以“機(jī)械能守恒定律”為例構(gòu)建探究性教學(xué)情景

摘 要：以“機(jī)械能守恒定律”一課為例，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景來引入新課，再通過構(gòu)建探究情景來讓學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)關(guān)于機(jī)械能守恒定律的知識(shí)。體現(xiàn)了新課程理念下的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的原則。

關(guān)鍵詞：教學(xué)情景；高中物理；探究性情景

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、研究背景

美國(guó)實(shí)用主義教育家杜威認(rèn)為：“如果想得到某些方面的知識(shí)，就必須親自嘗試一下，而不能道聽途說?！贝送?，薩其曼的探究訓(xùn)練模式訓(xùn)練學(xué)生組織資料，進(jìn)行了因果關(guān)系的推理以及建立驗(yàn)證理論。這種模式再現(xiàn)了科學(xué)家進(jìn)行探索的過程，對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和推理能力等大有裨益。薩其曼堅(jiān)信課堂上要開展探究教學(xué)必須滿足三個(gè)條件：

第一，有一個(gè)集中學(xué)生注意的焦點(diǎn)，最好是一個(gè)能引起學(xué)生驚異的事件或現(xiàn)象；

第二，學(xué)生享有探索的自由；

第三，有一個(gè)豐富的容易引起反應(yīng)的環(huán)境。

“探究”是一種研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，即學(xué)生以類似或模擬科學(xué)研究的方式開展學(xué)習(xí)活動(dòng)的教學(xué)組織方式。探究是科學(xué)教育的核心部分，在教學(xué)中必須引入探究過程。

本文以“機(jī)械能守恒定律”這節(jié)課為例說明高中物理課堂中探究性教學(xué)情景的構(gòu)建方法。

二、探究性教學(xué)情景的構(gòu)建

教學(xué)情景1：

問題1：一個(gè)足球被運(yùn)動(dòng)員一腳踢飛后，在飛行過程中的這一瞬間，足球具有哪些能量？

問題2：足球在飛行過程中，能量是一成不變的還是時(shí)刻變化的？哪位同學(xué)幫我們分析足球從飛出到落地這個(gè)過程中動(dòng)能和勢(shì)能是如何變化的？

問題3：我們發(fā)現(xiàn)一種能量減少，另一種能量就增大，那么勢(shì)能和動(dòng)能在這個(gè)過程中的轉(zhuǎn)化是否存在定量的關(guān)系呢？

教學(xué)情境2：

問題1：質(zhì)量為1千克的小球自由下落，初始位置距地面10 m高。取地面為零勢(shì)能面，我們可以知道小球初始狀態(tài)的機(jī)械能是動(dòng)能加勢(shì)能等于100 J。接下來我們來計(jì)算小球在下落過程中每下降1 m，重力勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能分別是多少。仔細(xì)觀察咱們算出的這幾組數(shù)據(jù)，同學(xué)們能從中得出什么信息呢？

問題2：剛才我們的計(jì)算都是建立在忽略空氣阻力的前提下進(jìn)行的，若空氣阻力不可忽略時(shí)又如何呢？假定阻力為0.2 mg，同學(xué)們?cè)儆?jì)算每下降1 m重力勢(shì)能、動(dòng)能和機(jī)械能分別是多少？

問題3：機(jī)械能守恒是需要條件的，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)這兩種情況進(jìn)行比較討論：在重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化過程中，什么情況下機(jī)械能守恒？

三、反思與總結(jié)

建構(gòu)主義理論要求學(xué)習(xí)環(huán)境中的“情景”必須有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的“意義建構(gòu)”。學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械能時(shí)精心準(zhǔn)備了一個(gè)被踢飛的足球這一生活情景，利用學(xué)生生活中的實(shí)例，讓他們覺得物理知識(shí)就在身邊的同時(shí)，對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣。學(xué)生根據(jù)自己的計(jì)算結(jié)果，得到了機(jī)械能守恒這一物理規(guī)律“情景”，認(rèn)識(shí)更深刻。并且通過忽略阻力和考慮阻力兩種情況的對(duì)比結(jié)合、已經(jīng)掌握的功能關(guān)系，自己總結(jié)機(jī)械能守恒的條件：只有重力做功。

在物理課堂上實(shí)行探究性情境教學(xué)的辦法是創(chuàng)設(shè)能夠促進(jìn)教師與所有的學(xué)生共同的交互活動(dòng)的學(xué)習(xí)情境，讓所有學(xué)生參與物理規(guī)律的得出過程，盡管這些過程并不能再現(xiàn)科學(xué)家真實(shí)的探索過程，但是對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和推理能力等大有裨益。而且學(xué)生通過親歷親為的實(shí)踐、分析、驗(yàn)證、總結(jié)等研究過程獲得的物理規(guī)律才是真正可以用來解決實(shí)際問題的物理知識(shí)。

“參與”是情境學(xué)習(xí)的核心要素。讓我看，我記不??；讓我聽，我會(huì)忘記；讓我參與，我就會(huì)理解、明白。

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作者簡(jiǎn)介：董雙麗（1982—），女，山西省繁峙人，理學(xué)博士，山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)在職教師。

（作者單位 山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)）