注重过程设计 强化问题意识

2012-03-20 04:14王永元
物理教师 2012年3期
关键词:橡皮筋速度探究

王永元

(江苏省太仓高级中学,江苏 太仓 2 1 5 4 0 0)

没有“过程”就没有“思维”,“过程”是“思维”的载体,是培养分析综合能力、解决实际问题能力的土壤.问题是知识的源泉,正因为有问题的出现,才有了研究问题、解决问题的想法,才有了寻找问题答案的过程.中学物理教学中要注重学习过程的设计,引导学生发现问题、提出问题;鼓励学生选择问题、评价问题;帮助学生探索问题、拓展问题.通过巧妙的教学过程设计,促使学生的阅读、思考、研讨与教师的设疑、设问、启发相结合,通过师生间的互动交流逐步把认识问题的过程推向深处.笔者认为,构建合理的学习过程、精巧的教师设问、和谐的课堂氛围等,对学生兴趣的培养、能力的提高、方法的提炼等,都有十分重要的作用.

1 放慢学习进程,让学生发现问题、提出问题

鼓励学生自己提出问题,自己发现问题,才能引导学生积极地探索和解决物理问题.发现问题、提出问题是学生积极主动学习的开始,是进行科学探究必须的心理品质,也是培养学生创新精神的首要条件.适当放慢学习的进程,把发现问题、提出问题的机会留给学生,以便培养学生主动思考、主动钻研的思维习惯.

教学片断1:用平抛物体的运动知识分析飞机投掷炸弹的学习过程——问题的发现与提出.

学生在学习平抛运动基础知识后,教师以飞机投弹作为一个实例引导学生进行探究学习,为了让学生进一步发现问题、提出问题,教师在让学生观看飞机投掷炸弹的录像时,采用中间暂停的方式来引发学生的思考,设计将画面“定格”在飞机下有3枚炸弹的瞬间.让学生在结合所学知识的基础上,对物体的运动性质及后续运动的发展进行思考,在分析和判断的过程中发现问题、提出问题.

教师根据学生急于知道接下来炸弹将如何运动的心理特征,先提出3个问题:① 你能说一说为什么3枚炸弹都在飞机的正下方?② 你能想一想如果老师继续播放录像,后续的运动又会有怎样的情形?③ 你能围绕飞机投掷炸弹的运动,试一试再提出几个值得我们思考和分析的问题吗?教师组织学生以小组为单位进行讨论,并请学生代表小组进行交流,小组间再相互补充.学生在教师的诱导和同伴的互助下提出了如下一组问题:① 飞机做什么运动?② 飞机上投下的炸弹做什么运动?③ 飞机投下的炸弹是什么运动轨迹?④ 炸弹在地面上的弹坑是怎样分布的?⑤ 飞行员观察看到的炸弹做什么运动等等.

物理新课程追求的是以问题为纽带的课堂教学,提倡让学生带着问题走进教室,带着问题走出教室.新课程课堂评价由注重结果性转向过程性评价,由关注教师的教学行为转向师生的互动交往,由关注学生回答转向关注学生提出问题、质疑问题.教学中可对类似的情形采用暂停研究后续发展,变更条件想象新的情景,确定结果补充相应条件等教学设计,适当放慢学习进程,让学生有机会思考问题、提出问题和质疑问题.

2 放宽学习范围,让学生选择问题、评价问题

在鼓励学生提问的过程中,有时学生会提出很多问题,但是哪些是要研究的重点问题,教师不要马上简单地加以肯定或否定.可以把选择和评价问题的主动权交给学生,让他们选出自己最想研究的、与本节课教学目标最密切的问题.适当放宽学习的范围,让学生面对众多的问题和不同的研究方案,进行对比和思考,并通过选择问题、评价问题的学习设计,激发学生的学习兴趣,加深对物理原理和规律的理解.

教学片断2:探究功与速度变化的关系实验方案设计的学习过程——方案的选择与评价.

在研究橡皮筋的弹力做的功与物体速度变化的关系时,需要弄清各次实验中橡皮筋的弹力做功的数量关系,教师提问:我们如何测量橡皮筋的弹力做的功呢?

学生提出方案1:将橡皮筋拉伸x、2x、3x,则功分别为W 、2 W 、3 W .

学生评价方案1:这个方案不可行,因为拉到x、2x、3x时力的大小不同,所以功不是简单的倍数关系.

学生提出方案2:将橡皮筋拉伸x、2x、3x,分别测出对应的力F1、F2、F3则功分别为F1x、2F2x、3F3x.

学生评价方案2:这个方案仍不可行,因为拉到x、2x、3x时力的大小虽然已经测量出来了,但在拉伸的过程中力是变化的,变力做功不能这样计算.

学生提出方案3:用几根完全相同的橡皮筋进行实验,第1次用1根拉伸x,第2次用2根也拉伸x,第3次用3根也拉伸x,这样3次做功分别为W、2 W、3 W.

学生评价方案3:虽然这里没有测出功的具体数量,但我们能够明确地知道每次做功的数量关系,实验就可以进行研究了.

爱因斯坦说过:“如果把学生的热情激发起来,那学校所规定的功课,会被当作一种礼物来接受.”片段2中通过让学生进行方案的设计与评价,虽然这样学生学习的范畴扩大了,但对学生而言,认识到实验的目的不仅仅是为了动手实验,更是为了通过在不断地动脑和不断地解决问题的过程中提高分析问题和解决问题的能力.而且这样的研究和讨论的过程,充分发挥了学生的学习主动性,对培养学生的学习兴趣和持续的探究欲望意义重大.

3 提高学习深度,让学生探索问题、拓展问题

激励学生发现问题、探索问题,不仅可以落实在导入新课阶段,而且还应贯穿在教学过程的始终.教学中可以放飞学生的想象,通过交流评价、互动质疑等方式引导学生对问题进行深入的研究,促使学生不断探索问题、拓展问题.

教学片断3:探究功与速度变化的关系交流评价的学习过程——问题的探索与拓展.

在学生得到功与速度变化的关系的初步结论后,教师分析:以上我们通过橡皮筋对小车做的这一变力功与小车速度变化的探究,理解了探究的原理、过程和方法,针对实验对其产生的误差进行了初步的分析,寻找到了功与速度变化之间的关系,针对自我探究的过程,就自己的认识请大家来交流!

学生甲:我们使用橡皮筋、气垫导轨和光电门探究变力做功和速度变化的关系.数据的处理在使用软件后,图像上显示功和物体获得的速度的平方成正比关系,这和我们原来猜想的结果相同.

学生乙:若物体的初速度不为零,我们猜测橡皮筋做的功和速度的平方差成正比.可以利用气垫导轨和两个光电门来验证我们的这种猜想.

教师:请你们具体谈一谈验证新猜想时你们的实验设计是怎样的?

学生丙:我们在橡皮筋伸长的状态下,取2个位置分别放上2个光电门,只要橡皮筋每次的起点相同,在2个位置间橡皮筋做的功和橡皮筋的根数同样成正比,所以我们只要测出两个位置的速度就可以分析功和速度平方差之间的关系了.

教师:这一组同学做得非常好,得到功和速度的平方成正比后,还进一步探究了初速度不为零的情况下,橡皮筋的功和速度平方的差成正比.我们顺着这条思路可以继续大胆地猜想,如果力做负功,这时力做的负功和速度变化关系又有怎样的定量等式呢?如果要设计一个验证的实验方案,应该如何设计?请同学们课后继续思考、探索.

教学设计的定位不能局限在对动能定理的理解和应用上,必须对探究功与速度的关系从实验原理、实验过程、实验操作的细节、测量的物理量、数据如何处理,包括实验条件的控制和实验数据的采集与分析等几个环节,进行逐层递进的问题设计,让学生明确探究及思考后的设计,只有这样才能达到物理课堂教学的真正目的.

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