“力與運(yùn)動(dòng)”概念教學(xué)設(shè)計(jì)研究

◇ 甘肅 馮 朝

(作者單位：甘肅省蘭州市第五十三中學(xué))

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“力與運(yùn)動(dòng)”概念教學(xué)設(shè)計(jì)研究

◇ 甘肅 馮 朝

“力與運(yùn)動(dòng)”一章是整個(gè)高中物理知識(shí)的基礎(chǔ),理清相關(guān)概念,有助于物理知識(shí)的進(jìn)一步的學(xué)習(xí)．本文以高一物理“力與運(yùn)動(dòng)”一章的教學(xué)設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象,在闡述使用的教學(xué)設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上,討論本單元的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)過(guò)程,并基于前述實(shí)踐的基礎(chǔ)上做相應(yīng)的反思．

1 教學(xué)設(shè)計(jì)理念

中學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)尤其是自然科學(xué)知識(shí)的時(shí)候,在概念的掌握上,總是試圖以自有的知識(shí)體系和思維模式來(lái)解構(gòu)它,這樣就會(huì)產(chǎn)生新舊知識(shí)的沖突,進(jìn)而形成所謂的“相異構(gòu)想”,形成科學(xué)概念習(xí)得的根本性障礙．因此,教學(xué)設(shè)計(jì)的目的就是要合理利用策略,有效轉(zhuǎn)變相異構(gòu)想,以糾正學(xué)生前概念的錯(cuò)誤,實(shí)現(xiàn)科學(xué)概念的形成．實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是迄今為止被證明最有效的教學(xué)方法．因此,以核心概念貫穿典型的力與運(yùn)動(dòng)的物理實(shí)驗(yàn),并融入相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo),這就是筆者經(jīng)多年教學(xué)總結(jié)出的有效設(shè)計(jì),接下來(lái)將詳細(xì)論加以論述．

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)與技能

1) 力的作用產(chǎn)生的2個(gè)效果:形變與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變； 2) 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.

2.2 過(guò)程與方法

利用實(shí)驗(yàn)方法引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,根本目的在于教會(huì)學(xué)生使用物理實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力．

2.3 情感態(tài)度與價(jià)值觀

激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)動(dòng)力,培養(yǎng)其探索欲望和探索能力．培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的科學(xué)素養(yǎng)．

3 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn):力的作用效果，分析和判斷力與運(yùn)動(dòng)的具體關(guān)系.難點(diǎn):分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,歸納總結(jié)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.

4 教學(xué)過(guò)程

4.1 彈珠滾出膠管實(shí)驗(yàn)

調(diào)查表明，尚未開(kāi)始“力與運(yùn)動(dòng)”相關(guān)學(xué)習(xí)的學(xué)生中約占實(shí)驗(yàn)人數(shù)85%的人認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)物體穿越一個(gè)彎曲的軟管時(shí),若無(wú)外力作用其上,該物體將繼續(xù)保持曲線運(yùn)動(dòng)．并且,軟管弧度越大,它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的軌跡將越彎曲．這個(gè)實(shí)驗(yàn)是可以重現(xiàn)的．筆者以直徑為1.5cm的彈珠和直徑為7cm、長(zhǎng)約2m的白色透明膠管進(jìn)行實(shí)驗(yàn).首先將膠管按照一定的彎度固定在水平桌面上,然后給彈珠一個(gè)力,使其從軟管一端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．這個(gè)過(guò)程可以無(wú)需要求一次通過(guò),可以讓學(xué)生重復(fù)試驗(yàn),直到彈珠最終能夠從膠管的一端滾出來(lái)為止．然后提問(wèn)學(xué)生: 1) 什么情況下彈珠滾不出來(lái)?什么情況下彈珠剛好滾出來(lái)?什么情況下彈珠滾出來(lái)并且還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)很遠(yuǎn)的距離? 2) 彈珠在膠管里滾動(dòng)的速度與扔彈珠的力的大小關(guān)系如何?

學(xué)生對(duì)“力學(xué)與運(yùn)動(dòng)”部分知識(shí)的學(xué)習(xí)困難主要源自他們對(duì)于概念的舊有觀念和期望,它們與科學(xué)界所認(rèn)可的概念或理論存在較大差異或是南轅北轍．但這對(duì)教學(xué)工作者而言,不僅不是壞事,還是可以加以利用的契機(jī)．由于學(xué)生的前認(rèn)知和科學(xué)概念之間存在極大差別,因此學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程必然會(huì)遭遇科學(xué)理論與樸素認(rèn)知的沖突,而教師不僅不要避免這種沖突,還應(yīng)該創(chuàng)設(shè)條件,努力使得類(lèi)似沖突更加激烈,只有這樣才能加深學(xué)生對(duì)科學(xué)理論的印象,激發(fā)其探索知識(shí)的好奇心．

4.2 通過(guò)探究力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系實(shí)驗(yàn)判斷命題的正誤

教學(xué)過(guò)程中教師可以要求學(xué)生通過(guò)探究力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系實(shí)驗(yàn)判斷一些問(wèn)題的正誤，掌握概念，如教師可設(shè)置如下問(wèn)題：1)有運(yùn)動(dòng)就會(huì)有力存在;2)沒(méi)有運(yùn)動(dòng),也就沒(méi)有力的存在;3)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)就不可能有力;4)當(dāng)一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),一定有一個(gè)指向該方向的力來(lái)維持這個(gè)運(yùn)動(dòng);5)當(dāng)作用在物體上的力耗盡時(shí),物體將停止運(yùn)動(dòng)；等等．

通過(guò)探究力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)還可以得出牛頓第二定律(F=ma)，這可能與學(xué)生的直覺(jué)思維相矛盾,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界沒(méi)有絕對(duì)光滑的平面,由于現(xiàn)實(shí)世界總是存在摩擦力,因此要維持物體持續(xù)向相同方向運(yùn)行下去,則需要不斷施加外力．發(fā)生這種沖突的原因是學(xué)生們將牛頓第二定律扭曲了以適應(yīng)自己的前概念．

對(duì)于高一新生而言,“力與運(yùn)動(dòng)”相關(guān)概念是高度抽象的,需要教師充分承擔(dān)起引路人的作用,根據(jù)既定教學(xué)的階段性目標(biāo),對(duì)教學(xué)的重難點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)安排,將抽象概念具象化,適當(dāng)調(diào)整教學(xué)方法、教學(xué)步驟以及教學(xué)計(jì)劃的時(shí)空分配,使之契合學(xué)生當(dāng)前階段的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和習(xí)得心理,最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效學(xué)習(xí)．

(作者單位：甘肅省蘭州市第五十三中學(xué))