謝秋菊

(廣東杏壇中學(xué)，廣東 順德 528300)

1 問題的提出

玻爾的原子模型是高中物理原子物理部分的重要內(nèi)容,也是比較抽象、學(xué)生不易理解的難點內(nèi)容.這部分內(nèi)容在高中物理教材中相對比較孤立．對于剛剛學(xué)習(xí)原子物理的學(xué)生,以牛頓力學(xué)為核心的經(jīng)典理論知識根深蒂固,對于量子、能級等知識理解起來比較困難,不知是否因為本節(jié)課在2017年之前的全國高考中屬于選考內(nèi)容,2017年后為必考內(nèi)容,考察內(nèi)容比較簡單,因此本節(jié)課不管是教學(xué)設(shè)計,還是上課視頻及論文資料在網(wǎng)上均極少．上課實錄只有4個案例,大部分微課或教學(xué)設(shè)計均將其作為原子物理中的一個知識點來講,沒有關(guān)注玻爾理論的提出背景及當(dāng)時物理學(xué)的整個大環(huán)境,而這些背景卻是培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)方法和情感價值觀難得的資料．筆者對于近幾年“玻爾的原子模型”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計及教學(xué)實錄研究,發(fā)現(xiàn)主要有以下一些模式:以網(wǎng)絡(luò)為載體,學(xué)生自學(xué)為主的教學(xué)方法;以物理學(xué)史為載體的自主探究、合作交流教學(xué)方法．

新一輪的教學(xué)改革中,筆者所在學(xué)校采用“問學(xué)”的教學(xué)模式,以“導(dǎo)、學(xué)、展、評、測”為教學(xué)主線,學(xué)生以“獨學(xué)、對學(xué)、群學(xué)”完成所學(xué)內(nèi)容．筆者認(rèn)為,這樣的教學(xué)模式非常適合于本節(jié)課的教學(xué)．

2 教學(xué)理念與設(shè)計

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計定位在:以物理學(xué)史和科學(xué)研究方法為線索,以小組合作的“問學(xué)”模式為依托,整個課堂貫穿“學(xué)”和“問”兩條主線,通過對比、模型、協(xié)同學(xué)習(xí)等教學(xué)方法,滲透玻爾理論的內(nèi)容,解決核式結(jié)構(gòu)在解釋氫原子光譜中存在的問題,完成物理核心知識的學(xué)習(xí)(從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性,內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系),培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)(物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)．教學(xué)設(shè)計思路概念圖如圖1所示.

圖1 教學(xué)設(shè)計思路概念圖

3 問題的實施

3.1 任務(wù)驅(qū)動,以“學(xué)”帶“問”

“問學(xué)”模式是筆者所在學(xué)校針對教學(xué)改革提出的一種課堂教學(xué)模式,它的環(huán)節(jié)為“獨學(xué)、對學(xué)、群學(xué)、展示、總結(jié)、反饋”．“獨學(xué)”是學(xué)生根據(jù)教師布置的任務(wù),通過網(wǎng)絡(luò)、資料、課本等途徑自學(xué)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容,在自學(xué)中記錄下自己的疑問．“對學(xué)”是學(xué)生學(xué)習(xí)對子之間就獨學(xué)中存在的疑問進(jìn)行討論．“群學(xué)”是學(xué)習(xí)小組就“對學(xué)”中仍然存在的問題進(jìn)行再討論．如何設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)?怎樣的學(xué)習(xí)任務(wù)既能帶領(lǐng)學(xué)習(xí)明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo),又能引發(fā)學(xué)生思考,提出有價值及針對性的問題?故此,本節(jié)課的教學(xué)流程如圖2所示.

圖2 “玻爾的原子模型”教學(xué)流程圖

根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,將需要掌握的知識分成3大任務(wù),學(xué)生查閱資料,以小組為單位對知識體系進(jìn)行整理,再選出代表進(jìn)行講解,在此過程中培養(yǎng)學(xué)生分析問題,解決問題的能力,也培養(yǎng)學(xué)生獨立探索及合作精神．

任務(wù)1:通過查閱資料,了解玻爾理論產(chǎn)生的背景．

任務(wù)2:通過閱讀課本和查閱資料,歸納玻爾原子模型假設(shè)的內(nèi)容要點．

任務(wù)3:觀察課本第58頁圖18.4-2,如何理解氫原子的能級圖?用玻爾理論如何解釋氫原子模型?

任務(wù)4:玻爾理論存在哪些局限性?總結(jié)其成功之處與不足．

通過任務(wù)1讓學(xué)生體會到舊的理論與新的實驗事實之間的矛盾,產(chǎn)生思想上的沖擊,讓學(xué)生的認(rèn)識過程與科學(xué)的發(fā)展過程自然地吻合．設(shè)計任務(wù)2,培養(yǎng)學(xué)生歸納整理能力,并在歸納中發(fā)現(xiàn)問題,如學(xué)生提出以下幾個疑問:原子的能量是指什么?為什么能量會隨著軌道半徑的增大而增大?這里的能級與化學(xué)的電子層一樣嗎?跟光電效應(yīng)有什么聯(lián)系?學(xué)生在展示小組成果時還能充分發(fā)揮自己的想象力,如把原子處于定態(tài)比喻成我們在同一樓層走動等,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性．設(shè)計任務(wù)3,目的是通過小組協(xié)同學(xué)習(xí),用理論的內(nèi)容去解釋實驗事實,加深對理論的理解和記憶．設(shè)計任務(wù)3,使學(xué)生們認(rèn)識到科學(xué)的探索永無止境,并在教學(xué)過程中滲透科學(xué)的研究方法:“實驗(事實)——理論假設(shè)——再實驗(提供新的事實)——修正理論(甚至建立新的修改假設(shè))——形成科學(xué)理論”,為之后學(xué)習(xí)更深層次的原子物理奠定基礎(chǔ)．

通過4個任務(wù)的驅(qū)動,既使學(xué)生形成原子的科學(xué)物質(zhì)觀念,也培養(yǎng)了學(xué)生基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)．激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲．

3.2 小組合作,協(xié)同學(xué)習(xí),以“問”帶“學(xué)”

“問學(xué)”課堂模式中很重要的一環(huán)是“群學(xué)”,利用小組之間的合作,達(dá)到完成任務(wù)的目的．在本節(jié)課中,多數(shù)學(xué)生能主動與他人合作,尊重他人,能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解,實事求是．這樣的效果,需要設(shè)置合理的問題,對小組各成員所安排的任務(wù)進(jìn)行合理的分配．因此對各任務(wù)下又設(shè)置了一系列相互聯(lián)系的題目,如在任務(wù)3“理解氫原子能級”中引導(dǎo)學(xué)生提出或設(shè)置了以下一些問題: (1) 能量為什么是負(fù)的？(2) 能級與能級之間的距離代表什么? (3) 什么情況下激發(fā)態(tài)向基態(tài)原子發(fā)生躍遷? (4) 什么情況下基態(tài)原子向激發(fā)態(tài)躍遷? (5) 氫原子會吸收10.3 eV的能量發(fā)生躍遷嗎?(6) 如果發(fā)生碰撞行嗎?(7) 為什么?(8) 氫原子會吸收13.7 eV的光子的能量嗎?(9) 一群處于n=4能級的氫原子,會輻射出幾種頻率的光?(10) 一個處于n=4能級的氫原子,會輻射出幾種頻率的光?……

4 學(xué)習(xí)效果分析

為了檢驗本節(jié)課的學(xué)習(xí)效果,教學(xué)完成后,采用學(xué)生問卷調(diào)查法,從“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”3個方面調(diào)查學(xué)生對本節(jié)課的反饋與評價;通過紙筆測試法評價學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,從而獲得定量的數(shù)據(jù),定量數(shù)據(jù)采用SPSS16.0進(jìn)行分析,調(diào)查問卷共15題,采用李克特式5點量表計分法,選項包括:非常同意、同意、一般、不同意和非常不同意,分別記為5、4、3、2、1分．本次發(fā)放問卷48份,回收問卷48份,回收率100%．

4.1 問卷信度

由表1可知,該問卷的α=0.793,信度尚可,統(tǒng)計結(jié)果具有較高的可靠性．

表1 問卷信度

4.2 問卷分析

從調(diào)查問卷的統(tǒng)計結(jié)果分析(表2),學(xué)生對本次教學(xué)的評價較高．對本節(jié)課的基本知識(第1、2、3題)掌握較好,而在規(guī)律的應(yīng)用和計算(第4、5題)稍差,這也是接下來第2課時要強調(diào)的內(nèi)容．

表2 學(xué)生調(diào)查問卷各題平均分

表3 當(dāng)堂檢測統(tǒng)計結(jié)果

從表3看,1、2、3題答對率均達(dá)到或超過80%,可見學(xué)生本節(jié)課的基本內(nèi)容掌握得還是不錯的,本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)基本達(dá)成．

5 教學(xué)反思

5.1 “一清一新”

“一清”指教學(xué)目標(biāo)清晰、教學(xué)脈絡(luò)清晰及教學(xué)結(jié)果清晰．“一新”指教學(xué)理念新,教學(xué)方法新．本節(jié)課突出科學(xué)研究方法,發(fā)揮學(xué)生合作與探究能力,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,完成核心知識玻爾原子模型理論的教學(xué),把比較抽象、難以記憶,不易理解的內(nèi)容通過設(shè)立一個個目標(biāo)與問題,層層分解,讓學(xué)生易于理解和記憶,達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果．

5.2 “四有兩能”

一節(jié)好的物理課,應(yīng)該是具備“有興趣、有思維、有生活、有反饋”及“能動手、能參考”．本節(jié)課運用了基于“問學(xué)”模式的協(xié)同學(xué)習(xí),從有趣的視頻《愛因斯坦與玻爾》導(dǎo)入,來源于生活,有引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,協(xié)同學(xué)習(xí),讓學(xué)生通過小組討論、展示等,思考、動手、參與到課堂當(dāng)中．

5.3 不足與改進(jìn)

對能級、躍遷等概念的要求是“理解”,拔高了要求;課堂引入能夠吸引學(xué)生的興趣,如果能再加些引導(dǎo),更能深化本節(jié)課的主題;最后的歸納提升略顯簡單了．