基于抛锚式教学的初中物理教学设计①
——以“声音的产生”为例

(长江大学物理与光电工程学院,湖北 荆州 434023)

1 “抛锚式教学”简介

抛锚式教学(anchored instruction)是指在多样化的现实生活背景中运用情境化教学技术，以促进学生反思,提高迁移能力和解决复杂问题能力的教学方式，[1]是基于目标的情境教学模式与基于问题的学习模式的综合。[2]在抛锚式教学中,其核心要素是“锚”,通过“锚”的设计,引导学生紧紧围绕这个“锚”来经历探究、解决问题、理解规律、建构意义,从而促进学生物理学科核心素养的发展。[3]笔者采用抛锚式教学,让学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养了学生的探索精神和解决问题的能力。

2 “声音的产生与传播”的教学设计

笔者以人教版初中物理八年级上册第2章第1节“声音的产生与传播”中“声音的产生”为例,展示基于抛锚式教学的初中物理教学设计。

2.1 创设情境,设置“锚”点

创设情境:播放“最强大脑——狮吼功震碎玻璃杯”的视频(如图1)。

图1

师:视频中的选手通过吼叫,让一个完好无损的玻璃杯被震碎,请同学们思考“玻璃杯是如何被震碎的?”

设计意图:视频具有一定的吸引力,让学生感受声音带来的震撼,调动学生的求知兴趣和探究欲望,从而设置“锚”点。与传统教学方法不同的是,抛锚式教学重在整节课都会围绕这个“锚”展开,学生在解答谜团的过程中获取知识和能力。[4]

2.2 抛出“锚”点,确定主题

师:如何让一个直尺发出声音?听到声音的同时,看到什么现象?

生:将直尺放在桌子边上,一只手按住直尺,另一只手拨动直尺,让直尺发出声音来,看到直尺在上下来回摆动。

师:物理学上,把直尺所做的这种往复运动叫做振动。同学们可以猜想一下,声音是如何产生的呢?

生:声音可能是由于物体的振动产生的。

设计意图:教师借助开展“直尺发声”活动,及时抛出“声音如何产生”的“锚”点,该问题是学生解决“锚”点的入门环节。学生在实际操作直尺振动的过程中,直观、形象地感受振动,在感性认识的基础上提出“声音是由于物体的振动而产生”的猜想。

2.3 合作学习,探究“锚”点

实验器材:激光器、鼓、平面镜等。

师:敲击鼓面,是否看到鼓面在振动?

有同学说在振动,有同学说没有振动。

师:刚刚猜想发声的物体在振动,但通过肉眼似乎没有看到鼓面的振动,同学们是否能够利用已学过的物理方法,设计一个实验方案,能让我们观察到鼓面是否在振动。

学生小组讨论、教师引导,设计如图2所示的方案。

图2

生:利用“光放大”原理,激光通过平面镜反射,可在墙面形成一个反射光点,由于鼓面振动,带动平面镜镜面振动,经过平面镜反射,将鼓面微小的振动放大,所以我们看到了明显的反射光点振动,可以知道发声的鼓面在振动。

师:将微小的不容易观察的现象转化为直接容易观察到的现象,这种方法叫做“放大法”。

设计意图:利用“放大法”,通过“鼓面振动—平面镜振动—反射光点上下振动”的观察，不断提升学生的物理思维能力,使学生在获得科学知识的同时,也提升了自己的探究能力、创新能力和合作能力。

实验演示:利用图3中实验器材,分小组设计实验。

图3

师:请同学们利用给定的实验器材,分小组探究发声的音叉是否在振动?并说出自己的设计思路。

生1:先敲击音叉,然后让音叉缓慢靠近悬挂的乒乓球,看到乒乓球被弹起来了,说明音叉在振动。

生2:敲击音叉,将正在发声的音叉放入装有水的烧杯中,看到水溅了起来,说明发声的音叉在振动。

师:如何让发声的音叉停止发声呢?

生:用手握住音叉,声音停止。

设计意图:通过实验观察、学生小组合作,探究“锚”点,从而提升学生探究能力,培养学生的科学核心素养。通过“乒乓球被弹起”和“水花四溅”的现象证明发声的音叉在振动,使学生对转换法、放大法有了进一步的感受和理解,通过问题的引导,不断地深入探究,突出学习的过程性,鼓励学生发散思维。

2.4 问题解决,解答“锚”点

师:根据本节课所学习的内容,能否回答开始上课时所提出的问题,玻璃杯是怎么被震碎的?

生:声音是由于物体振动而产生的,人发声振动,因此玻璃杯碎了。

师:视频中的选手通过声带振动带动了空气振动,继而使玻璃杯振动,可看到玻璃杯中的吸管在跳动,最后玻璃杯被震碎。

设计意图:通过教师的引导,以学生认知过程为主体,解决“锚”点,培养学生发现问题、解决问题的能力。

3 教学反思

抛锚式教学的学习与教学活动都是围绕“锚”来设计的,本文围绕“声音如何产生”这一“锚”点展开教学,通过创设玻璃杯被震碎的情境,设置“锚”点,通过开展直尺发声活动,抛出“锚”点,通过小组合作学习,探究“锚”点,构建知识体系,解答“锚”点。整个教学过程以学生为主体,增加了学生动手实践的机会,培养了学生探索研究、团体协作以及创新能力。