從PCK視角談平拋運(yùn)動教學(xué)設(shè)計

陳 俊 王和榮

(江蘇省南京市第九中學(xué)，江蘇 南京 210018)

1 引言

對于同樣的教學(xué)內(nèi)容，不同的教師會上出不同的效果，有的教師的教學(xué)引人入勝，令學(xué)生流連忘返；有的教師的教學(xué)味同嚼蠟，索然無味。一節(jié)課除了要關(guān)注教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，還要關(guān)注教學(xué)設(shè)計，從課題的引入到問題的提出，從教學(xué)目標(biāo)的實施到知識呈現(xiàn)的方式、手段、時機(jī)等方面，關(guān)注教師將學(xué)科知識有效表征為學(xué)生易于接受的知識。

2 學(xué)科教學(xué)知識(PCK)簡介

20世紀(jì)80年代舒爾曼教授首次提出了學(xué)科教學(xué)知識(PCK)的概念，他認(rèn)為學(xué)科教學(xué)知識是教師個人獨(dú)一無二的教學(xué)經(jīng)驗，是教師在對自己專業(yè)知識的理解基礎(chǔ)上，將自己掌握的學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生易于理解和接受的內(nèi)容的知識，教師擁有的學(xué)科教學(xué)知識水平直接影響和決定課堂的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

學(xué)科教學(xué)知識兼具觀念性與實踐性特征，這就決定了它可以在理念和行為之間,充分發(fā)揮橋梁的作用，建立起“教育理念—PCK—教學(xué)行為”的互動性機(jī)制，使課程理念真正轉(zhuǎn)化為教師的教學(xué)行為，扎根于學(xué)科的課堂教學(xué)之中。

3 基于PCK的“平拋運(yùn)動”教學(xué)分析

3.1 教學(xué)內(nèi)容分析

平拋運(yùn)動是學(xué)生在中學(xué)物理中接觸到的第一個曲線運(yùn)動，讓學(xué)生學(xué)會處理一般曲線運(yùn)動的思想和方法是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

平拋運(yùn)動是最基本、最重要的曲線運(yùn)動，承上“體現(xiàn)了運(yùn)動的合成和分解的應(yīng)用”，啟下則“奠定了斜拋運(yùn)動、帶電粒子在電場中運(yùn)動等內(nèi)容的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)”。本章內(nèi)容是學(xué)生在學(xué)完前四章內(nèi)容后進(jìn)一步研究物體的運(yùn)動，與前面幾章運(yùn)動研究的不同之處在于：前面研究的是做直線運(yùn)動的物體，從本章開始學(xué)生將接觸到一種新的運(yùn)動——曲線運(yùn)動，學(xué)生對運(yùn)動的認(rèn)識也從研究簡單的直線運(yùn)動上升到自然界中更為普遍的曲線運(yùn)動，是學(xué)生所學(xué)運(yùn)動與相互作用知識的進(jìn)一步應(yīng)用和拓展，在教學(xué)中應(yīng)注重分析方法的應(yīng)用。

3.2 學(xué)情分析

學(xué)生在本節(jié)之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動的基本知識：曲線運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征、曲線運(yùn)動速度方向的判斷、物體做曲線運(yùn)動的條件等。通過“運(yùn)動的合成與分解”一節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道兩個不在同一直線上的運(yùn)動的合運(yùn)動可以是直線運(yùn)動、也可以是曲線運(yùn)動，已經(jīng)具備了學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動所需要的基本知識和技能。但是對于將所學(xué)知識運(yùn)用到具體的曲線運(yùn)動中，學(xué)生的能力還有待進(jìn)一步提升。

在教學(xué)中要注意研究平拋運(yùn)動規(guī)律的方法：先用運(yùn)動的分解，把曲線運(yùn)動分解為直線運(yùn)動，再用運(yùn)動的合成，得到平拋運(yùn)動的規(guī)律。

3.3 基于PCK的教學(xué)策略

學(xué)生具有豐富的拋體運(yùn)動體驗，平拋運(yùn)動是引導(dǎo)學(xué)生把生活中的體驗和感悟提升為物理概念的良好素材。所以在教學(xué)中，要利用學(xué)生身邊的平拋運(yùn)動的實例，讓學(xué)生體會到“物理來源于生活，又回歸到生活”。

讓學(xué)生聽講的效果不如讓學(xué)生通過觀察、分析得出結(jié)論來得印象深刻，在教學(xué)中，充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，將學(xué)生不易觀察的現(xiàn)象通過技術(shù)手段，讓學(xué)生清晰地看到物體的運(yùn)動過程，增強(qiáng)學(xué)生的體驗感。

實現(xiàn)理論與實驗探究相印證，讓學(xué)生體驗“理論指導(dǎo)實踐，實踐檢驗理論”的過程，真正促進(jìn)其科學(xué)態(tài)度和價值觀的養(yǎng)成。

在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動的基本研究方法，領(lǐng)悟“化曲為直，化繁為簡”的思維方法。

4 基于PCK的“平拋運(yùn)動”教學(xué)設(shè)計

4.1 平拋運(yùn)動的初分析

將一個物體水平拋出，觀察一下物體的運(yùn)動情況。

師：你能告訴我，經(jīng)過一段時間后物體的位移和速度嗎？

生：位移是從起點(diǎn)到終點(diǎn)的一條有向線段，速度方向是軌跡上該點(diǎn)的切線方向。

師：能給出具體的大小和方向嗎？

生：不能。

師：怎么辦？

設(shè)計思路：有目的的學(xué)習(xí)是最有效的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道本節(jié)課要解決的問題，學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，學(xué)習(xí)指向性明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)的效率會得到較大的提升。

4.2 平拋運(yùn)動的分解

師：前面我們學(xué)習(xí)的都是直線運(yùn)動，我們能否用直線運(yùn)動的知識來處理曲線運(yùn)動呢？兩個直線運(yùn)動可以合成曲線運(yùn)動，那么我們可不可以反過來思考：曲線運(yùn)動是否也可以分解成兩個直線運(yùn)動來處理呢？怎樣分解？

生：根據(jù)物體的運(yùn)動情況和受力情況來分析，做平拋運(yùn)動的物體具有水平方向的初速度、受到豎直方向的重力作用，兩者相互垂直，我們可將平拋運(yùn)動沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解。

師：做平拋運(yùn)動的物體在水平方向和豎直方向上分別做什么運(yùn)動呢？

設(shè)計思路：學(xué)習(xí)是一個由簡單到復(fù)雜、由特殊到一般的有序推進(jìn)過程，在這個過程中幫助學(xué)生構(gòu)建復(fù)雜運(yùn)動的模型。利用學(xué)生已有的知識以及知識之間的聯(lián)系，由淺入深、逐步深入，以降低教學(xué)難度、突破教學(xué)難點(diǎn)。

4.3 探究平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動

實驗裝置如圖1所示，在一個小球做平拋運(yùn)動的同時，讓另一個小球從同一高度同時做自由落體運(yùn)動，觀察、比較兩者在豎直方向上的運(yùn)動情況。

圖1

使用PAD(或手機(jī))的“慢動作”功能，將這個過程拍攝下來，將難以看清的過程呈現(xiàn)在學(xué)生面前，降低學(xué)生理解的難度，提高課堂的教學(xué)效率，具體步驟如下：

(1) 打開“相機(jī)”，選擇“慢動作”功能，準(zhǔn)備拍攝。利用如圖1所示的實驗器材進(jìn)行實驗，讓兩個小球同時從同一高度分別做自由落體和平拋運(yùn)動，用PAD將這個過程拍攝下來

(2) 打開電子白板上的“希沃授課”軟件，打開PAD上的“希沃授課助手”，將剛拍攝的視頻投影到電子白板上，播放拍攝的內(nèi)容。兩個小球下落的過程就以慢放的形式呈現(xiàn)在電子白板上，學(xué)生很容易看到兩個小球在下落過程中的位置關(guān)系。

(3) 利用視頻播放的暫停功能，進(jìn)行對比分析，在播放過程中隨時將視頻定格，觀察兩個小球的位置，發(fā)現(xiàn)它們始終在同一高度(圖2)，從而說明：平拋運(yùn)動在豎直方向上的分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動。

圖2

設(shè)計思路：在通常的實驗操作中，基本上都是通過“聽兩個小球是否同時落地”的方法來證明平拋運(yùn)動在豎直方向的運(yùn)動是否是自由落體運(yùn)動。

學(xué)生中可能存在一個思維難點(diǎn)：同時落地能說明中間的運(yùn)動一直是相同的嗎？兩個小球是否時刻都是在同一高度？教師在此可以針對這個難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，利用先進(jìn)的教學(xué)手段將不易觀察的過程顯性化，可以很好地突破難點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)，提高物理教學(xué)的有效性。

5 結(jié)語

教師為提高教學(xué)效果，除了要具有豐富的學(xué)科知識外，更要積累學(xué)科教學(xué)知識(PCK)。基于PCK，設(shè)計學(xué)科邏輯和學(xué)生認(rèn)知邏輯相結(jié)合的教學(xué)，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而進(jìn)一步提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。