鄭 珊 李 晶

(1.北京第二中學(xué)分校,北京 100010；2.首都師范大學(xué),北京 100048)

“超重與失重”教學(xué)中的物理學(xué)習(xí)環(huán)境分析

鄭 珊1李 晶2

(1.北京第二中學(xué)分校,北京 100010；2.首都師范大學(xué),北京 100048)

學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)改進(jìn)物理教學(xué)設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐具有重要價(jià)值，筆者以高中物理“超重與失重”一節(jié)為例，從引入環(huán)節(jié)、演示實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境等方面進(jìn)行了學(xué)習(xí)環(huán)境的分析.

學(xué)習(xí)環(huán)境；超重與失重；物理教學(xué)；虛擬環(huán)境

學(xué)習(xí)環(huán)境(learning environment)是學(xué)習(xí)活動(dòng)展開過(guò)程中賴以持續(xù)的情況和條件.本研究根據(jù)學(xué)習(xí)環(huán)境的要素、支撐學(xué)習(xí)過(guò)程的物質(zhì)條件(學(xué)習(xí)資源)以及教學(xué)模式、教學(xué)策略、學(xué)習(xí)氛圍、人際關(guān)系等非物質(zhì)條件，將學(xué)習(xí)環(huán)境分為真實(shí)課堂講授的學(xué)習(xí)環(huán)境、運(yùn)用多媒體課件的學(xué)習(xí)環(huán)境和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境(virtual simulations).物理學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)有利于中學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，更有利于中學(xué)生客觀地認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界，形成正確的人生觀、價(jià)值觀.作為物理教師，熟悉中學(xué)物理學(xué)習(xí)環(huán)境必將會(huì)助力于物理教學(xué)工作，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的有效性.

鑒于此，我們?cè)噲D基于同課異構(gòu)的視角，分析高中物理“超重與失重”一節(jié)不同教學(xué)設(shè)計(jì)中的中學(xué)物理學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)設(shè)的特點(diǎn)及作用.同一節(jié)課的不同設(shè)計(jì)，均要求符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，聯(lián)系學(xué)生的實(shí)際情況，易于學(xué)生理解，使學(xué)生能夠運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解決生活中的問(wèn)題.

1 引入環(huán)節(jié)中的物理學(xué)習(xí)環(huán)境分析

如表1所示，在本節(jié)的引入環(huán)節(jié)我們對(duì)比了如下兩種方案.

表1

在該案例的新課引入方案1中，學(xué)生觀看網(wǎng)頁(yè)中的照片和視頻，這一教學(xué)環(huán)節(jié)利用豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生為創(chuàng)設(shè)了物理學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生能在學(xué)習(xí)失重和超重一節(jié)內(nèi)容之前，對(duì)于大量失重現(xiàn)象和超重現(xiàn)象有感性的認(rèn)識(shí).其中看哪些圖片、視頻與在媒體資源上所花的時(shí)間，都可由學(xué)生根據(jù)自己的興趣自主選擇.讓學(xué)生站在體重計(jì)上做不同的運(yùn)動(dòng)，可觀察到體重計(jì)示數(shù)變化.

新課引入方案2中的易拉罐和飲料瓶實(shí)驗(yàn)有時(shí)漏水有時(shí)不漏水，這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)在物理課堂中為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，目的是讓學(xué)生通過(guò)觀察這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠主動(dòng)對(duì)這些現(xiàn)象提出疑問(wèn)，這樣能為“超重與失重”一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)埋下伏筆.

2 演示實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的物理學(xué)習(xí)環(huán)境分析

本節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)方案如下：如圖1所示，將滾擺沿豎直方向向上旋繞，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定高度時(shí)，釋放滾擺，在它加速下降過(guò)程中，我們可以看到杠桿左端向下傾斜，說(shuō)明物體發(fā)生了失重現(xiàn)象.當(dāng)滾擺到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，向下猛減速和向上猛地加速過(guò)程中，我們可以看到杠桿左端向上傾斜，說(shuō)明物體發(fā)生了超重現(xiàn)象.當(dāng)滾擺向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，杠桿左端又向下傾斜，說(shuō)明物體發(fā)生了失重現(xiàn)象.

圖1

該演示實(shí)驗(yàn)是將失重和超重現(xiàn)象轉(zhuǎn)化成直觀的、便于學(xué)生觀察的不等臂杠桿的實(shí)驗(yàn).為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生能直接觀察，且具有可重復(fù)性.這一演示實(shí)驗(yàn)為我們提供了很好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，可以將抽象的概念變成直觀的實(shí)驗(yàn)，將微小的變化進(jìn)行放大.

3 探究實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中的物理學(xué)習(xí)環(huán)境分析

新課程改革強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究在教學(xué)中的作用和地位，本節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)方案如下.

師：請(qǐng)同學(xué)們用給定器材(彈簧秤、鉤碼)“玩一玩”(教師在講“玩一玩”時(shí)，要用體態(tài)語(yǔ)言提示學(xué)生，手要上下運(yùn)動(dòng))，看一看有什么新現(xiàn)象.

生：讀數(shù)不穩(wěn)定，有時(shí)候比剛才的讀數(shù)大，有時(shí)候小.

問(wèn)題：(1) 彈簧秤讀數(shù)表示的是什么力？

(2) 如果用“老經(jīng)驗(yàn)”看(教師演示，用書擋住上下振動(dòng)的鉤碼)，你認(rèn)為物體的“重力”有變化嗎？如何變化？

(3) 物體的重力實(shí)際上會(huì)變化嗎？

該探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是在真實(shí)的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生在明確彈簧秤測(cè)量的物理量后，利用彈簧秤和鉤碼測(cè)量物體重力，當(dāng)物體不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤示數(shù)有變化.觀察到這樣的現(xiàn)象后，試分析其原因.再通過(guò)小組同學(xué)的相互討論與分析，排除干擾因素，得出是當(dāng)彈簧秤的示數(shù)增大或減小時(shí)，物體處于超重或失重的狀態(tài).

4 小結(jié)與啟示

根據(jù)“失重與超重”一節(jié)不同教學(xué)設(shè)計(jì)的物理學(xué)習(xí)環(huán)境的分析可見(jiàn)，學(xué)習(xí)環(huán)境作為一種獨(dú)特的視角，基于這一視角對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行分析，可使教師對(duì)物理教學(xué)的認(rèn)識(shí)由個(gè)別要素的組合走向整體性、協(xié)同性的把握與駕馭.

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