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        以“靜電場中的圖像問題”為例談對話教學(xué)

        2020-11-17 02:17:20高礦
        教師博覽·科研版 2020年8期
        關(guān)鍵詞:靜電場對話教學(xué)深度學(xué)習(xí)

        高礦

        [摘要]培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)是物理教學(xué)的重要目標(biāo),通過對話教學(xué)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。深度學(xué)習(xí)突出高階思維能力的培養(yǎng),尤其是批判思維能力的培養(yǎng),是一種有意義的學(xué)習(xí)。復(fù)習(xí)課的教學(xué)不僅僅是對已有知識的再回顧,而且是通過對話教學(xué)促使學(xué)生經(jīng)歷深度學(xué)習(xí),是對知識系統(tǒng)再建構(gòu)、再完善,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力再提升的過程。

        [關(guān)鍵詞]對話教學(xué);深度學(xué)習(xí);靜電場;圖像

        [基金項目] 2018年度南京市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃立項課題“指向深度學(xué)習(xí)的高中物理對話教學(xué)研究”的研究成果(立項編號:L/ 2018/261)。

        2017年版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出:物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)科知識的過程中逐漸形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力,主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個要素構(gòu)成。必須把培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)作為物理教學(xué)的重要目標(biāo),通過對話教學(xué)促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

        深度學(xué)習(xí)突出高階思維能力的培養(yǎng),尤其是批判思維能力的培養(yǎng),是一種有意義的學(xué)習(xí)。復(fù)習(xí)課的教學(xué)不僅僅是對已有知識的再回顧,而且是通過對話教學(xué)促使學(xué)生經(jīng)歷深度學(xué)習(xí),是對知識系統(tǒng)再建構(gòu)、再完善,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力再提升的過程。本文以高三復(fù)習(xí)課“靜電場中的圖像問題”教學(xué)設(shè)計為例,充分考慮學(xué)生的知識水平、認(rèn)知困難,通過對話式教學(xué)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境,促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

        一、教材分析

        “靜電場中的圖像問題”是高三一輪復(fù)習(xí)中的一個重要且核心的考點(diǎn),主要介紹高考??嫉娜N圖像,即E-x、φ-x、Ep-x圖像。圖像問題一直以來所涉及的問題綜合性較強(qiáng),考點(diǎn)分布廣,主要考查學(xué)生讀圖能力(信息提取能力)、識圖能力(信息加工能力)和抽象思維能力(問題解決能力)。圖像問題對拓展學(xué)生的思維、增強(qiáng)學(xué)生對電場中的核心概念的理解起到了重要作用。例如,v-t圖像能夠幫助學(xué)生建立帶電粒子的運(yùn)動模型(勻速運(yùn)動、變速運(yùn)動等),從而判斷帶電粒子的受力情況,及其與電場力做功、電勢能、電勢等物理量之間的關(guān)系。再比如φ-x圖像,學(xué)生從圖中可以直接判斷出各點(diǎn)電勢的高低,經(jīng)過抽象建??梢缘玫狡湫甭实扔陔妶鰪?qiáng)度的大小,還可以判斷電場力做功及電勢能的變化。通過對話教學(xué),學(xué)生能夠?qū)W會針對不同的圖像建立不同的物理模型,并能夠準(zhǔn)確地選擇恰當(dāng)?shù)哪P瓦M(jìn)行解題,熟練掌握模型的構(gòu)建方法,解決較為復(fù)雜的問題,實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí),而不是僅僅停留在掌握知識本身上。

        二、學(xué)情分析與設(shè)計理念

        本節(jié)課內(nèi)容面對的是高三學(xué)生,他們之前已經(jīng)復(fù)習(xí)了電場力和能的性質(zhì),對很多概念有了一些理解,但是他們?nèi)菀缀鲆暬局R和基本概念的掌握,不愿意花時間去進(jìn)行深入思考,學(xué)習(xí)主動性還是比較欠缺。本節(jié)課內(nèi)容有利于鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識、核心概念,深化學(xué)生對電場強(qiáng)度、電勢、電勢差的理解,以及對帶電粒子在電場中運(yùn)動時電場力做功、電勢能變化的認(rèn)識,形成科學(xué)的問題解決方案。

        其實(shí),學(xué)生在本節(jié)課遇到的最大困難是無法將圖像與核心概念建立起聯(lián)系,也就是無法從圖像中提取有用的信息并且進(jìn)行信息加工。例如,怎樣由E-x圖像判斷電場方向、電勢差的大小、電勢的高低等學(xué)生往往無法解決。其根源之一在于電場這一章的概念太抽象,一切都要靠想象才能得到,也就是學(xué)生抽象思維能力欠缺;其二在于用圖像來呈現(xiàn)問題本身就是一個較為抽象的表示方式,對學(xué)生能力要求很高。因此對本節(jié)課的設(shè)計應(yīng)從如何化抽象為直觀入手,通過對話教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生多思考,從而促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

        三、學(xué)習(xí)目標(biāo)

        (1)通過多種情境下的對話教學(xué),學(xué)生能準(zhǔn)確提取圖像所呈現(xiàn)出來的各種信息。

        (2)學(xué)生形成清晰的物理觀念,運(yùn)用提取出的信息解決簡單的物理問題,具有將物理信息與實(shí)際問題相聯(lián)系的能力。

        (3)通過對話教學(xué),學(xué)生對三種圖像有深刻的認(rèn)識,能將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成物理模型,并熟練應(yīng)用所學(xué)知識解決較為抽象的問題。

        (4)學(xué)生能夠提出自己的觀點(diǎn),從不同角度去分析與解決問題,并將所學(xué)科學(xué)方法進(jìn)行推廣,解決更加復(fù)雜的問題。

        (5)通過小結(jié)與反思,學(xué)生認(rèn)識到主動參與團(tuán)隊學(xué)習(xí)、積極發(fā)揮團(tuán)隊作用的重要性。

        (6)學(xué)生認(rèn)識到學(xué)習(xí)就是不斷積累、不斷發(fā)現(xiàn)新問題、不斷反思的過程,能夠養(yǎng)成解決完問題后反思的良好習(xí)慣。

        四、教學(xué)片段

        為幫助學(xué)生認(rèn)識E-x、φ-x、Ep-x圖像,教師創(chuàng)設(shè)如下情境,導(dǎo)入新課:

        問題1:請你根據(jù)圖1至圖3三幅圖分別畫出x軸方向的E-x、φ-x圖像。(提示:以正電荷或兩電荷連線的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn))

        教師提出問題1后,請三名同學(xué)分別畫點(diǎn)電荷、等量同種電荷和等量異種電荷的E-x、φ-x圖像,然后請其他學(xué)生評價圖像是否有問題,如果有問題,組織學(xué)生討論交流,教師進(jìn)行指導(dǎo),直至問題解決,最后教師呈現(xiàn)圖4。

        問題2:E-x圖像反映了電場隨位置變化的規(guī)律,在E-x圖像中怎樣描繪場強(qiáng)E的方向?圖像與x軸圍成的面積代表什么物理量?在E-x圖像中怎樣判斷兩點(diǎn)電勢的高低?

        問題3:在φ-x圖像中,如何描述場強(qiáng)大小和方向?如何判斷電勢能的變化?

        問題4:Ep-x圖像反映了電勢能隨位移x變化的規(guī)律,在Ep-x圖像中切線斜率代表什么物理量?如何判斷場強(qiáng)、加速度、速度、動能等隨位移變化的情況?圖1中若一正電荷僅在電場力作用下從A點(diǎn)開始運(yùn)動,你能畫出Ep-x圖像嗎?(如圖5所示)

        教師通過對話教學(xué)帶領(lǐng)學(xué)生完成問題2~4,使學(xué)生進(jìn)一步明確幾種圖像的物理意義,形成物理觀念,通過畫Ep-x圖像可以加深學(xué)生對該圖像的理解。這些問題的設(shè)計可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動機(jī),啟發(fā)學(xué)生自我反思,促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

        五、教學(xué)反思

        本節(jié)課緊緊圍繞對話教學(xué),以題目引發(fā)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的能力,在過程中注重核心素養(yǎng)的落實(shí),將具體目標(biāo)分解到知識點(diǎn)中,學(xué)生思維能力得到提升。

        促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)不是一節(jié)課能解決的,但是只要邁開了第一步,達(dá)成目標(biāo)只是時間問題。認(rèn)真?zhèn)浜妹恳还?jié)課,設(shè)計好每一節(jié)課的問題,上好每一節(jié)課,每節(jié)課學(xué)生都有所收獲,其實(shí)這就是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)、落實(shí)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。

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