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        “遞進式”教學(xué)法在物理教學(xué)中的應(yīng)用與探析

        2019-12-17 06:02:26孟全海
        物理通報 2019年12期
        關(guān)鍵詞:遞進式加速度物體

        孟全海

        (保定市第一中學(xué) 河北 保定 071000)

        1 “遞進式”教學(xué)方法的理論依據(jù)

        “遞進式”教學(xué)法基于建構(gòu)主義和最近發(fā)展區(qū)理論等現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論,充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有發(fā)展水平和知識結(jié)構(gòu),按照學(xué)生的認識規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生逐漸實現(xiàn)新知識的建構(gòu)和能力的不斷提升,從而實現(xiàn)高效學(xué)習(xí).

        建構(gòu)主義理論:以皮亞杰為代表人物的建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為,知識是時刻處于動態(tài)發(fā)展過程中的,是學(xué)習(xí)者個人經(jīng)驗的合理化,它需要在不同的情景之中被重新建構(gòu);學(xué)習(xí)是一個積極主動的建構(gòu)過程,情景、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)是學(xué)習(xí)的4大要素,學(xué)習(xí)者是主動地建構(gòu)者;由此,教學(xué)也應(yīng)該基于教學(xué)內(nèi)容的真實性與復(fù)雜性,關(guān)注學(xué)生的經(jīng)驗和認知水平,用心引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識經(jīng)驗中生長出新的知識經(jīng)驗.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為,知識不是通過教師傳授得到,而是學(xué)習(xí)者在一定的情境即社會文化背景下,借助其他人(包括教師和學(xué)習(xí)伙伴)的幫助,利用必要的學(xué)習(xí)資料,通過意義建構(gòu)的方式而獲得的.

        最近發(fā)展區(qū)理論:維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)理論”,認為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平:一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平,指獨立活動時所能達到的解決問題的水平;另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平,也就是通過教學(xué)所獲得的潛力.兩者之間的差異就是最近發(fā)展區(qū).教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),為學(xué)生提供帶有一定難度的內(nèi)容,調(diào)動學(xué)生的積極性,發(fā)揮其潛能,超越其最近發(fā)展區(qū)而達到下一發(fā)展階段的水平,然后在此基礎(chǔ)上進行下一個發(fā)展區(qū)的發(fā)展.

        2 “遞進式”教學(xué)方法的特征

        人類的學(xué)習(xí)活動是復(fù)雜多樣的,是分層次性的,且總是由較低級的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)向高級的復(fù)雜學(xué)習(xí)發(fā)展,而低級的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)是高級復(fù)雜學(xué)習(xí)的準備和鋪墊,構(gòu)成了一個依次遞進的層次和水平.其“遞進式”教學(xué)法的核心就是:將學(xué)習(xí)內(nèi)容按知識結(jié)構(gòu)有效拆分,然后設(shè)計出從簡單的基礎(chǔ)性知識開始,通過不斷地變換條件或添加條件,引導(dǎo)學(xué)生逐步過渡并掌握好綜合性的知識內(nèi)容.這種層層遞進的方法,環(huán)環(huán)相扣,由淺入深,由易到難,由簡到繁,通過意義建構(gòu)的方式而獲得新知識,由此也為下一個發(fā)展區(qū)的發(fā)展奠定基礎(chǔ).

        3 “遞進式”教學(xué)方法的操作原則

        實際操作中,我們把學(xué)生現(xiàn)有的獨立解決問題的水平和期望通過教學(xué)要達到的解決問題的水平分成幾個具有遞進關(guān)系的“臺階”,在逐漸搭建臺階和邁過臺階的過程中完成教學(xué)任務(wù),形成能力.

        “遞進式”教學(xué)法具體操作時可以采用以下步驟.

        3.1 調(diào)查分析 確立“臺階”

        通過調(diào)查學(xué)生對于將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容具有的觀念和水平,根據(jù)課程標準對于所學(xué)內(nèi)容的要求,確立最近發(fā)展區(qū).把最近發(fā)展區(qū)依據(jù)一定的水平分成幾個相互聯(lián)系且具有遞進關(guān)系的“臺階”.

        3.2 層層遞進 啟迪思維

        將學(xué)習(xí)內(nèi)容按學(xué)習(xí)水平有效拆分后,依據(jù)實際情況科學(xué)設(shè)計每一個層次的教學(xué)活動,各層次之間由易到難,由簡到繁,環(huán)環(huán)相扣,由淺入深地依次突破難點,實現(xiàn)掌握知識、訓(xùn)練思維方法、提升素養(yǎng)的目標.

        比如,在探究牛頓第二定律如何應(yīng)用時,也要從學(xué)生的認知能力出發(fā),從易到難、循序漸進地安排教學(xué)過程.

        首先,教師指導(dǎo)學(xué)生探討放在光滑水平面上的物體,在水平拉力作用下加速運動時求其加速度,并求出經(jīng)過時間t的速度及發(fā)生的位移;然后變?yōu)榇植谒矫嬖偾蠹铀俣取⑺俣燃拔灰?,這是第一層次的臺階.第二層次,放在光滑水平面上的物體,在斜向上拉力作用下加速運動時求其加速度,并求出經(jīng)過時間t的速度及發(fā)生的位移;然后變?yōu)榇植谒矫嬖偾蠹铀俣?、速度及位?第三層次,放在光滑斜面上的物體,在平行于斜面的向上的拉力作用下加速運動時求其加速度,并求出經(jīng)過時間t的速度及發(fā)生的位移;然后變?yōu)榇植谛泵嬖偾蠹铀俣?、速度及位?第四層次,放在光滑斜面上的物體,在不平行于斜面的向上的拉力作用下加速運動時求其加速度,并求出經(jīng)過時間t的速度及發(fā)生的位移;然后變?yōu)榇植谛泵嬖偾蠹铀俣取⑺俣燃拔灰?

        通過“遞進式”分層探究,便于學(xué)生理解和掌握規(guī)律,能夠?qū)⒅R融會貫通,提高學(xué)習(xí)效率,同時訓(xùn)練思維方法并培養(yǎng)能力.

        4 “遞進式”教學(xué)方法的應(yīng)用與探析

        “自由落體運動”是最常見的一種勻變速運動,教材把它作為勻變速直線運動的特例來安排.由于學(xué)生對于重的物體下落得快、輕的物體下落得慢的印象很深,因此,教材的主體思想是,經(jīng)過實驗及分析和探究,對實際物體的運動進行抽象,建立起自由落體運動的理想化模型,并學(xué)習(xí)自由落體運動規(guī)律以及學(xué)習(xí)伽利略的科學(xué)思維方法,以達到培養(yǎng)學(xué)生研究物理問題的思維方法和思維能力,并能提高認知層次的目的.同時,通過本節(jié)內(nèi)容的知識探究,也為以后學(xué)習(xí)較復(fù)雜的運動打下良好的基礎(chǔ).

        學(xué)生此前已經(jīng)掌握了勻變速運動的規(guī)律和處理方法,可以說理論知識上已經(jīng)做好了準備;通過本節(jié)課的教學(xué),學(xué)生要在運動和勻變速運動的主干體系上構(gòu)建起自由落體這一運動模型的分支,為此我們搭設(shè)幾步臺階來完成對于自由落體運動的學(xué)習(xí),設(shè)計圖如圖1所示.

        圖1 自由落體運動的學(xué)習(xí)搭設(shè)的臺階

        首先根據(jù)自身經(jīng)驗和演示實驗,形成諸多關(guān)于落體運動的概念.其次是通過觀察與分析,構(gòu)建出自由落體運動這一理想模型.第三是通過學(xué)生實驗,搜集證據(jù),探究自由落體運動的性質(zhì)和運動規(guī)律,形成關(guān)于自由落體加速度的觀念.第四是通過解決問題進一步鞏固對于自由落體運動的認識,把自由落體運動建構(gòu)在已有的運動學(xué)體系中,形成更加完善的知識體系.

        教學(xué)過程中,要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,引導(dǎo)學(xué)生積極參與,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,活躍課堂氣氛,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使學(xué)生始終保持積極探索的學(xué)習(xí)心態(tài).具體操作如下.

        (1)列舉自然界中相關(guān)下落的運動,設(shè)計演示實驗,形成落體運動的觀念.

        ①列舉自然界中的落體運動并對運動的情況進行描述.

        ②同時釋放小紙片和粉筆頭,觀察運動現(xiàn)象并進行描述.

        ③將先前的小紙片揉成小紙團后再和粉筆頭同時釋放,觀察現(xiàn)象并進行描述.

        ④抽成真空的“牛頓管”中,羽毛和金屬幣下落的快慢相同.

        通過觀察,學(xué)生描述,認識落體運動現(xiàn)象,得出結(jié)論:物體下落運動的快慢與空氣阻力有關(guān).

        (2)對比分析演示實驗,建立起自由落體運動的理想化模型.

        對比分析②③,通過學(xué)生討論,形成共識:重的物體未必下落快,關(guān)鍵在于空氣阻力對運動的影響.如果能夠排除空氣的影響,那會是怎樣的結(jié)果?演示并分析④,通過討論交流,達成共識:忽略空氣阻力的影響,所有物體的下落運動形式完全一樣.從而建立起自由落體運動的概念,形成這一理想模型的觀念.

        (3)分組實驗,進一步探究自由落體運動的特點.

        通過觀察可得,自由落體運動是豎直向下的加速運動,那具體是什么樣的加速直線運動呢?又如何判斷呢?

        進行分組實驗探究,4位學(xué)生一組,利用鐵架臺、打點計時器、重錘、紙帶、交流電源等儀器設(shè)備,探究自由落體運動究竟是什么樣的加速直線運動,通過對紙帶的數(shù)據(jù)處理并做出速度-時間圖像.通過分析圖像可知,在誤差允許的范圍內(nèi),重錘的運動可視為初速度為零的勻加速直線運動.進一步引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.讓學(xué)生根據(jù)速度-時間圖像求斜率,得到加速度約為g=9.8 m/s2.引出自由落體加速度的概念:使用不同的物體進行反復(fù)實驗表明,在同一地點,一切物體做自由落體運動的加速度都相同,這個加速度叫做自由落體加速度,也叫重力加速度.標準值是9.806 65 m/s2,其方向豎直向下.

        指導(dǎo)學(xué)生閱讀P44:一些不同地點的重力加速度不同,認識到重力加速度與緯度有關(guān).

        (4)從勻變速直線運動規(guī)律入手,理論推導(dǎo)自由落體運動規(guī)律.

        讓學(xué)生根據(jù)勻變速運動的規(guī)律導(dǎo)出自由落體運動的公式,并讓學(xué)生寫到黑板上.

        1)速度公式

        v=gt

        2)位移公式

        3)位移速度關(guān)系式

        v2=2gh

        4)平均速度公式

        5)推論

        Δh=gT2

        由上面幾式看出,v,t,h中任一物理量確定,其余兩個物理量就確定了.

        (5)鞏固與應(yīng)用

        1)小實驗,用刻度尺測量人的反應(yīng)時間.

        2)思考,如何測量深井的深度?

        3)水滴由屋檐自由下落,當它通過屋檐下高為1.4 m的窗戶時,用時0.2 s,不計空氣阻力,g取10 m/s2,求窗臺下沿距屋檐的高度.

        5 結(jié)束語

        新課程標準下的物理教學(xué),注重分析物理概念的引入、建立過程,以及物理量和物理原理建立的來龍去脈.教學(xué)中采用“遞進式”教學(xué)法有利于提升學(xué)科核心素養(yǎng),運用“遞進式”教學(xué)法開展教學(xué)活動,精心設(shè)計問題,通過演示實驗、分組實驗、插圖、簡圖等新的情景,設(shè)計教學(xué)步驟,環(huán)環(huán)相扣、逐層深入、過渡有序,通過新情景充分地調(diào)動學(xué)生的積極性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生主動參與教學(xué)活動、參與探究過程.通過師生互動,生生互動,讓學(xué)生在這些情景中真正體會到物理學(xué)科的魅力,在不知不覺中建構(gòu)起物理新的知識結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練物理學(xué)科的思維方法、培養(yǎng)分析和解決物理問題的能力,從而實現(xiàn)通過物理教學(xué)對物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)目標.

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