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

        2017-06-19 18:36:04
        物理之友 2017年5期
        關(guān)鍵詞:彈簧秤物體現(xiàn)象

        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.

        [1] Wilson, B.Metaphors for instruction: Why we talk about learning environments.Educational Technology,1995,35(9-10).

        [2] [荷] Kirschner, P.旨在獲得學(xué)習(xí)能力和專業(yè)能力的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2004,(4).

        [3] Guadalupe Martinez, Francisco L.Naranjo, Angel L.Perez, Maria Isabel Suero,Pedro J.Pardo.Comparative study of the effectiveness of three learning environments: Hyper-realistic virtual simulations, traditional schematic simulations and traditional laboratory.American Physical Society Physical Review Special Topics : Physics Education Research,2011,(10).

        [4] 胡揚(yáng)洋,王慧.剖析超重與失重“判據(jù)”引發(fā)的教學(xué)疑難問(wèn)題[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2013,(7).

        [5] 顧敏潔,馬宇澄.用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課的教學(xué)設(shè)計(jì)研究[J].物理之友,2016,(2).

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        你能解釋下面的現(xiàn)象嗎
        為什么同一物體在世界各地重量不一樣?
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