馬潔楓

摘 要：以“超重與失重”為例，探討了體驗式教學(xué)策略在物理教學(xué)中的實踐應(yīng)用。從一線課堂觀察看，學(xué)生的參與熱情很高；從后期的評價結(jié)果看，學(xué)生獲得程度良好。故該類教學(xué)方式應(yīng)用于物理中有關(guān)現(xiàn)象的教學(xué)有較好的效果。

關(guān)鍵詞：體驗；現(xiàn)象類問題；超重；失重

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）7-0023-3

1 問題的提出

物理現(xiàn)象是物理學(xué)的根源，是物理規(guī)律的外顯，是學(xué)生進行物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，亦是進行理性分析必不可少的感性材料。在高中《物理·必修1》中所涉及的“超重與失重”現(xiàn)象就是生活中較為常見的一種現(xiàn)象，但在通常情況下，該現(xiàn)象持續(xù)時間不長且現(xiàn)象不明顯，學(xué)生少有明確的體會或感知。在人教版教材中，“超重與失重”并沒有單獨成節(jié)，而是與“物體的平衡問題”放在一起成為一節(jié)。教材以一道習(xí)題開篇，通過給定的物理量和設(shè)問，利用牛頓第二定律求解得出物體所受支持力與重力大小的關(guān)系，從而水到渠成地提出超重與失重的概念，然后配有一張“人站在機械式臺秤上做下蹲狀”的圖片加以說明。這樣的處理盡管清晰干脆，但總給學(xué)生一種錯誤的感覺：物理就是做幾個題目，或者是由幾個題目得出些結(jié)論。在現(xiàn)行“來源于生活、回歸于生活”的課程理念下，基于真實的問題展開分析討論，有助于正確構(gòu)建學(xué)生的“物理觀念”，也符合一般問題的研究規(guī)律。在這樣的設(shè)想下，筆者在實際教學(xué)中嘗試應(yīng)用了體驗式教學(xué)策略。

體驗式教學(xué)是指依據(jù)學(xué)生已有的知識水平和認(rèn)知規(guī)律，通過必要的器材，創(chuàng)設(shè)或重構(gòu)用于學(xué)生體驗的情境，讓學(xué)生在體驗中理解知識，發(fā)展能力。結(jié)合體驗式教學(xué)策略的特點，筆者融合多種版本教材的優(yōu)點，在“超重與失重”的實際教學(xué)中，盡可能地利用手邊的一些器材，重構(gòu)真實的體驗，讓學(xué)生在體驗中達(dá)到對對象的本性或內(nèi)涵的一種直覺的、明澈的觀察，使心智得到改善和建設(shè)，[1]最終水到渠成地構(gòu)建概念和加深理解。

2 基于體驗的教學(xué)流程

2.1 生活體驗，感知現(xiàn)象

重構(gòu)真實體驗1：兩個同學(xué)一組，課前給每組同學(xué)發(fā)放一條紙帶。請同學(xué)們對折，掛上鉤碼，然后請同學(xué)們嘗試用一只手，如何把紙帶拉斷？（學(xué)生嘗試操作，教師請學(xué)生表述各自的方法）

重構(gòu)真實體驗2：出示臺秤。請一位男同學(xué)A站到臺秤上稱量他的體重。提出問題：請其他同學(xué)幫忙出主意，在“腳不離秤、手不壓物”的情況下，如何使臺秤示數(shù)發(fā)生變化？（學(xué)生積極討論、提出建議，A同學(xué)嘗試，其他同學(xué)觀察現(xiàn)象并表述）

問題1：①在測量過程中，臺秤（或彈簧秤）的示數(shù)直接表示的是哪個力的大??？②臺秤（或彈簧秤）測量物體重力的原理。③下蹲過程中，“示數(shù)變化”說明了哪個力發(fā)生了變化？物體的真實重力發(fā)生變化了嗎？（設(shè)計表格如表1）

設(shè)計理由：兩個“體驗”的設(shè)置，從“定性感知”到“定量感知”，既在短時間內(nèi)吸引住了學(xué)生的目光，又讓學(xué)生親身經(jīng)歷了這類現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生積極參與課堂的興趣。體驗1中的紙帶就是“打點計時器”實驗中使用的，將其對折剪開，使其寬度減半，這樣的實驗效果會更明顯些；體驗2中的秤是學(xué)校食堂里常用的，具有電子顯示屏，臺面較大；課堂中，教師可以將實物投影的探頭位于臺秤電子顯示屏上方，這樣可以把示數(shù)直接投影到教室的白板上，便于全班同學(xué)觀察。

2.2 實驗體驗，尋找特征

體驗3：組成4人小組，討論并實驗，分析“彈簧秤+鉤碼”豎直方向上做什么運動時，彈簧秤示數(shù)

體驗4：討論并實驗，分析“彈簧秤+鉤碼”豎直方向上做什么運動時，彈簧秤示數(shù)>G。

設(shè)計理由：此處設(shè)計了“體驗3和體驗4”而沒有直接對前述體驗先行展開理論分析的目的在于希望通過這兩個體驗的設(shè)置，讓學(xué)生感知到研究一個問題，可以從理論角度分析，也可以利用手邊的常見器材動動手、做做實驗。另一方面，“體驗3”和“體驗4”是“體驗1和體驗2”的簡化，在經(jīng)歷“小組討論—方案設(shè)計—現(xiàn)象觀察—方案優(yōu)化—現(xiàn)象再觀察—分析運動”等一系列的探究活動中，形成對“超重與失重”現(xiàn)象的直觀體驗和自我的認(rèn)識、理解。然后，教師出示視頻（物體放在臺秤上，隨電梯一起上升或下降），將“超重與失重”現(xiàn)象進一步“延時”和“清晰化”，學(xué)生在觀察中結(jié)合“體驗3和體驗4”填寫表格1，并討論總結(jié)，最終形成“超重與失重”的運動學(xué)特征。

2.3 問題體驗，嘗試解釋

問題2：在升降機中有一物體的質(zhì)量為1 kg，當(dāng)電梯以3 m/s2的加速度勻加速下降，求臺秤的示數(shù)是多少？（g=10 m/s2，下同）

變化1：若該電梯以3 m/s2的加速度勻減速下降時，求臺秤的示數(shù)是多少？

變化2：在“變化1”中，若a=g呢？

設(shè)計理由：前面的“體驗”的設(shè)計主要落腳點是在現(xiàn)象感知、觀察特征和定性分析的層面上。為了進一步幫助學(xué)生理解“超重與失重”現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)，設(shè)計了三個情景題，層層遞進，通過給出確定的運動和具體的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在分析和計算中加深了理解。

2.4 游戲體驗，深化應(yīng)用

問題3：當(dāng)發(fā)生完全失重現(xiàn)象時，請你猜想一下，會發(fā)生哪些情景？（學(xué)生討論，回答。教師出示“航天員在太空艙里的生活情景”視頻，然后歸納總結(jié)）

小魔術(shù)演示：取用一個帶有蓋子的塑料瓶，在瓶蓋上和瓶體側(cè)面處分別各打一個孔。在瓶中灌滿水后，分別做自由落體和豎直上拋運動，請同學(xué)觀察現(xiàn)象并解釋。

設(shè)計理由：從教學(xué)現(xiàn)場來看，在這一步，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性再次達(dá)到一個高點，課堂氣氛很熱烈，在“見證奇跡”的時刻中，學(xué)生再次感受到了物理的美、物理的趣味等，這絕對不是幾道干巴巴的題目能達(dá)到的程度。當(dāng)然，為了降低難度，在請學(xué)生分析現(xiàn)象時，還可以再次做幾個輔助實驗，如“將瓶靜止在手中，反復(fù)用手指將瓶蓋上的孔封住、放開，請學(xué)生觀察現(xiàn)象”和“將瓶蓋上的孔蓋住后，當(dāng)瓶體上的孔沒有水流出來時，用手?jǐn)D壓瓶體，觀察現(xiàn)象”。通過這兩個臺階，很好地幫助學(xué)生搭建了思維的“腳手架”，為順利分析和解釋提供了一定的依據(jù)。

2.5 首尾呼應(yīng)，完美結(jié)課

問題4：請學(xué)生討論、解釋本節(jié)課開頭所做的實驗，人站在臺秤上不動時測重為G，當(dāng)人突然下蹲過程中臺秤讀數(shù)怎么變化？并請學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)的知識和方法等。

設(shè)計理由：問題4的設(shè)計，其目的在于通過如此貼近生活的一個“原始問題”，讓學(xué)生產(chǎn)生了一種去解決實際問題的欲望[3]，在分析過程中，提煉能用、實用、好用的物理學(xué)模型，尋找和構(gòu)建合適的物理條件，并最終解決。同時也讓學(xué)生深切地感受到物理就在身邊，拉近了學(xué)生與物理的距離，使學(xué)生真正獲得了解決問題的喜悅感。

3 總 結(jié)

上述教學(xué)設(shè)計中為學(xué)生提供了豐富多彩的體驗素材和情境：通過“紙帶拉重錘”“臺秤示數(shù)變化問題”“彈簧秤尋找運動特征”等真實體驗活動的設(shè)置，其目的是讓學(xué)生親歷、實踐，在體驗中接受知識信息面對面的刺激，獲得第一手感性素材；通過“觀看視頻”和“分析實際問題”等活動的設(shè)置，在師生互動、生生互動、生本互動中，讓學(xué)生去觀察和思考，去討論和交流， 使學(xué)生達(dá)到從感性思維到抽象思維的轉(zhuǎn)化，最終內(nèi)化到自己的知識經(jīng)驗結(jié)構(gòu)中去。[4]基于真實體驗的現(xiàn)象課教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個充滿活力的課堂，在“體驗—思考—再體驗—分析”中，促使學(xué)生從真實的感受上升為形象的感知，最后升華到抽象的體悟，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和體會物理的生活化，在優(yōu)化學(xué)習(xí)過程的同時，也改善了學(xué)習(xí)結(jié)果，最終促使了“質(zhì)”與“量”上更優(yōu)越的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張金華，葉磊.體驗式教學(xué)研究綜述[J].黑龍江高教研究，2010（10）：143-145.

[2]車博，王媛琴.《超重與失重》教學(xué)設(shè)計[J].物理教學(xué)探討，2014，32（1）：33-35.

[3]邢紅軍，陳清梅.論高考物理能力理論與命題導(dǎo)向[J].課程·教材·教法，2007（11）：63-68.

[4]張敏.體驗式教學(xué)在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 大連：遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

（欄目編輯 劉 榮）