借助心理學(xué)效應(yīng) 構(gòu)建微素材課堂
——以“共點力的平衡條件”教學(xué)為例

戴遠(yuǎn)輝

(清遠(yuǎn)市第一中學(xué)，廣東 清遠(yuǎn) 511500)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》將物理學(xué)科的核心素養(yǎng)凝煉為4個方面:物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．在這些核心素養(yǎng)中,物理觀念是學(xué)科基礎(chǔ),科學(xué)思維是關(guān)鍵能力,科學(xué)探究是學(xué)習(xí)方式,科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是價值觀念和必備品格．新課標(biāo)已經(jīng)發(fā)布一年多了,作為物理教師,在教學(xué)過程中,必須以新課標(biāo)為行動指南,認(rèn)真研究新課標(biāo),讓核心素養(yǎng)的培育真正落地．

根據(jù)核心素養(yǎng)的要求來定義一節(jié)好課,不光考驗教師深入細(xì)致的課堂分析能力,更考驗教師運用教育教學(xué)理念、借用各種教學(xué)資源的綜合能力．心理學(xué)作為教育教學(xué)的指導(dǎo)學(xué)科,存在著許多有益于教學(xué)實效的理念,而在教學(xué)設(shè)計中需要準(zhǔn)備一些微素材,在實際課堂中也會產(chǎn)生很多隨機的微素材．如果能夠?qū)@兩個方面進(jìn)行結(jié)合,勢必會重塑課堂．下面筆者就以粵教版必修1第3章第5節(jié)“共點力的平衡條件”教學(xué)實踐為例,探討怎樣在教學(xué)中對這兩個方面進(jìn)行融合從而培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)．

1 首因效應(yīng),導(dǎo)入課堂

良好的開頭是成功的一半,“首因效應(yīng)”正是有著這樣的作用．“首因效應(yīng)”又稱第一印象,是指初次與人或事接觸時形成的印象,對人們后來的認(rèn)識起到了先入為主的作用．這種印象不易改變,甚至?xí)笥覍髞慝@得的新信息的解釋．

圖1 空中芭蕾

課堂導(dǎo)入作為課堂的第一個環(huán)節(jié),利用“首因效應(yīng)”能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,如同戲劇的序幕,讓學(xué)生瞬間安靜,心馳神往．在設(shè)計“共點力的平衡條件”教學(xué)的開頭部分時,筆者直接百度搜索播放一段微視頻“空中芭蕾——平衡的藝術(shù)”(圖1)．學(xué)生一下子被精彩的表演吸引,對這節(jié)課充滿了期待,為接下來的教學(xué)做了一個很好的鋪墊．

又如,隨著時代的進(jìn)步,教學(xué)目標(biāo)從原來的“雙基”、“三維目標(biāo)”已經(jīng)升級為“核心素養(yǎng)”,所以教師在課堂教學(xué)中有必要強化學(xué)生對核心素養(yǎng)的認(rèn)識．本節(jié)課一開始,筆者也利用“首因效應(yīng)”,在看完微視頻后就展示本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和素養(yǎng)目標(biāo),使學(xué)生帶著明確的目標(biāo)進(jìn)入本節(jié)課(表1)．這兩個新課導(dǎo)入環(huán)節(jié),簡短有效,為突破本節(jié)課的重點、難點留下了充足的時間．

表1 學(xué)習(xí)目標(biāo)

2 共生效應(yīng),小組合作

自然界有這樣一種現(xiàn)象:當(dāng)一株植物單獨生長時,顯得矮小、單調(diào),而與眾多同類植物一起生長時,則根深葉茂,生機盎然．人們把植物界中這種相互影響、相互促進(jìn)的現(xiàn)象,稱之為“共生效應(yīng)”．在現(xiàn)代組織中,經(jīng)常通過小組合作形式來進(jìn)行研發(fā),這正是運用了“共生效應(yīng)”．

筆者在設(shè)計本節(jié)課時,主要抓住兩條主線來開展教學(xué):第一條,由特殊到一般,由二力到三力,由共線的三力到非共線的三力,再到四力平衡,最終到n力平衡;第二條,遵循科學(xué)探究的步驟,提出問題,收集證據(jù),解釋現(xiàn)象,交流結(jié)論．對于第二條主線,探究三力平衡條件的實驗需要拉動3根彈簧測力計,還需要同學(xué)協(xié)助固定同心圓紙,記錄力的大小、方向和作用點,正是開展小組合作,形成“共生效應(yīng)”的好機會．從實際效果來看,學(xué)生通過小組合作,順利地完成了實驗,而且有多個小組超額完成了多組實驗．整個小組討論、合作探究的過程,學(xué)生的主體地位突出,組員的動手能力與合作精神都得到了鍛煉．更重要的是,學(xué)生在小組合作探究實驗中,密切交流,充滿了笑容,這種自主學(xué)習(xí)的愉悅遠(yuǎn)不是其他學(xué)習(xí)途徑所能比擬的．

新課標(biāo)提出,應(yīng)注重物理課程的時代性,加強與社會、技術(shù)的聯(lián)系,微信作為常見的一個通訊交流工具,有著許多有益于教學(xué)的功能．在學(xué)生分組實驗的過程中,筆者走動指導(dǎo)．在實驗尾聲,筆者使用微信的“文件傳輸助手”同步功能把每一個小組的實驗結(jié)果都逐一展現(xiàn)在大屏幕,并做了匯總．

學(xué)生對于教師使用微信拍照上傳的方式很感興趣,看到自己的實驗成果被展現(xiàn)在大屏幕更是興奮．面對這樣的一組大數(shù)據(jù),學(xué)生進(jìn)行了熱烈的分組討論．接著,在分組代表發(fā)言中,學(xué)生一致地得出了實驗結(jié)論:物體受3個力作用而平衡時,任意兩個力的合力與第三個力等大反向．同時,也有多位學(xué)生指出了“作圖比例尺不恰當(dāng),結(jié)果導(dǎo)致作圖時合力超出了同心圓范圍”、“ 平行四邊形作圖沒有使用虛線”、“實驗過程三根細(xì)繩的結(jié)點松動,導(dǎo)致方向記錄不準(zhǔn)確”等問題．整個實驗過程,各個學(xué)習(xí)小組有成有敗,但都尊重實驗的原始素材和數(shù)據(jù),實事求是.這既培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)意識,也在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任觀．

3 近因效應(yīng),不斷小結(jié)

“近因效應(yīng)”是與“首因效應(yīng)”相對應(yīng)的一種效應(yīng),是指在印象形成的過程中,新近獲得的信息比原來獲得的信息影響更大．“艾賓浩斯遺忘曲線”也提醒我們,遺忘在學(xué)習(xí)之后立即開始,而且遺忘的進(jìn)程并不是均勻的,最初遺忘速度很快,以后逐漸放緩．

圖2 風(fēng)吹氣球

習(xí)題演練就是應(yīng)用“近因效應(yīng)”的一種好辦法,能夠及時鞏固新知．在突破難點“用平衡條件分析和解決問題,培養(yǎng)科學(xué)思維”的環(huán)節(jié),除了課本例題示范外,我還專門搬了風(fēng)扇到課室,并綁住一個氣球,打開風(fēng)扇后,很好地還原了課本上關(guān)于風(fēng)吹氣球的微情景(圖2)．為循序漸進(jìn),筆者首先提出忽略氣球重力時求解細(xì)繩拉力的問題．因為學(xué)生剛剛根據(jù)實驗探究得出了“物體受3個力作用而平衡時,任意兩個力的合力與第三個力等大反向”的結(jié)論,教師趁熱打鐵立即要求應(yīng)用新知識解決新問題,“近因效應(yīng)”明顯,學(xué)生很快就得出了答案．

又如,一節(jié)課下來,學(xué)生的知識與技能都有了一定的提升,但是由于學(xué)生往往一天要上很多節(jié)課,需要接受巨大的知識容量,“近因效應(yīng)”帶來的遺忘現(xiàn)象會比較嚴(yán)重．為了減輕“近因效應(yīng)”的負(fù)面作用,在課堂的各個環(huán)節(jié)都及時總結(jié),無疑是提高教學(xué)效率的有效途徑．隨著本節(jié)課的師生互動,結(jié)論不斷出現(xiàn),筆者的板書不斷添加,但又簡潔、清晰(圖3),學(xué)生對整節(jié)課的重點、難點一目了然．

教學(xué)設(shè)計第五節(jié) 共點力的平衡條件1. 平衡狀態(tài):物體處于靜止或勻速直線運動2. 平衡條件① 兩個力:等大反向② 三個力: 任意兩個力的合力與第三個力等大反向③ n個力:任意(n-1)個力的合力與第n個力等大反向結(jié)論: 合外力F合=0(右邊用作例題、拓展的作圖和計算)

圖3 板書設(shè)計

4 鯰魚效應(yīng),激活課堂

從前,挪威人在海上捕得沙丁魚后,如果能讓它們活著抵港,賣價就會高得多,但只有一條漁船能做到帶活魚回來．后來,人們發(fā)現(xiàn)這條船的魚槽內(nèi)不過是多了一條鯰魚而已．原來,當(dāng)鯰魚裝入魚槽后,由于環(huán)境陌生,就會四處游動,而沙丁魚發(fā)現(xiàn)這一“異類”后,也會因緊張而加速游動．如此一來,沙丁魚便保持了活力．這就是“鯰魚效應(yīng)”．

在教學(xué)中,其實“鯰魚效應(yīng)”隨處可用,是營造良好課堂氛圍的常用技巧．例如,通過個別學(xué)生的積極發(fā)言,能夠創(chuàng)造一個適度緊張的學(xué)習(xí)氛圍,引導(dǎo)學(xué)生在思維活躍的環(huán)境中學(xué)習(xí)．為了使學(xué)生達(dá)成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)—“了解共點力作用下物體處于平衡狀態(tài)的概念,形成正確的物理觀念”,在觀看了一段精彩的微視頻“空中芭蕾”后,筆者立即請一位學(xué)生回答下面表格上的4個小問題(圖4)．緊接著,我又現(xiàn)場借用學(xué)生的一個水瓶構(gòu)建了一個微情景“細(xì)線拉水瓶”(圖5),請另一位學(xué)生回答相同的4個小問題,順利地導(dǎo)出了“平衡狀態(tài)”的概念．

圖4

圖5

在這兩個學(xué)生的回答過程中,全班學(xué)生積極思考,由共線力的情形轉(zhuǎn)入非共線力的情形,自然引發(fā)猜想:如果物體受到的各個共點力不共線(有夾角),若要物體處于平衡狀態(tài),其條件會是什么呢?面對眼前的實驗器材,最好的辦法,那就是讓學(xué)生一起做個實驗來回答這個問題．通過提問兩個學(xué)生,形成“鯰魚效應(yīng)”,全班學(xué)生對分組實驗已經(jīng)迫不及待．

再如,分析完氣球的三力情形后又讓學(xué)生分析氣球重力不能忽略的4力情形．很明顯,第一個舉手回答的學(xué)生對于重力的處理并不完全正確,一下子引起很多學(xué)生的反駁．學(xué)生們不單提出可以應(yīng)用本節(jié)知識來解決問題,甚至還結(jié)合過往知識提出了三角形法則、正交分解法等多種解決方案．通過充分的辨析,學(xué)生也意識到,其實實驗結(jié)論可以推而廣之,得到一個更普適的推論:物體受到n個力的作用處于平衡狀態(tài)時,其中任意(n-1)個力的合力必與第n個力等大反向,換句話說,合外力為0．這樣,本節(jié)課的內(nèi)容就從形象思維升華到了抽象思維．

5 反差效應(yīng),情感激蕩

“反差效應(yīng)”是指不同事物或同一事物的不同方面進(jìn)行對比,它們的差異程度如同美學(xué)中的斷臂維納斯一樣,能給人一種震撼的心靈體驗．

圖6 陽剛之美

課堂一開始的“空中芭蕾”微視頻展現(xiàn)了女性的柔美,在課堂最后,筆者又播放了一段微視頻“震驚世界的雙人雜技”．在大屏幕上,兩位男性雜技演員時而在同一直線,時而成超大角度,震撼的表演加上激昂的配樂,激起學(xué)生的一片驚嘆．同樣的表演主題,男性的陽剛之美與女性的柔和之美截然不同(圖6),男生、女生的感受也有所不同,而這些現(xiàn)象都蘊含了共點力平衡的知識,這就是新課標(biāo)“從實驗走進(jìn)物理,從物理走向社會”的一種體現(xiàn)．

又如,我們都知道,教師的教學(xué)設(shè)計并不能對所有的教學(xué)過程進(jìn)行預(yù)設(shè),在實際教學(xué)中,總會生成一些隨機的小問題,如果教師有發(fā)現(xiàn)課堂原始問題的睿智,這些小問題就會成為我們培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的微素材．在探究得出共點力的平衡條件后,筆者及時梳理應(yīng)用共點力平衡條件的解題步驟,首先解決課本例題(圖7)．在學(xué)生獨立思考的同時,筆者走動巡視,驚訝地發(fā)現(xiàn)學(xué)生有著多種解法,很多都不是本節(jié)課的原先設(shè)想．所以,筆者當(dāng)即讓兩位學(xué)生在黑板上板演了他們的解答過程(圖8)．這兩個截然不同的結(jié)果在學(xué)生中引起了巨大的疑問,兩種結(jié)果都有一些學(xué)生贊成,哪一種才對呢?這種反差暴露出了學(xué)生對實驗結(jié)論中“等大反向”的理解偏差,也說明本節(jié)課的實驗過程還有不盡如人意的地方．學(xué)生在這個過程先是產(chǎn)生矛盾,繼而形成共鳴,最終統(tǒng)一了認(rèn)識．

圖7

圖8 學(xué)生解答

以上就是筆者在“共點力的平衡條件”教學(xué)中應(yīng)用心理學(xué)效應(yīng)的一些思路．從中可以看出,其實核心素養(yǎng)的4個方面是不可割裂的有機整體,是課程目標(biāo)的4個方面,并非4個獨立的課程目標(biāo),筆者在教學(xué)中要注意這四位一體的全面設(shè)計,在實際教學(xué)中既要突出某個方面,又不能忽視其他方面．總之,在教學(xué)中,教師不妨有意識地使用心理學(xué)中的各種效應(yīng),同時加強核心素養(yǎng)導(dǎo)向下物理課堂教學(xué)微素材的整合應(yīng)用,通過探究性學(xué)習(xí)等多樣化的教學(xué)方式,促使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣和科學(xué)探究能力,形成正確的科學(xué)態(tài)度和價值觀念．