《超重和失重》课堂教学改进的几点措施

《超重和失重》课堂教学改进的几点措施 200511《浦东教育研究》 进才中学 徐海燕 超重和失重是牛顿第二定律知识的迁移部分，原先是作为牛顿第二定律应用的一部分出现的，现在在新教材中作为一个独立的章节编排。 本课将在学生已经掌握牛顿三大运动定律知识结构的基础上，通过体验和经历，构建关于超重和失重的新知识，达成预定的三维教学目标:知道超重和失重现象，理解产生条件并能运用牛顿定律产生原因;掌握正确观察超重和失重现象以及对该实验现象进行分析和归纳的方法;在自主实验和逐步探究的学习过程中，培养细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。 本课将以探究为主线，充分重视情景、问、体验、合作、自主、交流等教学元素，力图实现现代信息技术与课堂教学的整合。 这节课的教学主要有以下几点构成: 1. 从生活中常见的现象出发，通过一些小实验激发学生的学习兴趣和好奇心。 2. 以学生提出的问题为主线贯穿整个探究过程 3. 教学过程中注意由浅入深，从观察现象到实验探究本质到运用牛顿定律分析原因逐步深入所要研究问题的核心部分。 4. 以实验作为突破点。让学生亲自体验实验探究问题的过程，分析超重和失重现象。 下面着重谈谈这节课在教学设计过程中几次较大的课堂教学改进。 (一) 探究式教学模式的确立。 教材在这节课的内容安排上是这样的:让学生在电梯里做实验，观察当电梯运行时，挂着重物的弹簧秤的示数有什么有趣的现象，然后直接提出让学生用牛顿第二定律来分析这种现象。应该说这样的教学设计条理性比较清晰，学生很容易得出分析结果。但我觉得这样一来只是强化了学生对牛顿第二定律的应用，并没有真正解决超失重的根源问题，试想如果课本没有提示说明，学生自己是否能主动想到要用牛顿第二定律来分析超失重现象呢,也许会有困难。 另外从建构主义认识论的角度来说，学生的学习不应是简单地“存储”课本或老师提供的信息，学习的过程是对知识的主动建构过程，也就是说是主动地将原有的经验或知识与新信息进行对比分析和重建知识结构的过程。尤其是物理概念和物理规律的形成，是由现象到本质的过程，对它们的理解和掌握不可能一蹴而就，怎样才能够让学生不是机械化的记住超重和失重的运动形式，而是真正理解超重和失重的实质所在，将是这节课要突破的难点。因此我决定这节课采用探究式教学模式，以学生主动参与、师生互动、探究创新为主线，让学生通过实验并结合情景、问题、体验、合作交流等教学元素，让学生在原有知识结构的基础上，构建关于超重和失重的新知识，达成预定的三维教学目标。 (二) 强化学生的问题意识，让学生提出问题、成为课堂教学的研究者。 当前，培养学生的创新精神和实践能力已成为素质教育的重点，在创新人才的基本素质中首先是发现问题和提出问题，其次才是分析问题和解决问题。一切创造都始于问题的发现，而问题发现又源于强烈的问题意识。 先前我一直认为作为教师，上课时只要能把问题讲清楚，讲到学生全部都懂、毫无疑问，那就是一个好老师。现在我开始漫漫体会到，好老师绝对不是讲得学生没问题可问，而是要能启发学生提出深刻的问题，和学生互动合作来提出问题、解决问题。美国教育家布鲁巴克认为“最精湛的教育艺术，遵循的最高准则，就是学生自己提出问题”。 超重和失重是一种在日常生活中比较常见的物理现象。学生往往能够感受到，但是并不会去注意这一现象的特点，更不会主动提问。在原先的教学设计中，虽然学生通过活动亲自感受到实验探究问题的过程，但依然是在教师的主观引导下进行探究，学生的自主性没有充分体现。如何才能调动起学生的积极主动性，真正实现自主探究呢,于是我在教学设计中尽量创设一些问题情境,或者创 1 设一些任务,让学生在完成任务中运用科学思维,自己提炼出应探究的科学问题。 例如，在课题引入时，我尝试着用拉纸带和称体重两个小实验让学生注意到物体对悬绳的拉力(或对支持物的压力)并不总是等于物体的重力，从而激发学生的好奇，并留出足够的时间引导学生自己提出问题。之后将课堂教学内容围绕着学生所提出的问题由浅入深逐步第进、展开。 情景引入: 学生实验1:用纸带挂上钩码，然后迅速上提。 现象:纸带断了。 (纸带既然能够承受钩码的重力，怎么会断呢,) 学生实验2:某位学生称体重，在秤上蹲下和站起。 现象:秤的示数发生变化。 (难道该学生的体重发生了改变,) 再如，教学中创设了一个小猫模拟在乘坐的电梯中秤体重的情景，当学生从实验中观察到小猫在上升和下降过程中都出现了超重现象时，很自然地就会产生疑问:既然超失重现象的出现并不取决于速度方向，那么究竟取决于什么因素呢,于是会主动去分析和探究更深一层的问题，自主性充分得到体现。 在采用这种自主探究式教学过程中，我面临着这样两个问题: 1(如何处理学生提出的问题。 例如，前面所提到的，在用实验引入新课后，当我让学生就实验现象围绕着超重和失重提出疑问时，学生会从各个角度提出五花八门的各种问题，由于教学目标的限定、课堂时间的限制，加上所提问题的深度有差异，课堂上不可能把这些问题都一一展开解决，因此我将学生提出的问题先进行筛选，对于共性的问题采取课堂内师生共同解决的方法;对于个性问题让学生在课外通过课题研究的方式加以解决。(两种途径的框图如下:) 教师引导 师生共同共性的学生提出课堂 教师的筛选 问题 解决问题 的问题 学生探索 成立课题 个性的学生自主课外 问题 解决问题 小组研究 在解决共性问题时，我采用的是小组讨论的形式。让学生通过独立思考、小组讨论、分析，充分调动学生主体的积极性。讨论后，各小组代交流，最后师生小结，解决问题。 对于一些有深度的问题必须留给学生充足的时间进行独立思考，不要害怕冷场，此时课堂虽然是安静的，但其实学生的思维是活跃的。对小组讨论的一些疑点和难点，我也会做一些适度的引导，促进问题的解决。 2(第二个所要面临的问题是:由于教学过程需依据问题小组交流的具体情况而作出适当的调整，故教学的祥细过程无法象传统的一样事先安排每一个环节。 例如，当学生在分组讨论“出现超重和失重现象究竟取决于什么因素,”的问题时，就会出现分支。一部分学生可能从出现超失重现象所对应的运动情况中寻找本质上的共同点，从而得出取决于加速度的结论;也有部分学生可能从图象中观察到力的大小的变化规律，结合牛顿第三定律直接从受力分析的途径来解决问题(其实这也正是体现了学生的个性，是我们所期望看到的现象)。 2 于是针对这一情况，我必须在备课时多设想一些学生可能解决问题切入口，并准备好相应的后继引导方式。也就是说课堂结构不得不做相应的改动，由原先的流线结构变为板块结构。 从实际的课堂教学过程来说，我认为这两个问题是最难把握得住得。尤其是针对不同学生在引导、点拨上的度的把握。例如在解决问题2的时候，如果点拨不到位，学生分析不出，或不知从何入手分析;若引导过了度，则等于老师把知识点送到学生的手里，学生的课堂主体性就无法体现。如何才能恰当好处地拿捏住这个度，对于我们青年教师来说还需要在今后的教学中不断磨练，总结经验。 (三) DIS实验与传统实验的有机结合。 物理是一门以实验为基础的自然学科，传统实验在课堂教学中起着重要的不可替代的作用。如果能将现代化教学技术与传统实验进行有机的整合，充分发挥其优势，那将给课堂教学带来更大的便捷，更有利于学生的学习。 例如在探究性实验，观察人在测力计上运动时哪些情况下会出现超重现象时，由于学生在测力计上下蹲或站起是个动态的变化过程，时间短、情况复杂，学生在实验观察上会遇到困难，为了让学生更清晰的观察到超重和失重现象中视重的变化情况，教学中增加了DIS演示实验，采用DIS实验来记录模拟电梯运动过程中力的动态变化情况，通过力的图象形象地展现力的变化情况，取得了很好的教学效果。 力的传感器 电脑 数据采集器 (四) 引发学生的认知冲突，强化新概念的形成。 从心理学角度看，凡经过否定质疑的知识才有较高的确信度。因此我在教学过程中尽可能地创设一些能引起学生产生认知冲突的教学情景，从而强化其新知识的形成。 例如，很多学生根据平时的生活经验会想当然地认为:向上运动就会出现超重，向下运动就会出现失重。经过传统教学的学生，即便是学过几年物理，仍然在不同程度上还会存在这种错误的观点。于是我在分析这个问题之前，先让同学们谈自己的观点，然后再做实验，从而产生认知冲突。学生 再如，青蛙罐的实验，通过前一阶段的学习，学生基本上都能知道当罐子自由下落时，青蛙会缩回罐子里，可是当我问，如果把罐子上抛时会出现什么现象时，学生们大都会猜测是伸出来。于是实验现象再次和他们的观点发生冲突，学生仔细思考后会领会其中的原因，从而再次强化出现超 3 失重现象的条件是看加速度的方向，而不是速度的方向。 (五) 充分注重、激发参与、合作、创新意识; 如果说20世纪以前科学家多是单枪匹马独闯科学殿堂，甚至一个人涉猎几个学科领域，那么本世纪以来，由于学科门类的剧增，学科知识的深化以及科学技术的复杂化，学科间合作研究越来越明显的体现出来了。能够处理好与他人的协作关系，搜集群体人的智慧取长补短，是跨世纪优秀人才必须具备的基本素养。小组讨论、学生提出问题的教学创设了有参与、沟通与合作的教育环境，使学生学会交流和分享成果，发展乐于合作的团队精神，在个人竞争的同时，强调了合作竞争。同时，在小组讨论交流的过程中使孤立的学习逐步走向合作的学习。 课的结尾部分原先是教师的一些关于超重和失重现象的演示实验，让学生猜测实验现象，解释原因，现改为由教师提供实验器材，学生自主设计实验的活动，目的是为了能更大限度的发挥学生的创新精神和动手能力。当然，这部分内容的放手程度，还是要以学生的实际情况做适当的调整。 4