戴小民

摘 要：本文以物理學(xué)史、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其思想方法和應(yīng)用為主要內(nèi)容，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)策略，將WIKI平臺(tái)、分布式學(xué)習(xí)技術(shù)與物理課程相整合，設(shè)計(jì)并實(shí)施了基于網(wǎng)上走班的研究課。旨在改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)的自主性和選擇性，滿(mǎn)足不同學(xué)生的需求，使每一個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)上走班；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；網(wǎng)絡(luò)探究

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）9-0033-4

1 教學(xué)設(shè)計(jì)及其說(shuō)明

滬科版高一教材中蘊(yùn)含了大量的可以利用網(wǎng)絡(luò)自主探究的素材，《自由落體運(yùn)動(dòng)》就是其中的一例。這節(jié)內(nèi)容是新教材注重“過(guò)程與方法”“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”的一個(gè)標(biāo)志性?xún)?nèi)容，蘊(yùn)含著豐富的物理學(xué)史，有深厚的科學(xué)人文價(jià)值。平時(shí)教學(xué)注重對(duì)“知識(shí)與技能”的掌握，往往容易忽略對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。為了突破教材原有的教學(xué)模式，體現(xiàn)核心素養(yǎng)培育理念和實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的教學(xué)要求，我們依據(jù)建構(gòu)主義教育理論，以自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)及規(guī)律的發(fā)現(xiàn)歷程為線索，以其中的科學(xué)思想、方法及應(yīng)用為主要內(nèi)容，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)策略，將WIKI平臺(tái)、分布式學(xué)習(xí)技術(shù)與物理課程相整合，設(shè)計(jì)并實(shí)施了基于網(wǎng)上走班的研究課。所有的任務(wù)都是基于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從學(xué)生原有的認(rèn)知基礎(chǔ)和知識(shí)儲(chǔ)備出發(fā)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)突出學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)的自主性和選擇性，以滿(mǎn)足不同學(xué)生的需求，使每一個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展。

2 教學(xué)目標(biāo)及核心素養(yǎng)目標(biāo)

2.1 知識(shí)與技能

（1）知道物體自由下落的定義，理解自由落體的性質(zhì)，理解自由落體的直線運(yùn)動(dòng)觀；

（2）知道重力加速度的大小、方向和單位，以及不同地點(diǎn)重力加速度略有不同；

（3）掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能用該規(guī)律解決生活實(shí)際中的相關(guān)問(wèn)題。

2.2 過(guò)程與方法

（1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻自主學(xué)習(xí)，了解伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)思維，理解觀察、假說(shuō)、推論、驗(yàn)證等一系列研究方法。

（2）能運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)交流、物理DIS系統(tǒng)、追跡軟件數(shù)據(jù)分析等多種手段進(jìn)行科學(xué)探究，開(kāi)展信息技術(shù)，支撐探究活動(dòng)。

（3）通過(guò)用頻閃照片研究落體運(yùn)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)測(cè)量自由落體的加速度以及比較不同地方重力加速度的大小，經(jīng)歷動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察、數(shù)據(jù)處理、分析等研究過(guò)程。

2.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）學(xué)生通過(guò)查閱資料了解科學(xué)家對(duì)落體運(yùn)動(dòng)快慢的爭(zhēng)論，領(lǐng)略伽利略嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于質(zhì)疑、創(chuàng)新的精神，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和欲望。

（2）通過(guò)視聽(tīng)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)等媒體了解伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究，體驗(yàn)和學(xué)習(xí)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、提出假設(shè)、數(shù)學(xué)推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、得出結(jié)論”的科學(xué)方法，感悟科學(xué)方法在人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然中的作用。

（3）通過(guò)小組成員間不同的研究任務(wù)，明確各自擔(dān)任的角色和任務(wù)，在探究的過(guò)程中，體驗(yàn)具體分工、合作的愉悅和經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)責(zé)任感，樂(lè)于并善于與人合作。

3 教學(xué)場(chǎng)景描述

【導(dǎo)言】

觀看《神奇的反應(yīng)尺》微視頻。

思考：看一看，想一想。

尺子原本只能測(cè)量長(zhǎng)度，它是怎么測(cè)出反應(yīng)時(shí)間的呢？請(qǐng)大家?guī)е@個(gè)問(wèn)題完成后面的學(xué)習(xí)任務(wù)。

【資源】

教師在WIKI平臺(tái)上為學(xué)生準(zhǔn)備以下資料：（1）追跡軟件；（2）自制微視頻；（3）教師在圖書(shū)館查找相關(guān)資料，共享至網(wǎng)絡(luò)，供學(xué)生瀏覽參考；（4）為學(xué)生提供一些主要網(wǎng)址。

說(shuō)明：教師事先把相關(guān)資源進(jìn)行整理，為學(xué)生指明參考材料的范圍，讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上有目的地搜索與研究，避免漫無(wú)目的地搜索，可以節(jié)約學(xué)生的時(shí)間和精力，提高學(xué)習(xí)效率。

【任務(wù)】

將學(xué)習(xí)包內(nèi)容分成三個(gè)模塊。分別為：探討影響落體下落快慢的因素；探索研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；交流反饋——測(cè)試與評(píng)價(jià)。每個(gè)模塊學(xué)習(xí)時(shí)間均為1個(gè)課時(shí)。

【過(guò)程】

學(xué)習(xí)模塊一：探討影響落體下落快慢的因素，1課時(shí)。

學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)教室，利用WIKI平臺(tái)自主學(xué)習(xí)，完成三個(gè)任務(wù)。

任務(wù)一：閱讀材料——亞里士多德與伽利略的隔空對(duì)話。

學(xué)習(xí)要求：（1）閱讀文字材料和鏈接材料，提煉觀點(diǎn)；（2）點(diǎn)評(píng)伽利略如何發(fā)現(xiàn)亞里士多德的錯(cuò)誤，又是怎樣推翻亞里士多德的結(jié)論；（3）將自己的看法和觀點(diǎn)形成文字材料，發(fā)布到微信群進(jìn)行討論。

可供選擇的學(xué)習(xí)方式：

學(xué)習(xí)方式1，閱讀教師準(zhǔn)備的文件夾材料和網(wǎng)頁(yè)鏈接（適合按部就班學(xué)習(xí)型的學(xué)生）；

學(xué)習(xí)方式2，自己確定關(guān)鍵詞進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索（適合主動(dòng)探究型的學(xué)生）。

任務(wù)二：看視頻（消除前概念的影響，引導(dǎo)學(xué)生猜想影響落體快慢的真正因素）。

觀看視頻1：采訪生活中的人們對(duì)自由落體的看法。

觀看視頻2：高空落體實(shí)驗(yàn)。

學(xué)習(xí)要求：觀看以上視頻，完成下面兩個(gè)問(wèn)題。

（1）高空落體實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明了什么？

（2）推測(cè)落體的快慢與什么因素有關(guān)，并用微信群進(jìn)行討論交流。

任務(wù)三：動(dòng)手做（兩條學(xué)習(xí)路徑可供選擇）。

學(xué)習(xí)要求：選擇完成下面的任務(wù)，并用微信進(jìn)行交流，總結(jié)影響物體下落快慢的因素。

學(xué)習(xí)路徑1：觀看以下兩個(gè)視頻（基礎(chǔ)型）。

觀看視頻1：NASA巨型真空室里羽毛和保齡球同時(shí)釋放的實(shí)驗(yàn)（圖1）。

觀看視頻2：牛頓管實(shí)驗(yàn)（圖2）。

學(xué)習(xí)路徑2：設(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證落體受空氣阻力影響的小實(shí)驗(yàn)（提高型）。

實(shí)驗(yàn)1：兩張一樣的紙，一張張開(kāi)，一張揉成一團(tuán)，從同一高度下落；

實(shí)驗(yàn)2：將錢(qián)幣和系著降落傘的實(shí)心球從同一高度同時(shí)釋放后下落。

……

驗(yàn)證前面的猜想，加深學(xué)生對(duì)結(jié)論的理解。

學(xué)習(xí)模塊二：探索研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，1課時(shí)。

自由落體運(yùn)動(dòng)究竟是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)規(guī)律是怎樣的？其實(shí)，三百多年前，伽利略也做過(guò)這樣的探究，我們來(lái)看一下他是如何研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的……

學(xué)生完成以下三個(gè)任務(wù)：

任務(wù)一：視聽(tīng)學(xué)習(xí)——伽利略的研究（斜面實(shí)驗(yàn)）。

學(xué)習(xí)要求：請(qǐng)認(rèn)真學(xué)習(xí)“著名的‘沖淡重力的斜面實(shí)驗(yàn)”，如圖3，思考并回答下面問(wèn)題。

問(wèn)題1：伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)遇到了哪些困難？他是怎么解決的？

問(wèn)題2：伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要經(jīng)歷了哪些步驟，請(qǐng)完成下列填空，如圖4所示。

任務(wù)二：利用視頻跟蹤技術(shù)探索研究自由落體的規(guī)律。

學(xué)生用移動(dòng)終端（軟件Video Physics）拍攝小球自由下落的軌跡，如圖5，并還原視頻中小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位置信息。學(xué)生可以選擇以下方法完成探索規(guī)律。

研究方法2：根據(jù)vt/2=v求出每一點(diǎn)的瞬時(shí)速度，利用Excel畫(huà)出v-t圖，如圖7，通過(guò)斜率得出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度（提高型）。

研究方法3：根據(jù)Δs=aT2，利用a=Δs/T2得出自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度（綜合型）。

學(xué)習(xí)要求：（1）選擇其中一種方案進(jìn)行實(shí)踐，并完成對(duì)應(yīng)作業(yè)紙上的思考題。

問(wèn)題1：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？

問(wèn)題2：不同輕重的物體自由下落的加速度與平面上汽車(chē)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度相比，有什么不一樣？

問(wèn)題3：自由落體運(yùn)動(dòng)有什么樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？

規(guī)律1：速度與時(shí)間關(guān)系____________________________；

規(guī)律2：位移與時(shí)間關(guān)系___________________________；

規(guī)律3：速度與位移關(guān)系_______________________________。

（2）將完成的作業(yè)以word文檔的形式發(fā)布至微信群，進(jìn)行交流。

學(xué)習(xí)模塊三：交流與反饋，1課時(shí)。

學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)教室，交流反饋，完成以下兩個(gè)任務(wù)。

任務(wù)一：展示學(xué)習(xí)成果。

學(xué)習(xí)要求：針對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，親身經(jīng)歷和收獲知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié)，制作成PPT發(fā)布到微信群，進(jìn)行展示，學(xué)生之間相互點(diǎn)評(píng)。

PPT包括三個(gè)方面的內(nèi)容：（1）你從伽利略的研究過(guò)程得到的啟示是什么？（2）匯報(bào)自己研究的過(guò)程和結(jié)論。（3）每組學(xué)生實(shí)驗(yàn)做出來(lái)的v-t圖線基本都是直線，且斜率基本都是9.8 m/s2左右，但又不相同。針對(duì)這一現(xiàn)象，如何分析得到在同一地點(diǎn)加速度值不變，且為重力加速度。

任務(wù)二：掃描二維碼，進(jìn)入網(wǎng)班平臺(tái)在線測(cè)試。

學(xué)習(xí)要求：請(qǐng)?jiān)谝?guī)定時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)練習(xí)。教師根據(jù)網(wǎng)班統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)評(píng)。

課后作業(yè)設(shè)計(jì)：

作業(yè)1：（基礎(chǔ)型）學(xué)生按導(dǎo)學(xué)單中的規(guī)定完成下面任務(wù)。

（1）游樂(lè)場(chǎng)里最驚險(xiǎn)的項(xiàng)目之一——跳樓機(jī)。

①請(qǐng)嘗試過(guò)的同學(xué)談?wù)勼w會(huì)。

②跳樓機(jī)僅能提供1.5 s自由下落的體驗(yàn)，你為什么會(huì)感到害怕？

③這短短1.5 s時(shí)間里，你下降了幾米？1.5 s后你的時(shí)速達(dá)到多少？

（2）某同學(xué)忘記帶宿舍鑰匙，讓同桌從二樓扔下來(lái)。同桌讓鑰匙自由下落了4.5 m。

①如果徒手去接，鑰匙入手時(shí)的速度有多大？

②如果從樓上落下的是花盆或空調(diào)外機(jī)，它們的運(yùn)動(dòng)與鑰匙一樣嗎？你能接嗎？

③如果從更高的樓層掉下來(lái)的鑰匙，你還能接嗎？

作業(yè)2：（提高型）設(shè)計(jì)一種測(cè)量深度和高度的方案，并考慮到聲音在空氣中傳播需用一定的時(shí)間，估算結(jié)果偏大還是偏??？

作業(yè)3：（綜合型）利用自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，查找資料，嘗試揭秘電影《驚天魔盜團(tuán)2》中，“雨滴靜止”現(xiàn)象的秘密。

【評(píng)價(jià)】 評(píng)價(jià)量表，如表1所示。

網(wǎng)上走班學(xué)習(xí)是一種較高水平的自主探究學(xué)習(xí)，我們將采用測(cè)評(píng)表對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的不同方面（包括過(guò)程、結(jié)果、態(tài)度、情感等）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

4 教學(xué)反思

（1）在網(wǎng)上走班過(guò)程中，我們利用WIKI平臺(tái)，采用網(wǎng)絡(luò)探究+自主閱讀的形式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生了解到更多物理學(xué)史細(xì)節(jié)，開(kāi)闊了視野；我們采用微課+微視頻的形式，動(dòng)態(tài)地還原了原始研究過(guò)程和方法提煉過(guò)程，讓學(xué)生得到了詳細(xì)生動(dòng)的講解，反復(fù)體驗(yàn)觀摩，超越了純粹的接受性學(xué)習(xí)；改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，突出了學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)時(shí)的自主性、主動(dòng)性和選擇性，使學(xué)生進(jìn)入一種更開(kāi)放、有創(chuàng)意的學(xué)習(xí)狀態(tài)中。

（2）融合“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)設(shè)計(jì)理念，從實(shí)體走班走向網(wǎng)上走班，采用“混合學(xué)習(xí)、學(xué)導(dǎo)一體”教學(xué)模式，進(jìn)一步推動(dòng)“以教師為中心”的課堂向“以學(xué)生為中心”的課堂轉(zhuǎn)變，不斷彰顯學(xué)生主體精神，有效變革學(xué)習(xí)方式，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)需，變過(guò)去被動(dòng)的“要我學(xué)”為“我要學(xué)”，培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)品質(zhì)。

（3）平時(shí)課堂我們主要根據(jù)中等程度學(xué)生的接受能力組織教學(xué)，教學(xué)過(guò)程中學(xué)生往往會(huì)出現(xiàn)“跟不上”和“吃不飽”的現(xiàn)象。網(wǎng)上走班過(guò)程中，我們聚焦物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，尊重學(xué)生差異，通過(guò)設(shè)計(jì)分層學(xué)習(xí)內(nèi)容、分類(lèi)的學(xué)習(xí)路徑和方法，豐富學(xué)生的選擇，實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)分層，滿(mǎn)足了不同學(xué)生的需求，使每一個(gè)學(xué)生都得到發(fā)展。

（4）利用網(wǎng)上走班，將審美的內(nèi)容、有序的流程、和諧的氛圍、不同的學(xué)習(xí)技術(shù)整合起來(lái)，為創(chuàng)設(shè)沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)，構(gòu)建混合式學(xué)習(xí)共同體，提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)和模式支撐。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代的到來(lái)，開(kāi)展網(wǎng)上走班，基于數(shù)據(jù)分析，方便快捷地了解學(xué)生的學(xué)情，開(kāi)展個(gè)性輔導(dǎo)、學(xué)習(xí)導(dǎo)航和資源服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了減負(fù)增效，提高了學(xué)習(xí)效率，也增強(qiáng)了教與學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)的科學(xué)性。

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