把物理課堂還給學(xué)生

王蓓　樓松年

摘 要：新一輪全國基礎(chǔ)教育課程改革已逐步在各地轟轟烈烈地開展。本次課改的目的是要給學(xué)生全面、豐富的發(fā)展留有充足的時(shí)間和空間，要有利于學(xué)生自主、多樣、持續(xù)、有創(chuàng)造性地發(fā)展。本文借用“功率”這節(jié)課論述教師如何在課堂教學(xué)中發(fā)揮學(xué)生的主體作用，完成新課程的目標(biāo)和要求。

關(guān)鍵詞：主體；高效課堂；自主認(rèn)知；思維發(fā)展

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）11-0041-4

金華市開展了“把課堂還給學(xué)生”的教研活動(dòng)，活動(dòng)的內(nèi)容為 “功率”。全市各校派一位教師輪流展示了自己精心準(zhǔn)備的教學(xué)內(nèi)容，筆者聽后深受啟發(fā)，現(xiàn)將其中精彩的部分呈現(xiàn)給大家。

1 創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課——新課引入的過程

這一環(huán)節(jié)，多位教師采取了直接導(dǎo)入法，即回顧上一節(jié)“功”的概念及公式后進(jìn)入新課。少部分教師采用PPT多媒體形式以圖片展現(xiàn)：生動(dòng)形象地說明做功有快慢之分，轉(zhuǎn)而回顧上一節(jié)的內(nèi)容進(jìn)入新課。

評(píng)析 直接導(dǎo)入法雖無科學(xué)性錯(cuò)誤，但是平淡無味，未能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。圖片引入法，雖能調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，但學(xué)生主體參與程度較低，未能體會(huì)到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的樂趣和幸福感。

深入的思考 能否設(shè)計(jì)一個(gè)精練的小實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，提出與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的問題，既能打破常規(guī)的平淡導(dǎo)入過程，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維以及激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望？

教學(xué)設(shè)計(jì) 導(dǎo)課小實(shí)驗(yàn)：桌邊放兩桶水，請(qǐng)兩位學(xué)生（男女各一）將水桶盡快地提到桌面上。

師：同學(xué)們，在提水的過程中，你們發(fā)現(xiàn)了什么相同點(diǎn)與不同點(diǎn)呢？

生：水量相同，水被提升的高度相同。

生：水被提起所用的時(shí)間不同。

師：做了相同的功，時(shí)間卻不同，原來做功也是有快慢之分的。現(xiàn)在讓我們一起走進(jìn)今天的學(xué)習(xí)內(nèi)容吧！

設(shè)計(jì)評(píng)析 通過這樣精心設(shè)計(jì)的小實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入新課，學(xué)生能體會(huì)到學(xué)習(xí)“功率”這個(gè)物理量的必要性，增加了學(xué)習(xí)物理知識(shí)的成就感，從而體會(huì)到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的樂趣和幸福感。

2 數(shù)理結(jié)合，活化思維——功率數(shù)學(xué)表達(dá)式得出的過程

這一環(huán)節(jié)，多位教師通過講解或讓學(xué)生閱讀教材的方式直接得出功率的表達(dá)式。少部分教師先引導(dǎo)學(xué)生一起回顧初中功率的相關(guān)知識(shí)，再直接從數(shù)學(xué)的角度推導(dǎo)出功率的表達(dá)式。極少部分教師借用“速度”“加速度”這兩個(gè)物理量，引導(dǎo)學(xué)生從類比的角度去思考并推導(dǎo)出功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

評(píng)析 依托教材的直接呈現(xiàn)方式，學(xué)生只能機(jī)械地接受P=■這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式。用類比的方式，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，教學(xué)效果相對(duì)較好，但學(xué)生只能突兀地接受這樣的類比過程和思維方式。

深入的思考 用什么樣的方式指引學(xué)生思維，使學(xué)生自主地得出功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并在思考的道路上自行前進(jìn)呢？

教學(xué)設(shè)計(jì) 課前片段：教師帶領(lǐng)數(shù)位本班學(xué)生開展一項(xiàng)體能測(cè)試，從一樓上升到四樓，并記錄每位學(xué)生的質(zhì)量和所用時(shí)間。制作表格，課上PPT呈現(xiàn)，如表1所示。

表1 體能測(cè)試原始數(shù)據(jù)

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師：這是同學(xué)們昨天的數(shù)據(jù)，我們一起算出自己做功多少，已知層高3米。（最后全部呈現(xiàn)，如表2所示）

表2 體能測(cè)試數(shù)據(jù)處理

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師：如何比較這三位同學(xué)做功的快慢呢？（已找出做功相同的三位同學(xué)，并標(biāo)記出）

生：他們的做功相同，比較所用時(shí)間。

師：這三位又該如何比較呢？（已找出做功不同，時(shí)間也不同的三位同學(xué)，并標(biāo)記出）

生：把做的功除以所用時(shí)間，再比較數(shù)值的大小。

師：做的功除以所用時(shí)間，再比較數(shù)值，也就是比較單位時(shí)間內(nèi)做功的多少。我們引用“功率”這個(gè)物理量去描述，那么功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以寫成：P=■。功率描述的是做功的快慢，速度描述的是什么物理量的快慢？加速度描述的又是什么物理量的快慢呢？

設(shè)計(jì)評(píng)析 學(xué)生對(duì)自己和同學(xué)們的數(shù)據(jù)非常感興趣，能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。由簡(jiǎn)入深的挖掘和分析，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)的思考，并自己能夠得出最后的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

3 辨析概念，升華思維——講解平均功率與瞬時(shí)功率的過程

這一環(huán)節(jié)，多數(shù)教師輕描淡寫地口述平均功率和瞬時(shí)功率的定義，以及兩者之間的區(qū)別，少數(shù)教師補(bǔ)充講解如何從平均功率過渡到瞬時(shí)功率。再附上相應(yīng)的練習(xí)，鞏固強(qiáng)化兩者的區(qū)別與聯(lián)系。

評(píng)析 教師采用直接口述方式，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知和思維的發(fā)展不能起到強(qiáng)有力的沖擊作用。

深入的思考 能否將平均功率過渡到瞬時(shí)功率這個(gè)過程形象化或者量化？

教學(xué)設(shè)計(jì) 如圖1所示，某位同學(xué)用2 N的力推書，書靜止在桌面上，它的質(zhì)量為0.2 kg。試求：①2 s內(nèi)推力的功率；②1 s內(nèi)推力的功率。

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圖1 情境圖

師：請(qǐng)兩位同學(xué)告訴大家這兩道小題的答案分別是多少。

生：第一小題是20 W。

生：第二小題是10 W。

師：為什么答案會(huì)不同呢？

生：因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)的過程中，推力做功的功率是在變化的。

師：那我們算出來的功率是該段時(shí)間的什么功率呢？

生：平均功率（齊聲說出）。

師：那我們接下去再計(jì)算0.5 s內(nèi)推力的功率是多少？

生：5 W。

師：答案依舊不同！如果我們接下去計(jì)算0.1 s內(nèi)推力的功率，0.01 s內(nèi)推力的功率，甚至0.001 s內(nèi)推力的功率呢？這個(gè)時(shí)候，平均功率將非常非常接近該時(shí)刻的瞬時(shí)功率了。平均功率是指物體在某一段時(shí)間內(nèi)某個(gè)力做功功率的平均值，而瞬時(shí)功率是指物體在某一時(shí)刻某個(gè)力做功的功率。

設(shè)計(jì)評(píng)析 幾個(gè)問題由淺入深，引領(lǐng)著學(xué)生思維的活動(dòng)，在學(xué)生的頭腦中形成了平均功率過渡到瞬時(shí)功率的情景圖。

4 走進(jìn)生活，學(xué)以致用——辨析實(shí)際功率與額定功率的過程

這一環(huán)節(jié)，多數(shù)教師先口述實(shí)際功率和額定功率的定義，再通過PPT圖片的形式展示給學(xué)生，但一般教師最多只能呈現(xiàn)出某機(jī)器銘牌的圖片，并指出額定功率的大小。

評(píng)析 教師采用PPT圖片的形式雖然可以吸引學(xué)生的注意力，但不能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣。

深入的思考 其實(shí)學(xué)生對(duì)這塊內(nèi)容并不難理解與掌握，因?yàn)閷?shí)際功率和額定功率很貼近現(xiàn)實(shí)生活?？梢詫?shí)物形式或者視頻形式呈現(xiàn)在課堂上。

教學(xué)設(shè)計(jì) 播放一段汽車在加速和減速的過程中功率的視頻，并突顯出整個(gè)過程中的汽車功率隨時(shí)間的變化曲線，如圖2所示。

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圖2 P-t圖像

師：通過這個(gè)視頻，我們可以得到什么？

生：汽車運(yùn)行過程中的功率并不是一個(gè)固定值，而是隨著實(shí)際情況在變化的。

師：我們把機(jī)器在實(shí)際工作中的功率叫做實(shí)際功率，但它小于等于機(jī)器的額定功率。額定功率是指機(jī)器在正常工作中的最大功率，一般在機(jī)器的銘牌上面標(biāo)出，如圖3所示，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為108 kW。

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圖3 汽車銘牌

設(shè)計(jì)評(píng)析 讓學(xué)生通過視頻觀察物理量的變化過程，并設(shè)計(jì)將抽象的物理量定量化的環(huán)節(jié)，這樣既促進(jìn)了學(xué)生感性認(rèn)知這個(gè)物理量，又使知識(shí)的學(xué)習(xí)過程充分地內(nèi)化為自主認(rèn)知過程，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

5 實(shí)驗(yàn)操作，邏輯推理——對(duì)公式P=Fv理解的過程

這一環(huán)節(jié)，多數(shù)教師先通過公式P=Fv討論三者之間的關(guān)系，再例舉說明與講解。少數(shù)教師通過播放汽車保持功率不變爬坡的視頻，呈現(xiàn)P=Fv三者之間的關(guān)系。最后通過相應(yīng)的習(xí)題，加強(qiáng)學(xué)生的理解與鞏固。

評(píng)析 物理課堂中，最生動(dòng)、高效地傳授知識(shí)的方式必定是實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)最直接的物理情景，給學(xué)生以感性認(rèn)識(shí)，能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律等方面做出最直接的鋪墊，使學(xué)生感受倍深。

深入的思考 如果能采用新穎有趣的小實(shí)驗(yàn)開展這個(gè)環(huán)節(jié)，一定會(huì)使學(xué)生全身心地投入到課堂學(xué)習(xí)中，收到事半功倍的教學(xué)效果，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高就能自然而然地實(shí)現(xiàn)。

教學(xué)設(shè)計(jì) 將實(shí)驗(yàn)儀器擺放于教室前，先介紹儀器，再開展實(shí)驗(yàn)過程，如圖4、5、6所示。

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圖4 實(shí)驗(yàn)整體圖

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圖5 方向控制盤 圖6 功率控制鍵

師：先將小車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率調(diào)節(jié)到一個(gè)適當(dāng)值，使小車在水平軌道上行駛，并保持發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不變，讓小車接著行駛到傾斜的軌道上。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察小車在運(yùn)行過程中發(fā)生了什么變化。

師：請(qǐng)一位同學(xué)說一說，你發(fā)現(xiàn)小車有什么變化？

生：小車在傾斜軌道上的速度明顯小于在水平軌道上的速度。

師：注意，在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小車的功率是保持不變的！小車上坡時(shí)，由于受力情況的變化，所需要的牽引力增加，小車的速度只能減小，正如我們所看見的。在現(xiàn)實(shí)生活中，有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員通常采用換擋減小速度使得汽車爬坡成功。

師：通過這個(gè)小實(shí)驗(yàn)，我們可知P=Fv三者之間的關(guān)系。

設(shè)計(jì)評(píng)析 物理教學(xué)要求教師不是簡(jiǎn)單地將知識(shí)傳授給學(xué)生，而是充分利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中理解知識(shí)、總結(jié)規(guī)律，讓學(xué)生通過探究學(xué)習(xí)獲得成功體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

6 體驗(yàn)過程，提升方法——課堂小結(jié)的過程

這一環(huán)節(jié)，多數(shù)教師采取自我小結(jié)，少部分教師采取PPT簡(jiǎn)單框架式呈現(xiàn)。

教學(xué)設(shè)計(jì) 教師讓兩位學(xué)生歸納總結(jié)課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容和方法，并再讓二至三位學(xué)生加以補(bǔ)充和歸納。

設(shè)計(jì)評(píng)析 教學(xué)過程中，教師作為引導(dǎo)者和組織者，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體。教師讓學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)的情況和感受，一方面有利于學(xué)生梳理課堂內(nèi)容，另一方面也有助于學(xué)生構(gòu)建起自己的知識(shí)框架，更有利于將學(xué)生的接受和掌握新知識(shí)的情況反饋給教師。

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