基于問(wèn)題解決的單元復(fù)習(xí)課導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)

[摘? ?要]針對(duì)傳統(tǒng)單元復(fù)習(xí)方式下學(xué)生參與度不高、效率低下等問(wèn)題，探索設(shè)計(jì)基于真實(shí)生活問(wèn)題解決的單元復(fù)習(xí)課的導(dǎo)學(xué)單，并以此為抓手，在真實(shí)問(wèn)題的解決過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，思維方法可視化，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，提升單元復(fù)習(xí)課教學(xué)的效率。

[關(guān)鍵詞]問(wèn)題解決;單元復(fù)習(xí);活動(dòng)導(dǎo)學(xué)

[中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）14-0043-03

傳統(tǒng)的單元復(fù)習(xí)課教學(xué)，教師只是把學(xué)生過(guò)去所學(xué)知識(shí)再回憶一遍，走馬觀花似的，也不管學(xué)生有沒(méi)有收獲，將復(fù)習(xí)課上成了知識(shí)回憶課;或者干脆以練代講，讓學(xué)生在題海中摸爬滾打，將復(fù)習(xí)課上成了習(xí)題訓(xùn)練課。導(dǎo)致學(xué)生參與度不高，復(fù)習(xí)效率低下。復(fù)習(xí)課既不同于新授課，也不是習(xí)題課的翻版，是在利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，達(dá)到單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化、思維程序可視化?；谡鎸?shí)問(wèn)題解決的單元復(fù)習(xí)課的活動(dòng)導(dǎo)學(xué)，應(yīng)以真實(shí)的問(wèn)題情境為抓手，針對(duì)核心知識(shí)設(shè)問(wèn)，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)任務(wù)，通過(guò)活動(dòng)引領(lǐng)，小組合作交流，讓學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題和挑戰(zhàn)任務(wù)的過(guò)程中，完成知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固，同時(shí)提升思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

一、設(shè)計(jì)思想

本節(jié)課的內(nèi)容包括簡(jiǎn)單機(jī)械，簡(jiǎn)單機(jī)械的使用特點(diǎn)，簡(jiǎn)單機(jī)械在生活中的應(yīng)用。

本節(jié)課的基本設(shè)計(jì)思路是：讓學(xué)生觀看“火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)——見(jiàn)證中國(guó)速度”視頻，以情激趣引入新課，觀察歸納視頻中用到的簡(jiǎn)單機(jī)械。通過(guò)分析“建筑工地上，需將2000牛的貨物緩慢搬上1米高的貨車，有哪些方法？”歸納出各種簡(jiǎn)單機(jī)械的使用特點(diǎn)。通過(guò)任務(wù)與挑戰(zhàn)的方案設(shè)計(jì)，方案的評(píng)估，尋找解決實(shí)際問(wèn)題的可行性方案，掌握簡(jiǎn)單機(jī)械在實(shí)際生活中的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)以培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo);在基于真實(shí)問(wèn)題和挑戰(zhàn)任務(wù)的解決過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，思維方法可視化。

本節(jié)課突出的重難點(diǎn)是：簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)及其應(yīng)用。步驟一是觀察活動(dòng)，感性體驗(yàn)：學(xué)生觀看“火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)——見(jiàn)證中國(guó)速度”視頻，知道杠桿、斜面、滑輪等簡(jiǎn)單機(jī)械;步驟二是任務(wù)與挑戰(zhàn)、理性感知：分析提升貨物的方法，歸納各種簡(jiǎn)單機(jī)械的使用特點(diǎn);步驟三是方案設(shè)計(jì)與評(píng)估，完善認(rèn)知：通過(guò)提升貨物的方案設(shè)計(jì)與評(píng)估，掌握簡(jiǎn)單機(jī)械在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

本節(jié)課基于實(shí)際生活中的真實(shí)問(wèn)題解決，以建筑工地提升貨物的真實(shí)問(wèn)題情境為抓手，針對(duì)核心知識(shí)設(shè)問(wèn)，設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)任務(wù)，通過(guò)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)估，從而有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提升思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)，并鼓勵(lì)學(xué)生用物理知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象，讓學(xué)生懂得交流與合作的重要性。

二、單元任務(wù)分析

簡(jiǎn)單機(jī)械涉及簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)和應(yīng)用，具有一定的綜合性。一方面要理解簡(jiǎn)單機(jī)械的使用特點(diǎn);另一方面要利用其特點(diǎn)，選擇合適的簡(jiǎn)單機(jī)械，甚至將簡(jiǎn)單機(jī)械組合起來(lái)使用解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)簡(jiǎn)單機(jī)械的單元復(fù)習(xí)，深化對(duì)正確、合理使用機(jī)械的認(rèn)識(shí)，達(dá)到根據(jù)實(shí)際需要改變用力大小和方向;選擇合適的機(jī)械解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題，達(dá)到既省力又方便操作的目的。

三、學(xué)情分析

本節(jié)課學(xué)習(xí)杠桿的平衡條件、簡(jiǎn)單機(jī)械的使用特點(diǎn)以及功的原理等知識(shí)，學(xué)生已熟練掌握這些內(nèi)容。但學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械尚未形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，缺乏根據(jù)其使用特點(diǎn)選擇合適機(jī)械解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。

八年級(jí)學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維的過(guò)渡階段，具有一定的觀察類比分析能力，但是學(xué)生的觀察能力、分析能力、方案設(shè)計(jì)評(píng)估能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力還有待進(jìn)一步提高。本課應(yīng)注意適應(yīng)學(xué)生好奇、好動(dòng)、好強(qiáng)的心理特點(diǎn)，以真實(shí)問(wèn)題情境為抓手，激發(fā)學(xué)生思維，通過(guò)理性分析和判斷，生成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展抽象思維能力。

教學(xué)目標(biāo)：

1.物理觀念：能夠從真實(shí)問(wèn)題情境的探究活動(dòng)中，掌握簡(jiǎn)單機(jī)械的種類和使用特點(diǎn)。

2.科學(xué)思維：通過(guò)將2000 N的貨物搬上1 m高的貨車，進(jìn)一步理解杠桿、滑輪和斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械的使用原理。感受比較、歸類的科學(xué)方法。

3.實(shí)驗(yàn)探究：通過(guò)提升貨物的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，方案的評(píng)估，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單機(jī)械的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化。

4.在將2000 N的貨物搬上1 m高的貨車的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生方案設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決的能力，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成反思與評(píng)估的習(xí)慣。通過(guò)視頻“火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)——見(jiàn)證中國(guó)速度”，在學(xué)生為中國(guó)速度而感到自豪的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生攻堅(jiān)克難以及為社會(huì)發(fā)展而奮斗的使命擔(dān)當(dāng)精神。

四、教學(xué)過(guò)程（片段）

1.創(chuàng)設(shè)情境，引出課題

觀看視頻：火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)——見(jiàn)證中國(guó)速度。

觀察與思考：在建設(shè)醫(yī)院的過(guò)程中，分別用到了哪些簡(jiǎn)單機(jī)械？

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，通過(guò)尋找真實(shí)情境中的簡(jiǎn)單機(jī)械的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生回顧簡(jiǎn)單機(jī)械的種類，引出課題。

2.完成任務(wù)與挑戰(zhàn)

任務(wù)與挑戰(zhàn)：建筑工地上，需將2000 N的貨物緩慢搬上1 m高的貨車，有哪些方法？

任務(wù)1：直接將貨物緩慢搬到貨車?yán)?，是否可行?/p>

問(wèn)題1：將2000 N的貨物緩慢搬上1 m高的貨車，所需的拉力為多少？

問(wèn)題2：所需的拉力等于同時(shí)舉起幾個(gè)中學(xué)生所需的力，是否力所能及？

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合搬貨物上車的情境，突出利用已有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)，其中涉及二力平衡的知識(shí)，由于所需拉力較大，相當(dāng)于同時(shí)舉起4個(gè)中學(xué)生的力，力所不能及，因此需要借助機(jī)械。

任務(wù)2：使用斜面將貨物沿斜面勻速向上推進(jìn)貨車，是否可行？

問(wèn)題1：假設(shè)斜面光滑，且長(zhǎng)度為2 m（如圖1所示），將2000 N的貨物沿斜面勻速向上推進(jìn)貨車，所需的推力為多少？

問(wèn)題2：該推力對(duì)一個(gè)普通人來(lái)說(shuō)是否力所能及呢？

設(shè)計(jì)意圖：利用斜面相關(guān)知識(shí)推貨物進(jìn)貨車，其中涉及功的原理，在推貨物的過(guò)程中，不僅要考慮其省力的優(yōu)點(diǎn)，還要考慮實(shí)際情況中貨物還受到摩擦力，省力效果要小些;且要使推力越小所需斜面的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所占用的空間就會(huì)越大。在使用中對(duì)斜面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)斜面的特點(diǎn)，重點(diǎn)體現(xiàn)物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用。

任務(wù)3：使用杠桿緩慢提升貨物到車?yán)?，是否可行?/p>

問(wèn)題1：利用一根長(zhǎng)為10 m的粗鋼棒（足夠結(jié)實(shí)且不變形），繩子和樹木等材料，制作簡(jiǎn)易杠桿（如圖2所示）。貨物重為2000 N，已知[OB=4OA]，求至少需要施加多大的力？

問(wèn)題2：由圖2分析，將貨物緩慢提升到1 m高的車?yán)铮┘拥牧σ苿?dòng)的距離為多少？

問(wèn)題3：你認(rèn)為該方案可行嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由（人的平均身高約為1.7 m）。

設(shè)計(jì)意圖：利用杠桿相關(guān)知識(shí)提升貨物進(jìn)貨車，其中涉及杠桿的知識(shí)，在提升貨物的過(guò)程中，不僅要考慮杠桿的省力優(yōu)點(diǎn)，還要考慮其費(fèi)距離的不足，所施加力移動(dòng)的距離大于貨物提升的高度，且所施加的力越小，費(fèi)的距離越多。結(jié)合人的實(shí)際身高去判斷方案的可行性，在使用過(guò)程中對(duì)杠桿進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)一步了解杠桿的特點(diǎn)。重點(diǎn)體現(xiàn)物理知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

任務(wù)4：使用滑輪緩慢提升貨物到車?yán)?，是否可行?/p>

問(wèn)題1：使用一定滑輪[如圖3（a）所示]，緩慢提升重為2000 N的貨物，不計(jì)滑輪和繩重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？你認(rèn)為該方案可行嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

問(wèn)題2：使用一定滑輪[如圖3（b）所示]，緩慢提升重為2000 N的貨物，不計(jì)滑輪和繩重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？將貨物緩慢提升到1 m高的車?yán)?，所施加的力移?dòng)的距離為多少？你認(rèn)為該方案可行嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

問(wèn)題3：使用一定滑輪和一動(dòng)滑輪組成的滑輪組[如圖3（c）所示]，緩慢提升重為2000 N的貨物，不計(jì)滑輪和繩重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？將貨物緩慢提升到1 m高的車?yán)铮┘拥牧σ苿?dòng)的距離為多少？你認(rèn)為該方案可行嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。

問(wèn)題4：將一定滑輪和一動(dòng)滑輪按另一種連接方式組成的滑輪組[如圖3（d）所示]，緩慢提升重為2000 N的貨物，不計(jì)滑輪和繩重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？將貨物緩慢提升到1 m高的車?yán)铮┘拥牧σ苿?dòng)的距離為多少？試分析該方案，有何弊端，如何改進(jìn)？

問(wèn)題5：為使提升更安全方便，對(duì)滑輪組進(jìn)行改進(jìn)，增加一個(gè)定滑輪（如圖4所示）。試分析改進(jìn)方案的優(yōu)勢(shì)。

設(shè)計(jì)意圖：利用滑輪相關(guān)知識(shí)提升貨物進(jìn)貨車，其中涉及定滑輪、動(dòng)滑輪的使用特點(diǎn)，滑輪組的繩子繞線和省力情況。在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案評(píng)估等能力。學(xué)生在方案評(píng)估的過(guò)程中，通過(guò)定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組和改進(jìn)后滑輪組的方案設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，逐步找到既能省力又能改變用力方向的實(shí)驗(yàn)方案。 進(jìn)一步深刻地認(rèn)識(shí)到：實(shí)際上既省力，又能改變用力方向的機(jī)械，通常是組合使用的，比如建筑工地上提升重物的起重機(jī)。

五、教學(xué)反思

基于真實(shí)問(wèn)題解決的單元教學(xué)設(shè)計(jì)，以真實(shí)的生活問(wèn)題情境為抓手，在真實(shí)問(wèn)題的解決過(guò)程中，通過(guò)解決方案的設(shè)計(jì)與評(píng)估，合作交流，歸納總結(jié)，實(shí)現(xiàn)單元知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化，思維方法可視化，提升學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

因此，在簡(jiǎn)單機(jī)械的單元復(fù)習(xí)活動(dòng)導(dǎo)學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)中，通過(guò)視頻“火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)——見(jiàn)證中國(guó)速度”的實(shí)際情境引入新課，觀察分析建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)用到哪些簡(jiǎn)單機(jī)械，激發(fā)學(xué)生的探索熱情。在“提升貨物”的任務(wù)與挑戰(zhàn)中，通過(guò)方案設(shè)計(jì)、評(píng)估、優(yōu)化，尋找解決實(shí)際問(wèn)題的可行性方案，掌握簡(jiǎn)單機(jī)械的特點(diǎn)以及如何將機(jī)械服務(wù)于實(shí)際生活。在單元復(fù)習(xí)的過(guò)程中以真實(shí)問(wèn)題為抓手，通過(guò)真實(shí)問(wèn)題的解決，突破單元復(fù)習(xí)的教學(xué)難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 胡東芳，孫軍業(yè).困惑及其超越：解讀創(chuàng)新教育[M].福州：福建教育出版社，2001.

[2]? 劉德華. 觸動(dòng)課堂教學(xué)的靈魂：物理活動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)的幾個(gè)原則[J].物理教學(xué)探討， 2013（9）：12-13.

[3]? 劉德華.試論活動(dòng)建構(gòu)教學(xué)的幾個(gè)特征[J].中學(xué)物理，2014（7）：5-6.

[4]? 劉德華.“力學(xué)單位制”的活動(dòng)探究式教學(xué)設(shè)計(jì)[J].物理教學(xué)探討，2017（3）：77-80.

（責(zé)任編輯 易志毅）