“小組合作探究與校本課程整合”的教學(xué)初探

◇ 廣東 梅昌容

1 教學(xué)設(shè)計背景

2017版高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求構(gòu)建以生活與自然為基礎(chǔ)、以學(xué)科知識為支撐、以核心素養(yǎng)為主導(dǎo)、具有中國特色的普通高中物理課程.發(fā)展核心素養(yǎng)成為深化課程改革，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的迫切需要.課堂改革聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)落地，教師需要積極探索學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂落地的路徑和方法.下面以人教版《選修3-5》“反沖運(yùn)動 火箭”為例，探索“小組合作探究與校本課程整合”的教學(xué)，讓學(xué)生經(jīng)歷真實(shí)的探究、創(chuàng)造、協(xié)作與問題解決過程，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，讓課堂成為學(xué)習(xí)生長的共同體.

2 教學(xué)現(xiàn)狀分析

常規(guī)“反沖運(yùn)動”的教學(xué)主要集中在三方面：一是借助火箭發(fā)射升空或者燃放煙花的視頻引入新課；二是列舉生活中的反沖現(xiàn)象(如自動灌溉器、手槍射擊、大炮發(fā)射等)分析反沖運(yùn)動遵循的規(guī)律；三是習(xí)題訓(xùn)練，鞏固動量守恒定律的應(yīng)用.這種教學(xué)方式的弊端是學(xué)生處于被動接受、機(jī)械訓(xùn)練的狀態(tài)中，不能調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性.

3 教學(xué)對象分析

3.1 學(xué)生的知識基礎(chǔ)

學(xué)生會用動量守恒定律對簡單問題進(jìn)行分析和處理，有能力自學(xué)完成教材上的內(nèi)容，但對反沖運(yùn)動在生產(chǎn)、生活、科技中的實(shí)際應(yīng)用比較陌生，理論聯(lián)系實(shí)際的水平有所欠缺.

3.2 學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)

對應(yīng)用所學(xué)物理知識解釋生活中的物理現(xiàn)象充滿興趣，對我國火箭的發(fā)射、航天技術(shù)、軍事前沿知識充滿濃厚的興趣，對未知事物有著極強(qiáng)的探求欲望.

4 教學(xué)設(shè)計策略

為了打造開放式、自助式的課堂，本節(jié)課嘗試將“小組合作探究與校本課程”整合到課堂教學(xué)中，在動態(tài)變化的過程中通過師生互動、生生互動來完成預(yù)定的學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計了“課前預(yù)習(xí)—課堂實(shí)驗探究—小組研究成果展示—課后創(chuàng)新發(fā)展”的教學(xué)環(huán)節(jié)，倡導(dǎo)“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的新課程理念，達(dá)到“自主構(gòu)建知識體系，實(shí)現(xiàn)知識再創(chuàng)造”的目標(biāo)，突出“素養(yǎng)導(dǎo)向，五育并舉”，彰顯“文化自信和家國情懷”，培養(yǎng)“關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)”.

5 教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)

知識目標(biāo)：讓學(xué)生知道什么是反沖運(yùn)動；通過小組研究課題展示讓學(xué)生了解反沖運(yùn)動在生產(chǎn)、生活、科技中的應(yīng)用和防止，鞏固動量守恒定律.

能力目標(biāo)：經(jīng)歷實(shí)驗探究，培養(yǎng)學(xué)生動手操作實(shí)驗?zāi)芰?；通過小組課題研究、展示等活動，培養(yǎng)小組合作學(xué)習(xí)能力；提高學(xué)生科技實(shí)踐、創(chuàng)新意識，培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)的人才.

情感態(tài)度目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生善于從實(shí)驗中總結(jié)規(guī)律和熱心科學(xué)研究的興趣、勇于探索的品質(zhì)；通過對我國火箭事業(yè)、航天技術(shù)和軍事實(shí)力發(fā)展的了解，激發(fā)學(xué)生的民族自尊心和自豪感，培養(yǎng)學(xué)生的愛國熱情.

教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)用動量守恒定律分析反沖運(yùn)動的本質(zhì)；

教學(xué)難點(diǎn)：挖掘?qū)嶋H生活中反沖現(xiàn)象的本質(zhì).

6 教學(xué)流程圖(如圖1)

圖1

7 教學(xué)過程設(shè)計

7.1 課前預(yù)習(xí)

“好的預(yù)習(xí)是課堂教學(xué)成功的一半”，在上新課4周前筆者精心設(shè)計了以下4個預(yù)習(xí)任務(wù)：1)登天的梯子——火箭是如何利用反沖來升空、對衛(wèi)星調(diào)姿和變軌的? 火箭的用途有哪些? 2)舉世矚目的三峽工程——為什么說“三峽可以照亮半個中國”，水力發(fā)電與反沖有關(guān)嗎? 3)奇妙的仿生學(xué)——反沖運(yùn)動如何被生物利用? 4)反沖的防止——榴彈炮采用哪些裝置防止反沖，從而提高火炮連射時的命中精度?

讓學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，利用周二和周四下午的校本課程研究性學(xué)習(xí)時間去圖書館或上網(wǎng)查閱資料，收集素材.

設(shè)計意圖：提出疑問，引起認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生想要認(rèn)識反沖運(yùn)動的求知欲.

7.2 課堂實(shí)驗探究——創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生求知欲，建立概念

物理是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，為讓學(xué)生親自參與實(shí)驗，感知實(shí)驗樂趣.筆者嘗試了自制實(shí)驗教具，以如圖2所示的師生共同放飛氣球、反擊式水輪機(jī)演示、噴氣式汽車的實(shí)驗探究來引入新課，通過實(shí)驗對比得出反沖運(yùn)動的定義.

設(shè)計意圖：通過物理實(shí)驗創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生積極的探索欲望，培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗、動手操作實(shí)驗的能力，從實(shí)驗中親身感受反沖運(yùn)動.

7.3 小組研究成果展示

4個小組的代表分別匯報課前研究的4個課題.通過展示讓學(xué)生了解反沖在生產(chǎn)、生活和科技中有著廣泛的應(yīng)用，將校本課程研究恰到好處地整合到課堂中，讓校本課程輔助課堂教學(xué)的作用真正得以實(shí)現(xiàn).

第1小組匯報展示的是火箭，如圖3所示.從古代火箭講到現(xiàn)代火箭，從中國的火箭講到外國的火箭，從火箭的構(gòu)造講到火箭的用途，最后上升到探究火箭的終極速度與哪些因素有關(guān)系，回歸書本知識，挖掘出反沖運(yùn)動的本質(zhì)是動量守恒.

第2小組匯報展示的是三峽水電站工程，如圖4所示.學(xué)生知道了哪些數(shù)據(jù)說明三峽水電站是世界上最大的水力發(fā)電站，三峽水電站采用的反擊式水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，原理就是反沖，知道三峽向八省一市供電，所以講“三峽可以照亮半個中國”.

第3小組展示的是烏賊和章魚利用反沖來運(yùn)動，如圖5所示，把生物和物理有機(jī)地結(jié)合起來.

第4小組展示的是榴彈炮通過履帶、液壓緩沖、止退犁來防止反沖，提高命中精度，如圖6所示.

通過以上4個學(xué)習(xí)小組的展示，讓學(xué)生明白反沖既有有利的一面也有不利的一面，培養(yǎng)學(xué)生辨證思維能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，提高語言表達(dá)能力，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、熱愛祖國的情懷.

7.4 課后創(chuàng)新發(fā)展

為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，通過課后創(chuàng)新發(fā)展將課堂再次延伸至課外.

圖2

圖4

圖5

圖6

通過科技小制作、撰寫科技小論文、參加科技協(xié)會比賽，培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新意識，培養(yǎng)21世紀(jì)所需的技能素養(yǎng).

1)科技小制作：用氣球制作一個“火箭”，看誰的飛得又高又穩(wěn)；制作旋轉(zhuǎn)噴水瓶，比比誰的轉(zhuǎn)得快.

2)科技小論文：通過以上教學(xué)過程，撰寫如下論文.奇妙的仿生學(xué)——反沖運(yùn)動如何被生物利用? 登天的梯子——火箭的成長你知道多少? 世界航天技術(shù)的發(fā)展與趨勢怎樣? 人類為什么探索宇宙?

3)科技比賽——參加社團(tuán)、協(xié)會活動，開展“火箭”制作比賽.

整個過程設(shè)計讓學(xué)生帶著“?”進(jìn)入課堂，然后通過課堂展示交流把“?”變成“.”，最后通過課后創(chuàng)新發(fā)展形成“!”.

8 課堂教學(xué)評價

教學(xué)評價是推動教學(xué)活動不斷增值的重要手段，是完善教學(xué)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，采取多元化評價方式，從以下4個維度進(jìn)行形成性評價：

1)課前預(yù)習(xí)的深入度；

2)合作學(xué)習(xí)的有效度；

3)展示提升的精彩度；

4)科技制作的創(chuàng)新度.

9 教學(xué)反思

9.1 突出“素養(yǎng)導(dǎo)向，五育并舉”

精心設(shè)計，打破常規(guī)教學(xué)，將小組合作學(xué)習(xí)和校本課程研究有機(jī)整合，是一種全新的嘗試，不拘泥于課本知識的學(xué)習(xí)，將物理知識與生產(chǎn)、生活、科技緊密相連，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，開闊視野.

9.2 彰顯“文化自信和家國情懷”

營造民主、和諧、寬松的課堂氛圍，打破了封閉的課堂空間，學(xué)生參與小組合作、實(shí)驗探究、課后拓展，充分展現(xiàn)了學(xué)生的主體地位.通過讓學(xué)生分小組收集、展示火箭、反擊式水輪機(jī)、生物仿生學(xué)中的反沖運(yùn)動方式，使我國科技、國防、軍事的發(fā)展和前途得以很好地展現(xiàn)，讓學(xué)生在輕松的課堂氣氛中既鞏固了知識，又培養(yǎng)了科學(xué)探究精神、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識，同時激發(fā)愛國熱情，學(xué)科核心素養(yǎng)得以充分提升.

9.3 培養(yǎng)“關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)”

通過課后科技小制作、撰寫科技小論文、參加社團(tuán)活動，開展科技制作比賽等活動將課堂再次延伸至課外，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和科技創(chuàng)新實(shí)踐能力.