用實(shí)驗(yàn)探究“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述” 生成動(dòng)態(tài)課堂

戴靜華

(前黃高級(jí)中學(xué) 江蘇 常州 213161)

編者按：新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀”三個(gè)維度目標(biāo).如何經(jīng)歷過(guò)程是落實(shí)新課標(biāo)的關(guān)鍵.“生成動(dòng)態(tài)課堂”本質(zhì)上是進(jìn)行課堂教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，應(yīng)很好地提倡和研究.

摘要：以“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述”這節(jié)課為例，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考，通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神．

關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)探究 動(dòng)態(tài)課堂

高中物理《課程標(biāo)準(zhǔn)》在課堂基本理念中指出：“高中物理應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究，勇于實(shí)驗(yàn)，勤于思考，通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神”．可見(jiàn)，必須在物理課堂中關(guān)注“生成”，物理課堂“生成”是教學(xué)本質(zhì)的內(nèi)在要求．

1 明確探究目標(biāo) 預(yù)設(shè)教學(xué)策略

如何制定清晰的探究目標(biāo)呢?探究目標(biāo)的制定要依據(jù)探究?jī)?nèi)容和學(xué)生已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)特點(diǎn)而制定．

“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述”這一節(jié)課，以彈簧振子為例，在觀察其振動(dòng)過(guò)程位移變化的周期性、振動(dòng)快慢的特點(diǎn)時(shí)，引入描繪簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量(振幅、周期、頻率)，再通過(guò)單擺實(shí)驗(yàn)引出相位的概念，最后對(duì)比前一節(jié)得出的圖像和數(shù)學(xué)表達(dá)式，進(jìn)一步體會(huì)這些物理量的含義，并通過(guò)“科學(xué)漫步”欄目將以上知識(shí)和生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)．

教學(xué)難點(diǎn)1：理解在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中周期和頻率的確切含義．通過(guò)不同的彈簧振子進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)觀察，引導(dǎo)學(xué)生探究彈簧振子的周期和頻率取決于哪些量，讓學(xué)生自己歸納總結(jié)．

教學(xué)難點(diǎn)2：什么叫相位．教科書(shū)并不就相位這個(gè)概念進(jìn)行“深挖洞”，而是通過(guò)闡述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的x-t函數(shù)和這三個(gè)物理量的聯(lián)系，使學(xué)生能在具體的x-t函數(shù)式中識(shí)別簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期(或頻率)、相位，這樣做就在一定程度上化解了難點(diǎn)．

物理教學(xué)是有目標(biāo)、有計(jì)劃的活動(dòng)，因此課堂教學(xué)的生成性與預(yù)設(shè)性是同一事物的兩個(gè)不同方面，都是課堂的基本屬性．

在新課程理念下，我們強(qiáng)調(diào)課堂的動(dòng)態(tài)生成，然而“并不主張教師和學(xué)生在課堂上漫無(wú)目的地展開(kāi)教學(xué)”，而是強(qiáng)調(diào)要有教學(xué)方案的設(shè)計(jì).明確要求在教案中要有三維教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，教學(xué)過(guò)程的動(dòng)態(tài)生成創(chuàng)設(shè)條件，然后按預(yù)設(shè)開(kāi)展教學(xué)，動(dòng)態(tài)生成．不能正確處理預(yù)設(shè)與生成關(guān)系的課堂教學(xué)，是“目標(biāo)虛化，內(nèi)容泛化，生成無(wú)效”的主要原因，應(yīng)引起充分重視．

2 在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)探究 生成動(dòng)態(tài)課堂

2.1 觀察實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題 激發(fā)認(rèn)知的興趣

實(shí)驗(yàn)演示：觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，有哪些特點(diǎn)？可以引入什么樣的物理量來(lái)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？小組討論，回答問(wèn)題并闡述理由．

小組活動(dòng)1：觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，可知振子總在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)．以平衡位置為原點(diǎn)，物體離開(kāi)平衡位置的距離有一個(gè)最大值，可以引入最大值的概念．同時(shí)彈簧振子的運(yùn)動(dòng)具有往復(fù)性，可以引入周期的概念．

小組活動(dòng)2：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離不同，振動(dòng)的強(qiáng)弱不同，并用音叉實(shí)驗(yàn)演示、輕敲一下音叉，聲音不太響，音叉振動(dòng)的振幅較小，振動(dòng)較弱；重敲一下音叉，聲音較響，音叉振動(dòng)的振幅較大，振動(dòng)較強(qiáng)．

歸納引出：(1)振幅A.振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離．表示振動(dòng)的強(qiáng)弱．(2)振動(dòng)的周期T.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的時(shí)間．(3)振動(dòng)的頻率f.單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)．周期和頻率都是表示振動(dòng)的快慢．

動(dòng)態(tài)生成的課堂是精彩的課堂，動(dòng)態(tài)生成的課堂需要教師精心的預(yù)設(shè)，動(dòng)態(tài)生成的絕不是封閉的系統(tǒng)，而是開(kāi)放的系統(tǒng).這種開(kāi)放體現(xiàn)了課堂的豐富性與課堂的真正活力.因此，在“以問(wèn)題為中心”的課堂教學(xué)模式中，教師不應(yīng)當(dāng)刻意追求自己預(yù)設(shè)問(wèn)題的呈現(xiàn)，更應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生對(duì)問(wèn)題的表現(xiàn)，重視學(xué)生提出的問(wèn)題，這既是動(dòng)態(tài)生成的需要，更是培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題意識(shí)與問(wèn)題能力的必然要求．教師應(yīng)當(dāng)用欣賞的眼光看待來(lái)自學(xué)生的問(wèn)題(對(duì)或錯(cuò)都無(wú)關(guān)緊要)．只要我們留心，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，來(lái)自學(xué)生的提問(wèn)經(jīng)常會(huì)成為課堂上一道風(fēng)景線(xiàn)，給課堂帶來(lái)生動(dòng)與精彩，甚至還給教學(xué)帶來(lái)意外的收獲．有時(shí)學(xué)生提出的問(wèn)題是非常有價(jià)值的，也許教師與學(xué)生共同探討這個(gè)問(wèn)題會(huì)影響既定教學(xué)任務(wù)的完成，然而，在師生對(duì)這個(gè)問(wèn)題的共同探討中，學(xué)生的收獲及對(duì)學(xué)生問(wèn)題能力的培養(yǎng)是無(wú)需多言的．

2.2 引導(dǎo)深入探究 突破教學(xué)難點(diǎn)

引導(dǎo)學(xué)生探究彈簧振子的周期和頻率取決于哪些量．

探究問(wèn)題1：彈簧振子的周期與振幅是否有關(guān)．

探究問(wèn)題2：彈簧振子的周期與振子的質(zhì)量是否有關(guān)．

探究問(wèn)題3：彈簧振子的周期與彈簧的勁度系數(shù)是否有關(guān)．

在實(shí)驗(yàn)中需要注意幾個(gè)問(wèn)題：

(1)如何測(cè)量彈簧振子的周期？

(2)如何減小測(cè)量的誤差？

(3)秒表的使用，如何準(zhǔn)確讀數(shù)？

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的研究分析討論后，教師組織學(xué)生給各小組或個(gè)人一些機(jī)會(huì)，以自己想到的各種各樣的方式，來(lái)展示他們的探究工作．這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)促進(jìn).當(dāng)某個(gè)小組或某人為他們自己的結(jié)論進(jìn)行解釋、闡明、澄清或辯護(hù)時(shí)，會(huì)促使學(xué)生有了更深層次的理解．當(dāng)學(xué)生交流了他們的發(fā)現(xiàn)和解釋?zhuān)⒙?tīng)他人對(duì)這些數(shù)據(jù)、資料、信息的解釋或推論時(shí)，他們將會(huì)被啟發(fā)、被引導(dǎo)著去反思自我，接受其他人的建設(shè)性批評(píng)，或?qū)@些批評(píng)做出反應(yīng)．

新課程中學(xué)物理概念教學(xué)，應(yīng)以新的教學(xué)理念為指導(dǎo)，應(yīng)在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)情境與條件，激發(fā)興趣，喚起好奇心，充分發(fā)揮學(xué)生主體性.在構(gòu)建物理概念的同時(shí)，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)．在教學(xué)中，要善于指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn) 、推理、演繹、歸納等方法對(duì)物理概念進(jìn)行理解，使學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，特別是經(jīng)歷由具體到抽象再由抽象詮釋具體的反復(fù)過(guò)程，使學(xué)生形成清晰而準(zhǔn)確的物理概念．

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，歸納得出：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期或頻率與振幅無(wú)關(guān)．振子的周期(或頻率)由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定,稱(chēng)為振子的固有周期(或固有頻率)．

例如:一面鑼?zhuān)挥幸环N聲音，用錘敲鑼?zhuān)l(fā)出響亮的鑼聲, 鑼聲很快弱下去，但不會(huì)變調(diào)．?dāng)[動(dòng)著的秋千，雖擺動(dòng)幅度發(fā)生變化，但頻率不發(fā)生變化．彈簧振子在實(shí)際的振動(dòng)中，會(huì)逐漸停下來(lái)，但頻率是不變的．這些都說(shuō)明所有能振動(dòng)的物體，都有自己的固有周期或固有頻率．

2．3 積極思維主動(dòng)探索 培養(yǎng)創(chuàng)新能力

新課程教學(xué)的本質(zhì)在于使學(xué)生得到主動(dòng)發(fā)展，而“發(fā)展”卻是一個(gè)動(dòng)態(tài)的生成過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中的因素和情景無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)見(jiàn)，因而會(huì)產(chǎn)生許多生成性問(wèn)題．

課本通過(guò)單擺實(shí)驗(yàn)引出相位的概念，而在課堂上學(xué)生提出用彈簧振子同樣可以解釋相位差的問(wèn)題．

總結(jié)：我們用相位來(lái)表示周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的不同狀態(tài).振動(dòng)步調(diào)相同，我們就說(shuō)是相位相同;振動(dòng)步調(diào)不同，我們就說(shuō)是具有一定的相位差．

“生成”性課堂中，學(xué)生帶著自己的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、思考、靈感、熱情參與其中．但在傳統(tǒng)教學(xué)中不乏看到這樣的現(xiàn)象：學(xué)生的獨(dú)特見(jiàn)解在很大程度上超越了教師的預(yù)定方案，而教師擔(dān)心打亂自己的想法，使精彩的課堂留下了諸多“尷尬和遺憾”．“生成”教學(xué)允許學(xué)生提出預(yù)設(shè)下或不預(yù)設(shè)下的“問(wèn)題”，教師幫助學(xué)生探究“問(wèn)題”和共同解決“問(wèn)題”，這才是真正意義上地滿(mǎn)足了學(xué)生的參與要求．

3 反思教學(xué)過(guò)程 提高“生成”的延展性

實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)是物理教學(xué)實(shí)現(xiàn)有效性實(shí)施創(chuàng)新教育的重要基礎(chǔ)和手段，實(shí)驗(yàn)不僅對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐能力具有不可替代的作用，而且也是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)創(chuàng)新氛圍，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，提高科學(xué)素質(zhì)的有效途徑．探究的目的是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神．教師在設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)要分析和把握課堂教學(xué)中每個(gè)探究課題的知識(shí)目標(biāo)和能力目標(biāo)，并把知識(shí)的學(xué)習(xí)和能力的培養(yǎng)落實(shí)到學(xué)生的探究行為上．不能把科學(xué)探究活動(dòng)搞成學(xué)生的娛樂(lè)活動(dòng)，既沒(méi)有收集到必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也無(wú)法進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析并形成結(jié)論．同時(shí)，科學(xué)探究不能由教師代辦，也不能完全放手讓學(xué)生去做．在探究過(guò)程中，學(xué)生聯(lián)系已有的知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)、資料進(jìn)行大膽的分析，得出結(jié)論．在這個(gè)過(guò)程中，教師一定要把握好角色，教師是學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)者，探究過(guò)程的引導(dǎo)者，探究式課堂的組織者．

通過(guò)主動(dòng)計(jì)劃、檢查、評(píng)價(jià)、反饋及調(diào)控自身的教學(xué)行為，并善于反思提煉、積極探索，教師既提高了課堂教學(xué)效果，又找到了自我完善的有效途徑，生成性課堂教學(xué)就能適時(shí)達(dá)到最佳效果．

參考文獻(xiàn)

1 葉瀾.讓課堂煥發(fā)出生命的活力.教育研究,1997(09)

2 朱志平.課堂動(dòng)態(tài)生成資源論.北京：高等教育出版社，2008