讓物理課堂情境“動(dòng)起來(lái)”

阮偉文

新課程的改革是一項(xiàng)涉及教育理念、教學(xué)方法、教材到評(píng)價(jià)改革的系統(tǒng)工程。課程改革需要理論指導(dǎo)，也需要實(shí)踐的支撐。其中情景教學(xué)設(shè)計(jì)就是把新課程和新教材應(yīng)用于物理教學(xué)的一個(gè)實(shí)踐上的突破口。情景教學(xué)設(shè)計(jì)，是針對(duì)不同的知識(shí)，不同的對(duì)象，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒?，提供具體活動(dòng)場(chǎng)景或?qū)W習(xí)資源，進(jìn)行情景設(shè)計(jì)的一種優(yōu)化設(shè)計(jì)。

情景教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用于教學(xué)中表現(xiàn)為一種學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，即以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以提高學(xué)生的物理探究能力為目標(biāo)，使情景貫穿于探究過(guò)程始終，通過(guò)教師的有效啟發(fā)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，進(jìn)而能夠自主探究，自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到能力的培養(yǎng)與提高?，F(xiàn)以高中物理教材《加速度》一節(jié)為例，對(duì)物理情景教學(xué)設(shè)計(jì)談一些體會(huì)。

一、利用生活經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情景

物理學(xué)的原理、規(guī)律深深地植根于人們的生活和生產(chǎn)實(shí)踐之中。真實(shí)的情景是最接近學(xué)生的生活體驗(yàn)，最易調(diào)動(dòng)學(xué)生的全部感受力和經(jīng)驗(yàn)的情景。生活中到處都存在著物理情景，學(xué)生在進(jìn)入物理學(xué)習(xí)之前，對(duì)這些情景就已經(jīng)有了一定的感知，為物理學(xué)習(xí)提供了一定的感性材料，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解和體會(huì)。例如在“加速度”課題引入時(shí)，我創(chuàng)設(shè)了如下的情景：

情景1：劉翔起跑

情景2：莽蛇捕食

情景3：賽車(chē)加速

師：這些運(yùn)動(dòng)有什么共同的特點(diǎn)？

生：都是在很短的時(shí)間速度發(fā)生了很大的變化。

評(píng)注：由于所創(chuàng)設(shè)的情景具有真實(shí)性，生動(dòng)性和豐富性，借助情景引導(dǎo)學(xué)生從身邊的物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)從未思考過(guò)的物理問(wèn)題，帶著解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，自主探究得到正確的結(jié)論。

二、利用多媒體模擬物理情景

中學(xué)物理里，有很多抽象的物理過(guò)程，物理模型，平面的示意圖也無(wú)法形象的進(jìn)行描述。如果情景教學(xué)設(shè)計(jì)中能夠通過(guò)動(dòng)態(tài)的畫(huà)面將一些看不見(jiàn)、摸不著、課堂教學(xué)中不便演示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理圖景、物理過(guò)程展示出來(lái)，有助于形成正確的物理形象，使視覺(jué)參與思維，促進(jìn)對(duì)問(wèn)題的感知與探究。例如在講述物體的速度變化與時(shí)間有何定量關(guān)系時(shí)，我用多媒體模擬了以下的物理情景。

情景4：

師：給大家推薦兩款車(chē)，紅色的是寶馬汽車(chē)，藍(lán)色的是法拉利賽車(chē)，用課件模擬了每隔兩秒頻閃相機(jī)拍攝的兩輛車(chē)從靜止到運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

生：每隔兩秒，紅色汽車(chē)的速度從0增大到20m/s，40m/s，60m/s，80m/s，100m/s。

師：請(qǐng)大家注意觀察紅色汽車(chē)的速度變化與時(shí)間的比值有何特點(diǎn)？

生：列出式子■m/s2=■m/s2=■m/s2=■m/s2=■m/s2，速度的增加與時(shí)間的比值相等。

師：藍(lán)色賽車(chē)是否也具有這樣的特點(diǎn)呢？

生：每隔兩秒，藍(lán)色賽車(chē)的速度從0增大到40m/s、80m/s、120m/s、160m/s、200m/s.列出式子■m/s2=■m/s2

=■m/s2=■m/s2=■m/s2，速度的增加與時(shí)間的比值相等。

師；如果你是賽車(chē)手，你會(huì)選擇哪輛車(chē)？

生1：賽車(chē)，因?yàn)樗乃俣却?，他的速度變化的快?/p>

生2：速度從0-80m/s，汽車(chē)要4秒而賽車(chē)只要2秒，賽車(chē)的速度變化的快。

生3：而取相同的時(shí)間6秒，汽車(chē)增加了60m/s，而賽車(chē)增加了120m/s，賽車(chē)的速度變化的快。

生4：即使取任意時(shí)間的比值都可以看出賽車(chē)的速度增加的更快，所以首選賽車(chē)。

評(píng)注：新課程也明確提出了教師不僅是課程的實(shí)施者，而且也是課程的開(kāi)發(fā)者的新觀念。另外，教師本身就是一種素材性課程資源和條件性課程資源的載體，這些優(yōu)勢(shì)使教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中更是大有作為。利用多媒體課件，教師對(duì)教材進(jìn)行創(chuàng)新的靈感能夠更好的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)課件模擬了每隔兩秒頻閃相機(jī)拍攝的兩輛車(chē)從靜止到運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，以及通過(guò)兩輛車(chē)的選擇，能夠給學(xué)生形象的物理模型，有助于加速度概念的引出。

三、用物理實(shí)驗(yàn)觀察物理情景

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在情景教學(xué)設(shè)計(jì)中，利用恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情景，有利于將物理過(guò)程直觀化，可信化。新課程的一個(gè)特色就是用DIS實(shí)驗(yàn)取代了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜過(guò)程，把復(fù)雜的數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)處理交由計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)完成。例如在探究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，我用DIS實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)了如下的情景：

情景5：

師：我們要研究的是小車(chē)在斜面運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。大家想想看要測(cè)量的是哪些物理量？

生：我們需要記錄多組不同的位置的速度以及所用的時(shí)間來(lái)探究小車(chē)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

師：今天我給同學(xué)們介紹一種新儀器，DIS數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。它由光電門(mén)一，光電門(mén)二，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成，光電門(mén)傳感器是計(jì)時(shí)儀器，他的光電管就象這支激光筆能發(fā)出激光，能夠測(cè)出檔光片的遮光時(shí)間，已知遮光板寬度和測(cè)得的時(shí)間，列出式子，測(cè)出的是平均速度。如果檔光片的寬度很小，測(cè)出的是小車(chē)瞬時(shí)速度。同時(shí)還可以記錄兩光電門(mén)的時(shí)間。同時(shí)采集到的數(shù)據(jù)能夠在計(jì)算機(jī)中顯示的是：Δv，Δt，a=■這些物理量。

實(shí)驗(yàn)：小車(chē)沿斜面下滑，探究速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。

師：特別要注意Δv和a=■怎么變化？

師：從表格顯示的測(cè)出的幾組數(shù)據(jù)中大家能找出什么規(guī)律嗎？

生：速度變化越來(lái)越大。

師：Δv越大，表示的變化量越大，即速度改變的越快。對(duì)嗎？為什么？

生：不對(duì)，還要看Δt，從計(jì)算機(jī)顯示的數(shù)據(jù)可以看出速度隨時(shí)間是均勻變化的，速度與時(shí)間的比值是一個(gè)定值。

師：我們畫(huà)出速度隨時(shí)間變化的圖象。通過(guò)計(jì)算機(jī)根據(jù)所測(cè)的數(shù)據(jù)，在速度時(shí)間圖象中進(jìn)行描點(diǎn)連線，是一條直線。也可以看出速度隨時(shí)間是均勻變化的，速度與時(shí)間的比值是一個(gè)定值。

師：如果改變斜面的傾角，速度與時(shí)間的比值還是個(gè)定值嗎？與第一次相比是變大還是變小呢？可以猜想（再做實(shí)驗(yàn)來(lái)研究）。與第一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較，通過(guò)計(jì)算機(jī)根據(jù)所測(cè)的數(shù)據(jù)，我們算出加速度的值。我們會(huì)發(fā)現(xiàn)斜面越高，加速度越大。也就是速度變化的更快。

評(píng)注：通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)，能夠強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的探究性，重在對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，給學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。學(xué)生通過(guò)視覺(jué)在掌握知識(shí)，增加學(xué)習(xí)物理興趣的同時(shí)，不斷提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的根本轉(zhuǎn)變，從而更好的認(rèn)識(shí)勻變速運(yùn)動(dòng)是加速度恒定的運(yùn)動(dòng)。

四、利用圖形圖像優(yōu)化物理情景

物理學(xué)中有很多抽象的內(nèi)容，很難通過(guò)教師的語(yǔ)言，學(xué)生的想象使之形象的出現(xiàn)在學(xué)生的頭腦中。情景教學(xué)設(shè)計(jì)中，借助圖形圖像設(shè)計(jì)情景，將抽象概念、規(guī)律以及物理模型用學(xué)生易接受的語(yǔ)言圖示，“繪”為學(xué)生知曉的“形”，使之生動(dòng)、形象的展現(xiàn)于學(xué)生眼前，有利于幫助學(xué)生體驗(yàn)物理過(guò)程，建立起正確的物理形象。例如在介紹日常生活中的測(cè)速儀時(shí)，我展示圖片設(shè)計(jì)了以下情景。

情景6：汽車(chē)車(chē)頭的測(cè)速計(jì)

情景7：多譜勒測(cè)速儀

情景8：移動(dòng)電子警察測(cè)速儀

評(píng)注：新教材內(nèi)容豐富，形式多樣，圖形的設(shè)計(jì)趣味性強(qiáng)， 排版設(shè)計(jì)精美，且色彩鮮麗，為情景教學(xué)設(shè)計(jì)提供了很好的條件。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)借助圖片把教學(xué)內(nèi)容以生動(dòng)，直觀的形式呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，把枯燥乏味的知識(shí)， 變?yōu)樯鷦?dòng)活潑的情景，使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容理解得更容易，更透切。

質(zhì)量是教學(xué)的生命線，課堂教學(xué)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一。改革課堂教學(xué)方法，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，把學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主探究的過(guò)程作為物理教學(xué)的主要手段，是目前實(shí)踐新課程的一個(gè)重心所在。而把情景教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)用于物理教學(xué)，則是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。通過(guò)貫穿于教學(xué)始終的情景設(shè)計(jì)，可以加深對(duì)物理模型的理解，激發(fā)學(xué)生探索問(wèn)題的興趣，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，提高分析問(wèn)題、探究推理能力，以及解決物理問(wèn)題的能力。因此，如何把情景教學(xué)設(shè)計(jì)更好的應(yīng)用于物理教學(xué)，是一個(gè)值得教學(xué)工作者長(zhǎng)期探討的問(wèn)題。實(shí)施情景教學(xué)設(shè)計(jì)既是一個(gè)挑戰(zhàn)，同時(shí)也是物理基礎(chǔ)教育得到更好發(fā)展的一次機(jī)遇。