拋錨式教學在高中物理實驗課中的實施及反思

強衛(wèi)杰

一、拋錨式教學簡介

拋錨式教學：指教師為學生創(chuàng)設(shè)一個完整、真實的問題背景，使教學活動建立在生動事件或問題情境的基礎(chǔ)上，通過學生間的互動交流、合作探討，使學生親身體驗從發(fā)現(xiàn)問題、提出問題到解決問題的教學過程。教學過程中要解決的問題作為“錨”，而提出這些問題的過程就可比喻為“拋錨”，一旦問題確定了，整個學習內(nèi)容就像被錨固定的輪船一樣被確定。本文即以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗課教學為例，討論拋錨式教學在實驗課中的實施及反思。

二、拋錨式教學在實驗課中的實施

課前準備

準備好實驗所需的基本器材（每三個同學一套）：長木板一端帶滑輪、電火花計時器、220V交流電源、紙帶、墨粉紙盤、鉤碼、刻度尺、天平。

教學過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境（拋錨）

在教學過程開始時帶領(lǐng)同學們一塊復(fù)習牛頓第一定律的內(nèi)容，之后觀看飛機起飛、火車起動、賽車起動、運動員比賽起跑、射擊時子彈離開槍堂及慢鏡頭、兩個質(zhì)量不同的鐵球的下落，引發(fā)猜想，進一步提出問題。

師：請依據(jù)視頻中現(xiàn)象以及牛頓第一定律分析物體的加速度與哪些因素有關(guān)？

學生思考討論……

師：物體受力改變它的運動狀態(tài)，運動狀態(tài)改變的唯一量度是質(zhì)量。而描述物體運動狀態(tài)變化的物理量是加速度，則加速度必然由物體所受的外力和自身的質(zhì)量兩個因素決定。

師：如何來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系呢？

學生分小組討論……

生：實驗中要知道加速度與質(zhì)量及合力兩個變量的關(guān)系，需要用控制變量法;用實驗分別探究力恒定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系，質(zhì)量恒定時加速度與力的關(guān)系，進而明確加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。

師：很棒，物理實驗常常用到控制變量法。同學們思考一下，實驗中需要測量哪些物理量？會用到哪些相關(guān)的器材？

生：需測物體的質(zhì)量m—天平;物體受到的合外力F—彈簧測力計;物體加速度a—打點計時器與紙帶。

師：大家想得很全面，為我們進行實驗設(shè)計指明了方向。我們首先需要設(shè)計出一個勻變速直線運動，然后要利用我們現(xiàn)有的器材測出這個運動物體所受的合外力、質(zhì)量與加速度，設(shè)計實驗時還要考慮操作簡單方便等因素。

（二）確定問題（定錨）

師：很好，下面請各學習小組利用所給器材，依據(jù)實驗原理設(shè)計出“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗方案，并得出加速度與質(zhì)量及合外力的關(guān)系。

（三）協(xié)作學習（解錨）

生：各學習小組利用實驗室現(xiàn)有的實驗器材展開討論，共同制訂實驗方案，每組指定一名同學記錄實驗設(shè)計的原理、器材、步驟等。

師：教師密切注意各小組討論過程，給予適時引導(dǎo)，針對各學習小組在探究活動中遇到的實際問題予以指導(dǎo)，小組活動時間大約八分鐘。

（四）效果評價（起錨）

生（探究方案展示）：每個學習小組選派一名同學展示本組實驗設(shè)計方案（為方便收看，用手機攝像頭直接投到大屏幕上）。

對拿來就做，不做思考和處理的要適當引導(dǎo)（表現(xiàn)一般，缺少思維深度）。

為使繩子拉力為合力，需平衡摩擦力。疳長木板裝打點計時器的一端墊高，不掛砝碼盤，輕推小車恰能在斜面上勻速運動（有此方案的學生思路嚴謹）。

若想到繩的拉力近似等于鉤碼的重力需滿足m

在實施過程中發(fā)現(xiàn)有學生提出用繩子先掛上重物，讓車勻速，之后增加砝碼重力為合力（方法上的創(chuàng)新，點贊）。

更有同學提出添加其他器材的方案，留作課下拓展。

師：指導(dǎo)各小組進行實驗。

生：各小組用優(yōu)化后的統(tǒng)一方案進行實驗，記錄并分析實驗數(shù)據(jù)，描繪出相應(yīng)的a-F及a-1/M圖像。

總結(jié)實驗結(jié)論：物體加速度的大小跟它受到的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

同時總結(jié)出實驗中誤差產(chǎn)生的原因，打點計時器限位孔與紙帶間由于摩擦而產(chǎn)生的誤差;木板傾角過大或過小造成平衡摩擦力不夠或過度而產(chǎn)生誤差;將鉤碼的重力當作繩的拉力產(chǎn)生的誤差。

課后作業(yè)：每位同學將實驗?zāi)康?、原理、器材、步驟、數(shù)據(jù)記錄和處理、實驗結(jié)論等進行整理，形成實驗報告。根據(jù)誤差產(chǎn)生原因，先小組內(nèi)討論再小組間討論。設(shè)計改良實驗方案。

三、課后總結(jié)與反思

通過本節(jié)實驗教學發(fā)現(xiàn)，目標達成的效果比較理想。根據(jù)實際情景引導(dǎo)學生創(chuàng)設(shè)問題，能加深學生學習的思維深度;利用實有器材進行探究和實際操作，能大大調(diào)動學生學習積極性，培養(yǎng)學生的動手能力。在實驗課中采用拋錨式教學，不僅對培養(yǎng)學生探究能力有實際意義，還能培養(yǎng)學生科學思維、合作學習能力、團隊精神、實事求是的科學態(tài)度?？傊瑨佸^式教學在實驗課教學中有很大優(yōu)勢，能真正落實新課程標準，提升學生的物理學科核心素養(yǎng)。

利用拋錨式教學，其關(guān)鍵因素是拋“錨”，“錨”拋得好，能極大地提升學生學習興趣，提高學習效果。這對教師加強自身專業(yè)知識及理論修養(yǎng)、提高駕馭課堂的能力、課前的精心準備都有較高的要求。其不足之處是在合作學習中，有的小組抓不住問題的關(guān)鍵，需要教師加強對各學習小組的引導(dǎo)。

編輯 張佳琪