6 教學難點

基本單位、導出單位、單位制概念的建構。

7 教學方法

本課以活動探究為主，配以導學單，結合問題法、啟發(fā)法、歸納法、多媒體輔助法等教學方法。

本節(jié)課流程設計：開門見山—創(chuàng)設情境—學生探究—分析歸納—得出結論—應用拓展。

教學中通過設計環(huán)環(huán)相扣的問題情境，把復雜抽象的概念形象化，以便于學生思考分析。

8 活動過程

活動一：建構單位制的概念。

新課引入：（開門見山）本節(jié)課學習第四章第四節(jié)《力學單位制》。

【思考與討論】

（1）回顧本學期所學知識，說一說已經學過哪些物理量？它們的單位分別是什么？

時間（s）、時刻（s）、位移（m）、路程（m）、速度（m/s）、加速度（m/s2）、質量（kg）、力（N）。

（2）試寫出下列各小題詳細的求解過程，找一找這些物理量及其單位之間存在怎樣的關系？

①一物體做勻速運動，在4 s通過了200 m的位移，其速度是多少？

v= = =50 m/s

②一物體做勻加速直線運動，在3 s內速度由2 m/s增加到8 m/s，其加速度是多少？

a= = =2 m/s

③一質量為3 kg的物體以3 m/s2的加速度做勻加速直線運動，其合外力是多大？

F=ma=3 kg·3 m/s2=9 kg·m/s2=9 N

由此可見，物理學的關系式在確定了物理量之間關系的同時，也確定了物理量單位間的關系。

仔細觀察這幾個由物理學關系式推導出的物理量的單位，如：速度（m/s）、加速度（m/s2）、力（kg·m/s2=N）。我們不難發(fā)現(xiàn)，它們都是由幾個相互獨立的單位按一定的規(guī)律組合起來的。幾個獨立的單位，如：時間（s）、長度（m）、質量（kg）。

定義“基本單位”“導出單位”?？梢姡灰x定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關系推導出其他物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量，基本量的單位叫做基本單位。由基本量根據(jù)物理關系推導出來的其他物理量的單位，叫做導出單位。

定義“單位制”： 基本單位和導出單位一起組成單位制。

活動一的教學設計：通過先和學生回顧零碎的“已學單位”，引導學生討論讓原先孤立、無序的單位變得有聯(lián)系且有序，引導學生在自主找關系和排序中發(fā)現(xiàn)，一部分物理量的單位是孤立的，其他量的單位可以通過前面幾個相互獨立的單位由公式推導得到。對教材進行深度二次開發(fā)，提高了課堂教學的有效性。

活動二：補充與討論，認識國際單位制及其意義。

【補充與討論】

（1）米是長度的唯一單位嗎？若不是，說一說生活中還有哪些常見的單位。

千米、厘米、分米、毫米、微米、納米、公里、英里、尺、英尺、寸、英寸，等等。同學們當然還可以用你的1掌寬來表示長度單位。

（2）“說一說”質量的其他常見單位。

克、斤、兩，等等。

（3）“說一說”時間的其他常見單位。

小時、分鐘、天、年，等等。同學們當然還可以用自己脈搏跳動的間隔表示時間的單位。

（4）一輛勻速行駛的汽車：①若在10 s內通過200 m的位移，其速度為多少？② 若在1小時內通過72 km的位移，其速度為多少？（寫出詳細的求解過程）

解：①v= = =20 m/s

②v= = =72 km/h

歸納總結：即使選定相同的基本量，如果采用的基本單位不同，由基本單位依據(jù)公式推導出的單位自然也隨之不同（比如：選定位移和時間為基本量，當它們的單位分別采用米、秒和千米、小時，依據(jù)位移與時間的比值關系推導出的單位分別為米每秒、千米每小時），從而產生不同的單位制。如中國古代單位制、英制、米制等等，它們在歷史發(fā)展進程中，在特定的區(qū)域內對社會的發(fā)展和人們的交流做出巨大的貢獻。但在世界全球化的進程中，隨著世界化進程的加劇，帶有明顯區(qū)域特征的單位制逐漸成為世界民族融合和交流的障礙，為了便于交流，比較量值的大小，有必要制定統(tǒng)一的國際標準，國際通用的單位制應運而生，叫做“國際單位制”。

定義“國際單位制”：1960年第11屆國際計量大會制定了一種國際通用的、包括一切計量領域的單位制，叫做國際單位。簡稱SI 。

（5）閱讀教材第5段，說一說國際單位制中選定的三個力學基本量和它們的基本單位分別是什么？其余四個基本量和它們的基本單位分別是什么？

國際單位制中選定的三個力學基本量和它們的基本單位（如表1所示）；其余四個基本量和它們的基本單位（如表2所示）。

要注意物理量與物理單位之區(qū)別，切不可將兩者混淆起來。如力學中的基本量指的是“長度、質量、時間”，而不是“米、千克、秒”（國際單位）。

活動二教學設計：設計生活情景，引導學生舉例說明生活中長度還有哪些常用單位，進一步引導學生分析質量、時間的常用單位。還可以引導學生找“自帶的單位”，在討論交流中引導學生發(fā)現(xiàn)有指定統(tǒng)一標準的需要，單位制的混亂給區(qū)域、國家、世界交流帶來障礙。在世界全球化的進程中，為了便于國際交流，需要制定國際通用的標準，由此很自然地引出“國際單位制”。筆者旨在以統(tǒng)籌安排課內、外的教學內容實施有效教學。

活動三：展示與討論，體驗國際單位制的應用意義。

【展示與討論】

（1）自主完成下面的例題，認識單位制在物理計算中的作用，并正確使用國際單位制單位。

例題 光滑水平面上有一個靜止的物體，質量是7 kg，在14 N的水平恒力作用下開始運動。

①物體的加速度是多大？

②5 s末的速度是多大？

③5 s內的位移是多少？

歸納總結：在進行物理運算的過程中，若所有物理量均采用國際單位制中的單位，則可省略單位運算，只進行數(shù)值運算，只在數(shù)值后面寫上待求量的正確單位即可，從而簡化運算過程（如圖1所示）。

（2）通過小組合作探究80頁的“說一說”，理解“根據(jù)物理量的單位可查出推導表達式及印刷公式中的錯誤”。

“說一說”中小剛在課余制作中需要計算圓錐的體積（如圖2所示）。他從一本書中查得圓錐體積的計算公式為V= πR3h。小紅說，從單位關系上看，這個公式肯定是錯誤的。她的根據(jù)是什么？

生：體積的單位為m3，而根據(jù)物理量公式V= πR3h的運算單位為m4，顯然這個公式是錯誤的。

圖2 圓錐體

師：根據(jù)物理量的單位可查出推導表達式及印刷公式中的錯誤。

活動三教學設計：充分利用教材資源，教材中的兩個應用實例設計得很好，難度不大，放手讓學生自主合作探究，學生自己去感受單位制在物理計算和公式檢驗中的應用，對于相對淺顯的知識放手由學生自主合作探究，在學生的自主探究能力得到不斷發(fā)展的同時節(jié)省了寶貴的教學時間。

★【課外延展】 探究“國際單位制的沿革歷史”

請同學們課后通過上網(wǎng)或者到圖書館查閱收集資料，探究“國際單位制的沿革歷史”。

問題1：社會在發(fā)展，國際單位制是怎么建立的？

問題2：國際單位制中七個基本單位的標準分別是什么？

問題3：這么多年又是如何發(fā)展的？

課外延展教學設計：教材中對于“為什么要建立國際單位制”，僅用一句話來說明。單位制的統(tǒng)一有其特定文化價值背景，而這些都不應由教師灌輸給學生。因此，通過課外探究以話題討論和資料收集的形式將學習向課外延展，讓學生自主查找和發(fā)現(xiàn)，彌補教材的留白。學生通過自主查閱資料后發(fā)現(xiàn)，國際單位制的制定并非一朝一夕完成，是應生活和發(fā)展的需要不斷深化的，正如知識的學習，應一步一個腳印，逐步深化下去。

板書設計（如圖3所示）。

參考文獻：

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[2]劉德華. 觸動課堂教學的靈魂——物理活動教學設計的幾個原則[J].物理教學探討， 2013，31（9）：12-13.

[3]郭炎軍.談中學物理課堂教學設計——觀第十一屆全國中學物理青年教師教學大賽有感[J].物理教學探討，2015，33（2）：1-3.

（欄目編輯 鄧 磊）