梅宇航 鄒建平

(江蘇省鎮(zhèn)江第一中學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212013)

1 引言

STEM教育作為跨學(xué)科教育，在融合多學(xué)科的同時(shí)更關(guān)注學(xué)科的應(yīng)用，使學(xué)生能用跨學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。電影作為一種綜合的藝術(shù)形式，蘊(yùn)含了豐富的物理知識(shí)，筆者基于STEM理念，將電影資源轉(zhuǎn)化為物理課程資源，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，通過(guò)設(shè)置真實(shí)問(wèn)題情境，使學(xué)生理解知識(shí)后主動(dòng)去探究科學(xué)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程、感受物理學(xué)的重要應(yīng)用，從而達(dá)成提高學(xué)生的核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。[1]

2 教學(xué)背景分析

校本課程《電影中的物理》在高二上學(xué)期開設(shè)，學(xué)生經(jīng)過(guò)一年的高中物理學(xué)習(xí)，對(duì)力學(xué)、電磁學(xué)等內(nèi)容有了初步的認(rèn)識(shí)。校本課程不需要把主要精力放在知識(shí)記憶、理解上，更加專注于知識(shí)的靈活應(yīng)用，通過(guò)對(duì)相關(guān)電影片段的討論，學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)，通過(guò)課題研究形式，來(lái)處理真實(shí)的物理問(wèn)題。下面以電影《國(guó)產(chǎn)凌凌漆》為例，介紹具體的實(shí)踐過(guò)程。

3 實(shí)踐活動(dòng)實(shí)施

3.1 情境引入，變問(wèn)題為課題

首先觀看電影《國(guó)產(chǎn)凌凌漆》，其中的一個(gè)片段是周星馳扮演的凌凌漆與女主角搭檔到貪官賴有為家追查線索，凌凌漆借助于一個(gè)內(nèi)置有彈簧的箱子直接彈過(guò)圍墻，落到院內(nèi)，學(xué)生一下子對(duì)“神箱”產(chǎn)生了濃厚的興趣。教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題，經(jīng)過(guò)篩選，變成課題，即探究有沒(méi)有滿足電影中“神箱”條件的彈簧，為了更好地解決問(wèn)題，教師讓學(xué)生自由分組，通過(guò)小組討論，把前期任務(wù)分解如下：

(1) 走訪五金城，調(diào)查市場(chǎng)上的彈簧。

(2) 查閱資料，了解彈簧的性質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)播放相關(guān)電影片段，讓學(xué)生認(rèn)真觀看并提出自己的問(wèn)題，這樣既可以吸引學(xué)生的注意力，也使得學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理來(lái)源于生活，同時(shí)根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”理論，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生提出有價(jià)值的問(wèn)題。有了問(wèn)題，教師還應(yīng)該組織學(xué)生將問(wèn)題歸類并提煉出合適的課題，針對(duì)每個(gè)小組給出研究方向。[2]

3.2 階段性總結(jié)和指導(dǎo)

學(xué)生經(jīng)過(guò)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上的彈簧沒(méi)有這么大的威力，為了進(jìn)一步弄清楚其中的科學(xué)原理，教師引導(dǎo)學(xué)生把重點(diǎn)放在彈性勢(shì)能上，從能量的視角說(shuō)明“神箱”并不存在，這需要學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究影響彈簧彈性勢(shì)能的因素，并寫出表達(dá)式。

設(shè)計(jì)意圖：去市場(chǎng)調(diào)研，將物理教學(xué)與生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，可以讓學(xué)生充分意識(shí)到物理來(lái)源于生活，教師要注意培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)模型的意識(shí)和能力，這也體現(xiàn)了由科學(xué)到工程的STEM理念。

3.3 實(shí)驗(yàn)儀器的制作

通過(guò)小組合作，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置(圖1)，主材為亞克力板，圖2為實(shí)物圖，同時(shí)為便于鋼球落點(diǎn)位置的檢查，可以將復(fù)寫紙鋪在底座上。本儀器用于半定量探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式，壓縮的彈簧具有彈性勢(shì)能，在恢復(fù)形變時(shí)必然對(duì)外做功，只要求出彈力所做的功就能求出彈簧的彈性勢(shì)能，但由于彈簧彈力做功屬于非恒力做功，無(wú)法根據(jù)W=Fs直接求得，只能根據(jù)功能關(guān)系，求出彈出小球的動(dòng)能，間接得到彈簧的彈性勢(shì)能，而高二學(xué)生對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)非常熟悉，知道在高度一定的情況下，水平位移與初速度成正比，這樣就變成了探究彈簧形變量Δx與平拋水平位移s之間的關(guān)系。

圖1

圖2

圖3

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)設(shè)計(jì)、制作實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生不僅加深了對(duì)物理知識(shí)的理解,更提高了他們靈活運(yùn)用不同學(xué)科知識(shí)和動(dòng)手操作的能力，同時(shí)在小組合作學(xué)習(xí)中制定正確的探究程序來(lái)引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化、保持學(xué)習(xí)動(dòng)力。[3]

3.4 成果匯報(bào)展示

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究，組織全班同學(xué)開展成果匯報(bào)活動(dòng)，并由其他同學(xué)依據(jù)表1進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 活動(dòng)評(píng)分表

師：就算有勁度系數(shù)為3.2×105N/m的彈簧,相信凌凌漆的身體也承受不了這么大的加速度,顯然,電影導(dǎo)演是從影片的藝術(shù)角度而不是物理學(xué)角度來(lái)處理這個(gè)片段,所以不符合物理原理也是可以原諒的。

設(shè)計(jì)意圖：校本課程和傳統(tǒng)的學(xué)科課程不同，教師除了關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果外，還應(yīng)該重視學(xué)習(xí)活動(dòng)的全過(guò)程。在實(shí)際的評(píng)價(jià)活動(dòng)中采用多元化評(píng)價(jià)方式，這有助于促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。

4 教學(xué)實(shí)踐反思

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》聚焦學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，通過(guò)開設(shè)基于STEM理念的高中校本課程，可以轉(zhuǎn)變高中物理教學(xué)方式?！罢n內(nèi)+課外”雙課堂的運(yùn)用，拓展了教學(xué)時(shí)空，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，使學(xué)生面對(duì)真實(shí)的問(wèn)題，主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去尋找答案，這無(wú)疑進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生探究的興趣，有利于在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力，[4]進(jìn)而有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造潛能，成為具有良好思維品質(zhì)的新時(shí)代人才。