走進學生世界 觸摸課堂脈搏

張鵬

摘 ? 要：簡單樸素的器材制成的實驗裝置往往比經典實驗裝置對學生更具親和力，更能有效引導學生突破錯誤前概念;教學活動的組織只有充分滿足學生的心理需求，才有可能激起學生的求知欲望。

關鍵詞：前概念;彈簧測力計;學生心理;主動學習

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2019）5-0077-4

2018年3月份筆者在學校上了一節(jié)公開課——《二力平衡》，兩次使用彈簧測力計制作的簡單裝置，迅速、有效地糾正了學生的前概念，由于教學進度不統(tǒng)一，之后在宜興市初二物理研討會上上了一節(jié)力學起始課《力 彈力》，這兩節(jié)課都涉及到彈簧測力計。當筆者重新回味以前的教學設計，發(fā)現(xiàn)了一些教學設計中沒有注意到的盲區(qū)，導致目標定位出現(xiàn)了一些始料未及的變化。而平時教學中不注意的潛在問題，恰能引導教師通過了解學生真實的內心，更好地激發(fā)學生的興趣，調動學生學習的主動性?，F(xiàn)將具體過程呈現(xiàn)出來，以供交流、參考，不當之處敬請指正。

在學校試上《二力平衡》這節(jié)課，根據(jù)筆者以往的經歷，感到利用教材的經典實驗裝置來驗證二力平衡的條件，存在幾處問題：平衡狀態(tài)被學生容易接受的是靜止狀態(tài)，因此驗證二力平衡的大小關系一般從靜止狀態(tài)開始驗證;學生使用彈簧測力計測量物體重力時，考慮學生缺乏二力平衡的知識儲備，教師往往直接告知學生，靜止物體所受豎直向上的拉力和重力大小相等，這一點學生的內心其實是不認同的。生活中的經驗早就幫助學生形成了錯誤的前概念——水平方向拉小車，小車不動時，靜止小車所受拉力大于摩擦力，因此在探索平衡力的大小關系前，教師必然要先利用學生的生活感受，引發(fā)學生認知和教師前面灌輸知識之間的思維沖突，讓學生對平衡力的大小關系充滿好奇，喚醒學生主動探索的欲望。理論上講，用如圖1所示的課本實驗裝置很合適，但由于實驗器材相對復雜，相當一部分學生一時半會難以接受，以往實驗驗證二力平衡的大小關系過程中，學生熱情不高，教學效果難如人意。筆者借用如圖2的一個設計方案，很好地彌補了書本裝置的這一缺陷。用兩個經過水平校零的彈簧測力計，拉住正方形紙片對角線上的兩孔，通過觀察彈簧測力計的示數(shù)來驗證二力平衡的大小關系，不斷增大拉力使紙片處于靜止狀態(tài)，多次實驗驗證靜止這種平衡狀態(tài)時二力的大小關系。由于實驗器材簡單、樸素，操作容易，能夠在課堂迅速、有效地幫助學生擺脫錯誤前概念的糾纏，教學過程自然流暢。后續(xù)教學中指出此方案的缺點，放在手上不方便操作，可以自然過渡到書本典型實驗裝置，驗證二力平衡的另外三個條件。

如果僅僅從靜止狀態(tài)入手驗證二力平衡的大小關系，否定學生錯誤前概念過程顯然進行得不徹底，原因是學生對勻速直線運動狀態(tài)也存在前概念需要否定。生活經驗同樣幫助學生形成了勻速直線運動時的錯誤前概念——當拉力大于物體重力時，物體向上運動，因此學生認為向上運動的物體（包括勻速直線運動），拉力大于重力?？紤]實驗結論的普遍性，有必要從勻速直線運動這種平衡狀態(tài)入手，再次實驗驗證。

書本裝置驗證二力平衡的大小關系時，考慮繩子和滑輪之間的摩擦，驗證勻速直線運動時平衡力的大小關系很不方便。筆者將書本課后一個實驗活動修改后前置（如圖3），該活動裝置更接近生活產生錯誤前概念的原型，運用前面靜止狀態(tài)時二力平衡大小相等的實驗結論，先用彈簧測力計靜止時測出兩鉤碼的重力，然后通過觀察彈簧測力計示數(shù)來判斷，勻速向上直線運動時、勻速向下直線運動時，拉力和重力的大小關系。當然，實驗前對學生進行了引導，為最大限度接近勻速直線運動，要求彈簧測力計吊兩鉤碼必須緩慢運動;當實驗現(xiàn)象出乎學生意料時，一下子打破了學生的這種心理定勢，此實驗從學生生活中來，完全否定了生活中的所謂的常識，學生自然徹底地實現(xiàn)了感性認識向理性知識的轉化。

身邊常見材料制作的實驗器材能夠迅速縮短學生和課程的心理差距，器材簡單、方便操作，給學生自己動手創(chuàng)造了機會，增加了實驗對學生的吸引力。教學設計越走近、走進學生的世界，越容易在探索未知領域時觸發(fā)學生的好奇心，使學生對學習產生期待和向往，教學過程就越具有感染力。

經過彈簧測力計測量重力、滑動摩擦力的課堂活動，再聯(lián)系估測氣壓大小、探究杠桿平衡條件等活動，發(fā)現(xiàn)學生缺乏水平校零、倒置校零的想法，當然不能理解為何要如此操作。筆者強烈感受到課堂活動中讓學生了解彈簧測力計的結構、制作彈簧測力計的必要性。

《力 彈力》的教學涉及內容較多，既有利用生活的力現(xiàn)象歸納力概念環(huán)節(jié)，又有引導學生自主構建彈力概念、揭示彈性形變與外力關系的分組實驗活動，后面還有粗略介紹彈簧測力計的原理，再讓學生通過閱讀方式學會使用彈簧測力計的活動，最后是介紹彈性勢能的板塊。前面力和彈力比較抽象，教學環(huán)節(jié)比較繁瑣、零碎，不容易組織，后面受時間限制，使用彈簧測力計的過程往往只是走過場，導致學生缺乏對彈簧測力計的制作原理、使用注意點的充分了解。

學生首次接觸到彈簧測力計，對此具有一定的神秘感，有參與的心理需求。同時，考慮彈簧測力計結構簡單，使學生參與探索彈簧測力計的制作過程具有可能性。而且，它的制作必然涉及力、彈力的產生原因，這就為以探究彈簧測力計為主線組織教學確立了目標。于是，筆者預設了這樣的教學方案：利用彈簧、橡皮筋、氣球、直尺、橡皮泥這些非常生活化的材料來幫助學生完成探索任務，中間穿插了幾個活動，引領學生自主構建力、彈力這兩個抽象的物理概念。

沒有機會試上、完善教學設計的第一節(jié)課，反而促使筆者強烈意識到了教師與學生對待課程素材的不同心理。于是嘗試通過回顧教學主要的過程，依靠參會教師的智慧，找到解決問題的對策。以下為課堂主要流程，主要是關注了在課堂上學生行為和課前預設有較大出入的地方，并對教學設計進行完善的過程。

3月20號外出到某中學借班上課，課前為學生準備了2人一組的實驗器材：橡皮泥、橡皮筋、氣球、鋼尺、彈簧、彈簧測力計等。這些簡單、樸素的器材像極了學生成長階段的路標，有一定親和力。學生陸續(xù)進場后，正如課前預料，學生的注意力不自覺地被桌上的實驗器材吸引住，開始擺弄實驗器材，器材似乎比筆者更具吸引力。為消除學生對陌生教師的緊張情緒，營造一種寬松、和諧的學習氛圍，借班上課的老師一般要在課前和學生隨意聊上幾句。從他們的自發(fā)行為開始，筆者提了一條善解人意的建議，請學生將自己感興趣的器材舉過頭頂，并對舉起不同物體的學生，按照筆者的意圖傾向性地進行了所謂的心理解讀。舉起橡皮泥、橡皮筋、氣球的學生屬于童心未泯，內心充滿快樂、愉悅;舉起鋼尺、彈簧、彈簧測力計的學生屬于熱愛學習;舉起彈簧、彈簧測力計的學生表明對它們充滿神秘感，有科學探索的愿望。然后引出本節(jié)課，讓我們來探索彈簧測力計的制作原理，并學會如何使用。

議課過程中參會的多數(shù)老師對這種打破教材固有模式、以探索彈簧測力計制作原理為主題展開教學活動的形式給予了積極評價，認為這種課題引入給人以耳目一新的感覺。

1.引入課題后，預設以學生拉著橡皮筋、拉彈簧測力計、吹氣球等現(xiàn)象，自然而然歸納力的概念，然后延伸到其他生活中的力現(xiàn)象，如運動員舉重、狗拉雪橇等。但學生稍稍熟悉器材后，居然沒有出現(xiàn)以上情況，因此筆者迫不得已直接用書本上的事例歸納力的概念，教學過程顯得被動。參會老師很含蓄地指出這個環(huán)節(jié)的不足，建構力概念的事例不貼近學生生活，沒有能夠調動學生主動投入，教學過程不順暢。并且給了建議，如果能在課上開展掰手腕、拔河比賽的活動能夠更加直觀地展現(xiàn)力的現(xiàn)象，有助于學生對力概念的歸納，而通過肌肉組織的酸疼讓學生體驗力的存在，同時能讓學生感受到力的作用效果，這樣自然過渡到下一個教學環(huán)節(jié)——彈力的產生原因。但經過推敲，發(fā)現(xiàn)如果課上開展掰手腕、拔河比賽的活動，突然轉換話題，并不適合。首先，與引入課題時形成的課堂氛圍不協(xié)調;其次，這里要解決的矛盾主要是怎樣讓學生樂意開展這些曾經熟悉的“小兒科”活動，讓他們感覺這些有意思。因此，對教學環(huán)節(jié)做了適度改變：對學生感興趣的器材進行心理解讀后，讓學生利用實驗器材擺Pose， 以拍照形式顯示充滿好奇的幼年、玩耍的幼稚園、打理小辮子的女孩、開始學習的小學階段、充滿探究精神的中學，以組成自己美好記憶的成長標志，一下子就能激發(fā)學生的表現(xiàn)欲望，將這些玩耍實驗器材的力現(xiàn)象淋漓盡致地表現(xiàn)出來。

2.上一環(huán)節(jié)歸納出力的概念后，順便提出測量力大小的儀器——彈簧測力計。首先，用力拉一下彈簧測力計后松開，請學生觀察彈簧的變化，直接由教師給出彈性形變的概念;進一步提出問題，桌面上哪些器材有這種物理屬性，請學生通過活動驗證，進而引導學生區(qū)分彈性形變和塑性形變。

3.總結前面力現(xiàn)象的施力物體，請學生歸納，是否只有人這樣的生物才能施力，并建議學生以桌面器材和橡皮泥驗證，進一步讓學生發(fā)現(xiàn)彈力產生的原因、彈性形變與外力的關系。筆者在課堂上真實感受到：學生對重復利用實驗器材的做法產生了疲勞感，對活動的開展、成果展現(xiàn)缺乏興趣。一位參會教師建議利用教師自制的教具完成演示實驗，如圖4，運用彈簧、小車組合的演示實驗引導學生發(fā)現(xiàn)彈力產生的根源，并且順便拓展彈力的外延，指出生活中的推力、拉力、支持力等都是彈力，以學生拉拉力器的感受得出彈簧測力計的原理，進而熟悉彈簧測力的使用，這樣課堂氣氛活躍，可以一氣呵成完成教學任務。

筆者教學設計過程中力圖運用簡單、樸素的實驗器材設計出簡約而不簡單的課堂，如果把上述器材嫁接過來，與這節(jié)課的設計風格不匹配;而且在課上頻頻轉換實驗器材，看似豐富的教學活動，有可能在關鍵的知識生成處不能給學生留有足夠的自主支配的時間和空間。課后經過苦苦思考，找到了激發(fā)大部分學生開展這種簡單活動興趣的對策，補充“時髦”事物——航母上的彈射器，請學生開展以手邊器材模擬彈射飛機（為安全建議以橡皮模擬飛機），這樣就給這些簡單器材展示活動賦予了意義。學生展示豐富多樣的方案，彈簧的拉伸或壓縮、直尺的彎曲、橡皮筋的拉伸、氣球的壓縮、甚至氣球的放氣都產生了彈力。此時老師以問題啟發(fā)學生，彈射過程中的力是如何產生的，在學生活動的基礎上還可以順便滲透彈性勢能的概念。

4.課標沒有要求學生探究彈性形變和彈力的關系，但本節(jié)課學生自制彈簧測力計，必然要了解刻度均勻這一知識。因此，筆者從彈簧測力計里拆出一根彈簧，如圖5依次掛上相同重力的鉤碼，拍照并將照片依次平移放在同一圖中，讓學生通過觀察圖片快速獲得這一知識。在此基礎上動員學生用橡皮筋在課上制作簡易測力計，以鐵架臺固定直尺，只給2 N的大鉤碼一只，要求標出零刻度并可以測量1.5 N重的物體，依次熟悉彈簧測力計的主要結構、理解制作原理，為后面正確使用彈簧測力計埋下伏筆。

5.接觸真正的彈簧測力計，學生通過閱讀書本說明學會使用彈簧測力計。

教學設計中不注意的盲區(qū)，主要是體現(xiàn)在1、3兩環(huán)節(jié)。筆者反思自己平時的教學是不是太功利化了，組織活動時只關注了嚴謹?shù)倪壿嬐评磉^程，脫離了學生的世界，導致較難進入他們的內心，只有設計合理的教學情境，學生才有可能學得主動，才有可能激發(fā)學生的學習愿望。

參考文獻：

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[2]皮連生.學與教的心理學[M].上海：華東師范大學出版社，2009.

（欄目編輯 ? ?李富強）