基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè) ①
——以“平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例

耿宜宏 陳扣余 龔嘉琦

(1. 江蘇省前黃高級(jí)中學(xué)，江蘇 常州 213161；2. 上海市復(fù)興高級(jí)中學(xué)，上海 200434)

1 引言

在物理教學(xué)中，核心素養(yǎng)的發(fā)展和生活情景有密切的聯(lián)系，學(xué)生在自己經(jīng)常接觸的情景中的學(xué)習(xí)往往更有效率。因此，基于真實(shí)世界的任務(wù)而學(xué)習(xí)，并將所學(xué)知識(shí)和真實(shí)的情境連接起來(lái)，才能讓學(xué)生在基于生活情境的理解與體驗(yàn)過(guò)程中展開深度學(xué)習(xí)。所以，我們?cè)诮虒W(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將教學(xué)任務(wù)融合在真實(shí)情境中，讓學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中建構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者以“平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例，探討創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、提升學(xué)生核心素養(yǎng)的策略。

2 “平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)

2.1 新課引入

真實(shí)情境1：拋圈套鴨

學(xué)生分小組做“拋圈套鴨”游戲，要求學(xué)生觀察小圈的運(yùn)動(dòng)有什么相同之處和不同之處？通過(guò)學(xué)生的描述，引入課題，建立拋體運(yùn)動(dòng)的模型，引出平拋運(yùn)動(dòng)的定義。

通過(guò)身邊常見的游戲，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，使之迅速融入課堂，能夠自然地建構(gòu)拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的概念，培養(yǎng)學(xué)生的提取信息、建立模型的能力。

2.2 新課展開

真實(shí)情境2：實(shí)拍平拋運(yùn)動(dòng)視頻

利用手機(jī)視頻的慢拍功能，現(xiàn)場(chǎng)拍攝物體做平拋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，并通過(guò)Tracker軟件得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和水平位移x、豎直位移y、時(shí)間t的數(shù)據(jù)(圖1)。根據(jù)實(shí)拍的平拋運(yùn)動(dòng)視頻及軟件給出的數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考并討論：為處理這些數(shù)據(jù)，我們有哪些方法？基于這些數(shù)據(jù)，如何才能驗(yàn)證做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)、在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)？

圖1

圍繞實(shí)拍視頻情境中得到的x、y、t數(shù)據(jù)處理方法，學(xué)生展開交流討論，幫助其提煉出數(shù)據(jù)處理的一般方法——圖像法，提升學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力、基于證據(jù)得出結(jié)論并進(jìn)行評(píng)估和反思的能力。

利用現(xiàn)代教育技術(shù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，一方面讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更富有時(shí)代氣息，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也為后續(xù)斜拋等復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)的研究提供了技術(shù)上的支持，為學(xué)生接下來(lái)的自主學(xué)習(xí)留下空間。

真實(shí)情境3：扔飛鏢

在探究“平拋運(yùn)動(dòng)合速度v的方向隨時(shí)間t的變化”時(shí)，先進(jìn)行理論探究，得出結(jié)論：合速度v的方向越來(lái)越接近豎直方向。在確定質(zhì)點(diǎn)在某一位置的速度方向時(shí)，最大的困難是無(wú)法及時(shí)記錄，利用飛鏢的箭頭指向可以解決這個(gè)問(wèn)題。因此利用真實(shí)情境，學(xué)生將事先準(zhǔn)備好的飛鏢水平拋出，由飛鏢飛行形態(tài)觀察平拋物體的速度方向。教師還拍攝飛鏢視頻，再慢鏡頭播放，讓學(xué)生觀察(圖2)。

圖2

視頻記錄了真實(shí)情境，還能慢鏡頭播放，通過(guò)觀察解決真實(shí)的問(wèn)題，可以使學(xué)生養(yǎng)成在面對(duì)復(fù)雜而具體的物理問(wèn)題挑戰(zhàn)時(shí)，能從物理的視角去分析問(wèn)題，做出理性和科學(xué)的判斷與決策。

真實(shí)情境4：用DIS探究平拋物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

在探究“平拋物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間的影響因素”時(shí)，先由學(xué)生通過(guò)理論探究得出結(jié)論：飛行時(shí)間由h決定，與v0無(wú)關(guān)。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，裝置如圖3所示，在斜槽軌道末端安裝光電門傳感器，可測(cè)出初速度，在鐵架臺(tái)臺(tái)面上也安裝光電門傳感器，可測(cè)出飛行時(shí)間。改變光電門的高度和小球釋放點(diǎn)的位置，多次實(shí)驗(yàn)后得到結(jié)論。

圖3

在教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，讓學(xué)生參與體驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生在享受了探究的成功和樂(lè)趣后印象深刻，學(xué)習(xí)自信心得到加強(qiáng)。

2.3 課堂練習(xí)

真實(shí)情境5：拋球打鈴

讓學(xué)生參與游戲，比一比誰(shuí)能拋球打中鈴鐺，在固定于鐵架臺(tái)臺(tái)面的刻度尺的“20 cm”刻度處放置一個(gè)鈴鐺，鈴鐺高度為5cm，豎直桿最高處高度為45cm，由圖4中標(biāo)記點(diǎn)釋放小球，小球平拋初速度分別為0.9m/s、0.8m/s、0.7m/s、0.6m/s、0.5m/s，斜槽的高度可以調(diào)節(jié)。如何能讓小球水平拋出后打中鈴鐺？請(qǐng)給出方案。

圖4

學(xué)生根據(jù)所學(xué)平拋規(guī)律提出解決方案后，在實(shí)際中體驗(yàn)用小球打中鈴鐺，興趣盎然。

課堂練習(xí)測(cè)試學(xué)生對(duì)新知的理解和應(yīng)用能力，同時(shí)也是能力的內(nèi)化過(guò)程，基于真實(shí)情境的課堂練習(xí)能有效強(qiáng)化這一過(guò)程。

3 教學(xué)反思

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容具有與生活聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，選擇生活中真實(shí)情境作為研究對(duì)象比較適合。

3.1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，提升教學(xué)效率

所謂的教學(xué)情境指的是讓學(xué)生加入學(xué)習(xí)活動(dòng)中，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)行為的一種環(huán)境場(chǎng)所，它具有情感氛圍濃、體驗(yàn)性高等特點(diǎn)，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在本節(jié)課中利用手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝平拋運(yùn)動(dòng)視頻，并通過(guò)Tracker軟件得到平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和水平位移x、豎直位移y、時(shí)間t的數(shù)據(jù)，大大地提高了教學(xué)效率。

3.2 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，讓學(xué)生體驗(yàn)知識(shí)生成的過(guò)程

實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中扮演著重要的角色，在本節(jié)課中設(shè)計(jì)了多個(gè)真實(shí)場(chǎng)景活動(dòng)，如拋圈套鴨、扔飛鏢等，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行溝通交流、合作，從實(shí)際生活出發(fā)，使得學(xué)習(xí)和生活有效地結(jié)合在一起。在創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境時(shí)，要盡量使用學(xué)生比較熟知的真實(shí)情境，使學(xué)生更有親近感。通過(guò)親身體驗(yàn)，學(xué)生分析與情景相關(guān)的問(wèn)題，自主建構(gòu)知識(shí)，真正理解知識(shí)的價(jià)值。

3.3 創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

本節(jié)課用生活中的拋圈游戲引入新課，最后以帶有定量特點(diǎn)的“拋球打鈴”游戲結(jié)束教學(xué)，這些游戲都是根據(jù)生活中的實(shí)際情景，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索、解決問(wèn)題，學(xué)生參與其中，可以有效提升綜合能力。在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，促進(jìn)了思維向縱深發(fā)展，讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生，很好地詮釋了“物理來(lái)源于生活，又應(yīng)用于生活”的意境，讓學(xué)生真切地感受物理學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值，增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感。

4 結(jié)語(yǔ)

我們應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)更多與課堂教學(xué)相關(guān)的真實(shí)情境，使教學(xué)更加生動(dòng)有趣。教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)基于教學(xué)目標(biāo)，以問(wèn)題為紐帶、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，使學(xué)生親身體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程。將教學(xué)和學(xué)生的實(shí)際生活有效結(jié)合起來(lái)，在實(shí)際生活中挖掘情境素材，使得學(xué)生倍感親切，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的合作溝通能力和創(chuàng)新能力。