邵韜

摘? ? 要：人教版高中物理必修二第六章第一節(jié)“圓周運(yùn)動(dòng)”是一堂生活氣息濃厚的物理課，教師選擇自行車(chē)為情境載體，圍繞“如何描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢”精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)有意義、有體驗(yàn)、有深度的探究過(guò)程，幫助學(xué)生構(gòu)建圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)觀，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：自行車(chē)；圓周運(yùn)動(dòng)；情境化教學(xué)；核心素養(yǎng)

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（2023）5-0048-4

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中建議：在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)重視情境的創(chuàng)設(shè)，并通過(guò)問(wèn)題解決促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成［１］。高中物理是一門(mén)生活氣息濃厚的自然學(xué)科，學(xué)生在具體的情境中分析、解決問(wèn)題，物理概念和物理規(guī)律更容易在學(xué)生心中落地生根，因此基于情境化教學(xué)的實(shí)踐研究對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育有重要意義。

情境源于生活，又高于生活，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚砗蛦?wèn)題引導(dǎo)，能更好地促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。在人教版高中物理必修二第六章第一節(jié)“圓周運(yùn)動(dòng)”中，自行車(chē)無(wú)疑是最具代表性的情境載體。本文將闡述如何圍繞自行車(chē)精心創(chuàng)設(shè)情境，巧妙設(shè)計(jì)問(wèn)題，玩轉(zhuǎn)圓周運(yùn)動(dòng)。

1? ? 情境化教學(xué)的實(shí)施方案

1.1? ? 激發(fā)矛盾，發(fā)現(xiàn)缺少比較圓周運(yùn)動(dòng)快慢的標(biāo)準(zhǔn)

如表1所示，學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)有較多的生活體驗(yàn)，但也存在“自行車(chē)前進(jìn)時(shí)車(chē)輪運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)”的誤解，通過(guò)對(duì)標(biāo)記點(diǎn)滾輪線軌跡的觀察，矯正學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，提出倒置自行車(chē)來(lái)研究圓周運(yùn)動(dòng)的辦法。接下來(lái)，學(xué)生自由討論“大齒輪、小齒輪和后輪上的點(diǎn)哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得快”，不同觀點(diǎn)的沖突意味著快慢判斷標(biāo)準(zhǔn)的缺失，學(xué)生發(fā)現(xiàn)速度對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)快慢描述的局限性的同時(shí)，渴望尋找到新的物理量。

這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師不斷設(shè)計(jì)沖突，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

1.2? ? 探究真知，尋找描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量

如表2所示，在線速度的引入中，輪盤(pán)放繩的實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了化曲為直的物理方法，直觀淺顯，學(xué)生能獨(dú)立說(shuō)出線速度的定義。學(xué)生經(jīng)歷了“不能用速度概念比較圓周運(yùn)動(dòng)快慢”，到“可以用線速度比較圓周運(yùn)動(dòng)快慢”，最后發(fā)展為“線速度就是速度”的認(rèn)知過(guò)程，統(tǒng)一了直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)中速度的概念，運(yùn)動(dòng)觀得以升華。

在角速度的引入中，學(xué)生先通過(guò)“數(shù)圈數(shù)”的方法判斷輪盤(pán)旋轉(zhuǎn)多圈時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢，并回憶起“周期”和“轉(zhuǎn)速”兩個(gè)概念來(lái)描述轉(zhuǎn)動(dòng)快慢。隨后，學(xué)生觀察輪盤(pán)不足單圈的旋轉(zhuǎn)，聚焦點(diǎn)被迫由“數(shù)圈數(shù)”轉(zhuǎn)移到“看圓心角”，從而理解了引入角速度的必要性。

這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)不斷喚起學(xué)生原有的認(rèn)知，讓其徘徊于“會(huì)”與“不會(huì)”的邊緣，在認(rèn)知沖突和思維碰撞中曲折前行，最終尋找到線速度和角速度兩個(gè)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，并理解二者是描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的不同角度，關(guān)于“大齒輪、小齒輪和后輪上的點(diǎn)哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得快”的問(wèn)題得以合理解釋?zhuān)昂蠛魬?yīng)，印象深刻。

1.3? ? 學(xué)以致用，用線速度和角速度的關(guān)系探究自行車(chē)的前進(jìn)速度

如表3所示，學(xué)生理論推導(dǎo)“線速度和角速度的聯(lián)系”，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了二者間的聯(lián)系，圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)觀更具系統(tǒng)性。

課堂最后，學(xué)生分組探究“自行車(chē)勻速行駛時(shí)的速度”，綜合應(yīng)用“線速度和角速度的定義”“同軸傳動(dòng)和鏈條傳動(dòng)”“線速度、角速度、周期、轉(zhuǎn)速、半徑間的關(guān)系”等物理觀念和物理規(guī)律，解釋生活問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的科學(xué)態(tài)度和勇于探究的科學(xué)精神。

這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)快慢的描述方法和手段進(jìn)行全方位的鞏固應(yīng)用，達(dá)成觀念水平的進(jìn)階。

2? ? 情境化教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和啟示

本堂課選擇自行車(chē)為情境載體，以“如何描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢”為主要線索，將培育“圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)觀”作為首要素養(yǎng)目標(biāo)，并充分結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)和生活經(jīng)歷，針對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)展開(kāi)全面的探究學(xué)習(xí)。這種“以情境引問(wèn)題，以問(wèn)題導(dǎo)探究，以探究促真知，以結(jié)論解問(wèn)題”的情境化教學(xué)方式，充分體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的教學(xué)理念，帶給學(xué)生沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，有效促進(jìn)了學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）［S］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］中華人民共和國(guó)教育部.關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的意見(jiàn)［EB/OL］.［2014-04-08］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/jcj_kcjcgh/201404/t20140408_167226.html.

［3］李春密.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2019.

［4］浙江省教育廳教研室.指向?qū)W科核心素養(yǎng)的普通高中課堂教學(xué)設(shè)計(jì)案例叢書(shū)［M］.杭州：浙江教育出版社，2019.

［5］楊亞芳.基于物理核心素養(yǎng)提升的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”為例［J］.物理教學(xué)，2016，38（5）：11-15.

［6］王秀英，萬(wàn)欣欣，李春密.基于項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“圓周運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例［J］.物理教學(xué)，2022，44（3）：2-5，8.

［7］劉建浩.基于情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論的教學(xué)設(shè)計(jì)——圓周運(yùn)動(dòng)［J］.物理教師，2019，40（7）：31-33.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）