周 亮

(慈溪市橫河中學(xué) 浙江 寧波 315300)

“生生”設(shè)計(jì),指的是以學(xué)生為活動(dòng)主體,以生活為情境載體,在課堂教學(xué)的情境設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以此理念為指導(dǎo),讓情境更加貼近學(xué)生,讓學(xué)生更好更快地融入情境學(xué)習(xí)之中,由此通過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)或探究來(lái)獲得物理知識(shí),這也是新課程核心素養(yǎng)的教學(xué)要求.

物理教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的教學(xué),而實(shí)驗(yàn)一般指在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)教學(xué),傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式為教師講解或示范,又或者新課上完后要求學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)儀器,按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一絲不差地“依樣畫(huà)葫蘆”地模仿操作.學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單機(jī)械的重復(fù)驗(yàn)證,因此學(xué)生實(shí)驗(yàn)多是驗(yàn)證物理定律或者是一種假探究,而無(wú)法發(fā)揮其教學(xué)價(jià)值和實(shí)驗(yàn)操作能力訓(xùn)練的價(jià)值.

如何改變教學(xué)現(xiàn)狀,讓學(xué)生不再脫離生活,以積極主動(dòng)的主體精神參與課堂教學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程,情境的“親民”設(shè)計(jì)顯然有著重要的作用.

1 以生為本

“以生為本”變課堂實(shí)驗(yàn)為生活探究實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性與個(gè)性,讓學(xué)生先經(jīng)歷“生活玩”的過(guò)程再學(xué)習(xí)知識(shí),充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能.

教學(xué)實(shí)踐及案例1：必修1第三章第3節(jié)“牛頓第三定律”

“牛頓第三定律”教學(xué)中對(duì)于這一教學(xué)環(huán)節(jié)的處理一般是教師準(zhǔn)備教具,找兩位學(xué)生上前,在講臺(tái)前演示,并且煞有其事的邀請(qǐng)幾位同學(xué)做見(jiàn)證者,觀察兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù),然后得出兩個(gè)作用力大小相等方向相反的結(jié)論.這樣的處理比教師直接演示乃至直接告訴結(jié)論稍有進(jìn)步,但學(xué)生還是抱著看戲的態(tài)度,并未真正地參與到知識(shí)的習(xí)得過(guò)程中.因此,這樣的實(shí)驗(yàn)對(duì)物理知識(shí)的獲得所起的作用和學(xué)生參與的主動(dòng)性和廣泛性都有所欠缺.

在“生生設(shè)計(jì)”的理念倡導(dǎo)下, 我們把實(shí)驗(yàn)落實(shí)到學(xué)生、落實(shí)到課堂.如圖1和圖2所示,學(xué)生在課堂上4人一組,真正地接觸實(shí)際實(shí)驗(yàn)器材,開(kāi)展真正的實(shí)驗(yàn)探究.

圖1 水平面上任意方向的分組探究

圖2 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的分組探究

學(xué)生使用彈簧測(cè)力計(jì)先在水平桌面上進(jìn)行作用力和反作用力的探究,二力等大比較容易觀察,怎么證明共線呢?桌面上符合“等大反向同時(shí)變化”的規(guī)律是不是具有普遍性?怎么推廣到普遍性?學(xué)生繼續(xù)開(kāi)發(fā)思路進(jìn)行桌面上不同方向,離開(kāi)左面在空中不同方向,靜態(tài)的觀察規(guī)律符合,動(dòng)態(tài)的情況又會(huì)是怎樣的呢?不斷地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)、改變實(shí)驗(yàn)以探究不斷出現(xiàn)的新問(wèn)題,最終通過(guò)傳感器來(lái)獲得實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖像,通過(guò)圖像分析獲得牛頓第三定律的內(nèi)容.

通過(guò)自我探究—發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題—繼續(xù)探究—深化如此不斷的在思維開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析的主體研究過(guò)程中,學(xué)生對(duì)牛頓第三定律有了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的了解,真正理解了定律所表述的物理內(nèi)容.

2 以生活為基

“以生活為基”,精心挑選課堂教學(xué)情境的素材,讓情境親民,走進(jìn)學(xué)生心里,喚起學(xué)習(xí)共鳴.

教學(xué)實(shí)踐及案例2：必修1第三章第2節(jié)“摩擦力”

在高一市教研活動(dòng)中我校接到示范課“摩擦力”的教學(xué)任務(wù),我校課題組對(duì)于這節(jié)課進(jìn)行了多次的研討和磨課,其中在課堂引入的素材選擇上提出了很多建議也猶豫更換了很久.回顧這些素材的尋找過(guò)程,最終我們?cè)凇吧崩砟钪笇?dǎo)下,確定了教學(xué)用的素材,提供可選擇的素材有:

(1)推桌子游戲,推學(xué)生課桌或講臺(tái),觀察推桌子的過(guò)程和變化引出摩擦力.

(2)“分書(shū)本”,把兩本物理書(shū)每頁(yè)交叉疊放,努力分開(kāi),讓大力士表演.在此基礎(chǔ)上甚至可以把書(shū)本作為吊籃的懸掛,制作成吊籃成功表演秋千等.

(3)在實(shí)驗(yàn)2的基礎(chǔ)上,我們繼續(xù)找到撒貝寧主持的節(jié)目視頻(最終用大功率汽車也無(wú)法分開(kāi)),視頻結(jié)果較為震撼,有很好的教學(xué)引入功能.

(4)提“米罐子”游戲.

(5)夾彈珠游戲.

(6)爬桿子表演.

……

經(jīng)過(guò)課題組的努力找到了上述10余種不同的教學(xué)引入情境設(shè)計(jì)方案.設(shè)計(jì)(1)太過(guò)普通,學(xué)生學(xué)習(xí)新鮮感較少.設(shè)計(jì)(2)～(5)都有游戲懸念設(shè)置,整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程充滿了意外和刺激,有利于激發(fā)學(xué)生興趣.撒貝寧的節(jié)目視頻結(jié)果出乎意料的震撼,但是學(xué)生只能觀看,并不能真正融入學(xué)習(xí)情境,所以在“生生”理念指導(dǎo)下我們教研組選擇了從(2)、(4)、(5)、(6)中確定一個(gè).經(jīng)過(guò)進(jìn)一步地討論,設(shè)計(jì)(6)爬桿子表演由于材料和場(chǎng)地限制,1人表演他人觀看,學(xué)生參與度顯然不高.設(shè)計(jì)(2)讓學(xué)生分開(kāi)交叉書(shū)本比較普通,但是解釋比較復(fù)雜,一般也是2人表演多人觀看,如果制作成吊籃秋千,演示效果大為增加,但是參與者變化不大.設(shè)計(jì)(4)變化較少.最終我們選擇貼近學(xué)生(小時(shí)候基本玩過(guò))可普遍參與的設(shè)計(jì)(5),又在普通夾彈珠游戲基礎(chǔ)上做出一個(gè)變化提供2種筷子、2種彈珠(一個(gè)浸洗潔精)增加游戲體驗(yàn).設(shè)計(jì)(5)如圖3所示.

圖3 夾彈珠情境經(jīng)歷

當(dāng)然其他同仁可以采用不同的教學(xué)設(shè)計(jì)素材,通過(guò)對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)素材的研究選擇不僅提高了教學(xué)效果,也讓教師自己對(duì)摩擦力有了更清楚的認(rèn)識(shí).

3 生生實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新智造

“生生實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新智造”,定時(shí)開(kāi)放學(xué)校實(shí)驗(yàn)室,設(shè)置創(chuàng)新智造項(xiàng)目,提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力.

物理觀念的獲得以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),而實(shí)驗(yàn)過(guò)程中呈現(xiàn)的豐富多彩的現(xiàn)象,將給學(xué)生提出超出教材的種種問(wèn)題;習(xí)題、作業(yè)解答過(guò)程中,學(xué)生也會(huì)產(chǎn)生種種的疑惑,由此聯(lián)想很多他們“不相信”的盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的問(wèn)題,除非讓他們到實(shí)驗(yàn)室去,用實(shí)驗(yàn)去研究和評(píng)價(jià),這正是科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造所需要的科學(xué)素養(yǎng).

“到實(shí)驗(yàn)室去,到實(shí)驗(yàn)室來(lái)”,學(xué)校在課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)安排之外,面向?qū)W生定時(shí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生更多地走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,更多地接觸或者重復(fù)實(shí)驗(yàn),更多地去創(chuàng)造設(shè)計(jì)制作.

課堂演示實(shí)驗(yàn)和課堂分組實(shí)驗(yàn)一般都是參照教材要求進(jìn)行的,而學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程卻是一個(gè)廣闊而長(zhǎng)遠(yuǎn)的過(guò)程.在必修1第三章第2節(jié)“摩擦力”的學(xué)習(xí)過(guò)程中,高中學(xué)生對(duì)于靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的基本概念通過(guò)初中和高中課堂的學(xué)習(xí)雖然可以較好地掌握,但是對(duì)于靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的轉(zhuǎn)化及轉(zhuǎn)化點(diǎn)的大小變化,教材和教師往往可能處理的較為簡(jiǎn)單,而開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室可以讓學(xué)生自我設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn),解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理規(guī)律.

例如在某組學(xué)生的自主探究中,為了讓靜摩擦力轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)摩擦力的傳感器數(shù)據(jù)圖像更明顯,首先使用的是簡(jiǎn)單的木板和木塊,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)幾乎很難體現(xiàn)出教材所示的變化特點(diǎn),學(xué)生重復(fù)多次以后觀察討論得出了幾個(gè)原因:(1)傳感器問(wèn)題(我校傳感器比較落后年代久遠(yuǎn));(2)下面木板拉動(dòng)的速度快慢問(wèn)題;(3)摩擦力大小問(wèn)題.然后逐個(gè)研究如何調(diào)整,最終選擇了一個(gè)解決方案,在木塊上加放一個(gè)1.5 kg的實(shí)心球增加上面木塊的質(zhì)量,盡量勻速拉出木板,得到了較為合理的實(shí)際數(shù)據(jù)圖像,如圖4所示.

圖4 摩擦力的實(shí)驗(yàn)探究

通過(guò)該探究案例的解決,該組學(xué)生在操作能力、分析解決能力等學(xué)科素養(yǎng)上得到了切實(shí)的落實(shí)和提高.

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)教師引導(dǎo)—學(xué)生預(yù)約控制時(shí)間和人數(shù),設(shè)置研究課題智創(chuàng)評(píng)獎(jiǎng)來(lái)引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生研發(fā)熱情,提升學(xué)生的創(chuàng)新能力.

4 生生體驗(yàn) 生活物理

“生生體驗(yàn)、生活物理”,充分利用學(xué)校資源,拓展學(xué)習(xí)空間和時(shí)間,課外開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,增加學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)機(jī)會(huì).

生活即物理,課堂教學(xué)的空間和時(shí)間總是不足以使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)和規(guī)律有充分的理解和參與.充分挖掘?qū)W校的生活資源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成學(xué)生學(xué)習(xí)資源,拓展學(xué)習(xí)空間和時(shí)間,幫助學(xué)生更多更好地參與學(xué)習(xí)過(guò)程,加深對(duì)物理觀念的理解和建構(gòu).

例如選擇性必修1第三章“機(jī)械波”“機(jī)械波的形成和描述”這兩節(jié)內(nèi)容的教學(xué),一般的教學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)通過(guò)一組同學(xué)(7,8位)上臺(tái)牽手表演來(lái)演示波的形成原理,而實(shí)際上由于課堂場(chǎng)地和教學(xué)時(shí)間的限制,學(xué)生在課堂上的活動(dòng)參與度并不能太高,因此我們借用體育生訓(xùn)練用的“甩長(zhǎng)繩”,課外讓學(xué)生無(wú)限制地積極參與“甩”的過(guò)程和對(duì)繩波的觀察,如圖5所示.通過(guò)親身體驗(yàn)讓繩波深入學(xué)生的記憶,然后結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容可以使學(xué)生更生動(dòng)深入地掌握波的概念,分析理解波的形成和傳播.

圖5 甩長(zhǎng)繩演示“波”的形成和傳播

在必修1第四章第6節(jié)“超重和失重”的課堂設(shè)計(jì)時(shí),一般的設(shè)計(jì)會(huì)采用讓學(xué)生上臺(tái),站在體重計(jì)上做起立和下蹲的動(dòng)作,通過(guò)攝像頭觀察體重計(jì)示數(shù)的變化,如圖6所示.如此設(shè)計(jì)操作同樣限制了學(xué)生的參與度,我們?cè)诮虒W(xué)之余每班放置一個(gè)體重計(jì),在體藝館放置一個(gè)大型體重計(jì),努力增加學(xué)生體驗(yàn)機(jī)會(huì).

圖6 起立和下蹲的超失重現(xiàn)象體驗(yàn)

在課堂教學(xué)之余,充分利用學(xué)校資源拓展學(xué)生活動(dòng)空間和時(shí)間,很好地突破了課堂教學(xué)的限制,對(duì)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)理解和掌握起到了極大的補(bǔ)充作用.

核心素養(yǎng)基本理念之一是要求改變過(guò)去過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授,而應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維和獨(dú)立思考創(chuàng)新的能力.學(xué)生可以提出質(zhì)疑,讓學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性得到較大的發(fā)揮,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、提升學(xué)生的核心素養(yǎng).而良好的設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)進(jìn)行的基礎(chǔ),如何更好更多地讓學(xué)生體驗(yàn)、實(shí)踐、總結(jié)、質(zhì)疑,提升學(xué)生的學(xué)科能力和科學(xué)素養(yǎng),筆者認(rèn)為在設(shè)計(jì)源頭上立足“生生”理念,定能“為有源頭活水來(lái)”.