情景驅(qū)動效果下高中物理“單擺”問題教學(xué)案例研究

張安誠

摘 要：針對情景驅(qū)動下的高中物理“單擺”教學(xué)進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際案例闡釋情景教學(xué)的應(yīng)用。面對素質(zhì)教育的本質(zhì)要求，高中物理教學(xué)必須走出傳統(tǒng)教育困局，將物理概念、物理原理、物理公式以直觀形象的方式表達(dá)出來，達(dá)到回歸學(xué)生本位、發(fā)散思維、拓寬視野的目的。

關(guān)鍵詞：情景教學(xué);高中物理;“單擺”;教學(xué)案例

一、高中物理情景教學(xué)的典型教學(xué)模式

高中物理情景教學(xué)模式可分為拋錨式教學(xué)、認(rèn)知學(xué)徒制、學(xué)習(xí)共同體。拋錨式教學(xué)可稱為“基于問題的教學(xué)”，教師通過創(chuàng)建實(shí)際的環(huán)境讓學(xué)生感受與發(fā)現(xiàn)物理問題?！盎趩栴}的教學(xué)”以學(xué)生作為主體、教師作為“伙伴”，借助豐富的課程資源，注重學(xué)生體驗(yàn)與思考。認(rèn)知學(xué)徒制由布朗和柯林斯提出，學(xué)生作為課堂的主體，教師作為情景的演示者、表達(dá)者，幫助學(xué)生完成既定的物理任務(wù)，通過小組合作的方式將復(fù)雜的問題簡單化與直觀化。認(rèn)知學(xué)徒制最為顯著的特點(diǎn)就是在情景中將抽象的物理知識向真實(shí)情景遷移。學(xué)習(xí)共同體教學(xué)模式來源于社會學(xué)的共同體概念。核心理念是幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我超越，促進(jìn)學(xué)生之間的協(xié)作交流。課堂參與者以活動為載體，通過平等對話、交流合作達(dá)到共同發(fā)展的目的。

二、情景驅(qū)動效果下高中物理教學(xué)案例研究——以“單擺”問題為例

（一）創(chuàng)設(shè)生活情境

為了解決高中物理抽象、晦澀的問題，可引入生活情景。建構(gòu)主義理論提出了學(xué)習(xí)應(yīng)在學(xué)習(xí)者實(shí)際接觸的情景中進(jìn)行，將高中物理概念與生活實(shí)際結(jié)合可使物理概念不再有距離感。學(xué)習(xí)物理過程中，學(xué)生的邏輯思維占據(jù)主要地位，在理解抽象的概念時(shí)需要形象的支撐。因此，情景創(chuàng)設(shè)應(yīng)幫助學(xué)生營造利于思考與想象的生活情境，讓學(xué)生由被動學(xué)向主動學(xué)轉(zhuǎn)變。

“單擺”的應(yīng)用教學(xué)：①引入伽利略單擺運(yùn)動規(guī)律，讓學(xué)生對單擺的概念有籠統(tǒng)的認(rèn)知。②引入伽利略與惠更斯發(fā)明與制造擺鐘的故事，拓寬學(xué)生視野。同時(shí)讓學(xué)生對科學(xué)家的研究歷程與研究方法萌生興趣。③引入生活中的擺鐘，結(jié)合生活實(shí)際開展教學(xué)。題設(shè)1：小紅同學(xué)將擺鐘從中國帶到了美國，發(fā)現(xiàn)擺鐘每天會慢3 min，小紅將擺鐘校準(zhǔn)后，將擺鐘帶回中國，擺鐘又快了3 min，解答成因。題設(shè)2：同學(xué)們借助鐘擺來測室外的重力加速度。④通過引入生活情境，設(shè)置與生活相關(guān)的問題，在引導(dǎo)學(xué)生思考方向的同時(shí)輔助學(xué)生主動進(jìn)行思考。讓學(xué)生理解物理知識的意義與價(jià)值。通過將枯燥的物理知識生活化，讓學(xué)生體會看得見、摸得著的物理概念。

（二）營造新舊知識對比情境

從學(xué)生已經(jīng)具備的物理知識出發(fā)，營造新舊知識對比的教學(xué)情境，借助內(nèi)在邏輯引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系各部分知識點(diǎn)，掌握各類物理知識的本質(zhì)屬性，從中找出異同，達(dá)到加深記憶與熟練運(yùn)用的目的。

推導(dǎo)“單擺”的周期公式教學(xué)：①讓學(xué)生思考單擺擺動是不是簡諧振動。②通過實(shí)驗(yàn)演示讓學(xué)生觀察單擺運(yùn)動時(shí)形成的正弦曲線。③讓學(xué)生思考單擺振動的周期。④讓學(xué)生畫出擺錘小球的受力分析圖。單擺運(yùn)動做的是簡諧運(yùn)動，讓學(xué)生結(jié)合簡諧運(yùn)動物理的周期公式得出單擺的周期公式。

（三）借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，創(chuàng)設(shè)思維情境

教師可借助實(shí)踐體驗(yàn)、主動發(fā)現(xiàn)、積極探索，讓學(xué)生感受物理學(xué)的研究過程，借助實(shí)驗(yàn)教學(xué)引發(fā)學(xué)生自主思考，營造思維沖突的情境。

單擺周期的影響因素的教學(xué)：①播放準(zhǔn)備好的微課：吊燈的擺動;擺鐘的擺動。②借助小組合作的方式，將班級學(xué)生分成若干個(gè)4人小組，每個(gè)小組借助實(shí)驗(yàn)器材（鐵架臺、剪刀、細(xì)繩、小球）組裝可自由擺動的擺。組內(nèi)成員分工協(xié)作，測量并記錄20 s內(nèi)擺動的次數(shù)。③匯總實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，各小組的擺在20 s擺動的次數(shù)各不相同。教師以此為思維沖突的點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想。同時(shí)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。④學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。例如：影響擺的次數(shù)的因素有很多，同學(xué)們是否可以控制某個(gè)數(shù)值不變來控制擺動的次數(shù)？⑤學(xué)生通過教師的指導(dǎo)與自身實(shí)驗(yàn)得出了擺長影響單擺周期的結(jié)論。

通過“單擺”問題的實(shí)例分析，指出了情境教學(xué)的應(yīng)用方式，從創(chuàng)設(shè)生活情境、新舊知識對比情境及思維情境，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力、思維能力、聯(lián)系生活的能力，達(dá)到開闊學(xué)生視野與提高教學(xué)成效的目的。高中物理教師需精心設(shè)計(jì)教學(xué)過程，凸顯物理學(xué)科的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜傲林.基于情境學(xué)習(xí)的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)案例研究[D].信陽：信陽師范學(xué)院，2019.

[2]尹蘇武.案例教學(xué)法在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究，2020（9）：36-37.