淺談“共點(diǎn)力平衡”微課設(shè)計(jì)

鈄方健

摘 ? 要：隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在校園的普及，具有親和力、吸引力和選擇性的“微課”逐漸成為學(xué)生喜愛的新型學(xué)習(xí)資源。針對(duì)物理課程中的核心概念制作成“膠囊”式的微課，供學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，可以有效促進(jìn)信息技術(shù)與物理學(xué)習(xí)的有機(jī)融合。文章采用“情境—問題—探究—應(yīng)用”的教學(xué)模式，淺談“共點(diǎn)力平衡”概念的微課設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：微課;教學(xué)模式;共點(diǎn)力平衡

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2020）10-0065-3

隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的普及和信息技術(shù)在生產(chǎn)生活中越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，具有自主性、選擇性、針對(duì)性特點(diǎn)的微課擁有廣闊的應(yīng)用前景，通過多樣化的教學(xué)方式，開拓豐富的物理課程資源，引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)探究的能力和解決實(shí)際問題的能力。針對(duì)教學(xué)中的重難點(diǎn)知識(shí)、容易出錯(cuò)的概念、生活中的熱點(diǎn)問題以及科技發(fā)展等內(nèi)容設(shè)計(jì)微課，讓抽象的物理知識(shí)更加具體、生動(dòng)、精彩地呈現(xiàn)出來(lái)，供學(xué)生隨時(shí)隨地隨需學(xué)習(xí)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展和物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

本文采用“情境—問題—探究—應(yīng)用”的物理教學(xué)模式，通過“物理情境的創(chuàng)設(shè)”“物理模型的建構(gòu)”“推理過程的呈現(xiàn)”“物理規(guī)律的應(yīng)用”對(duì)“共點(diǎn)力平衡”概念進(jìn)行微課設(shè)計(jì)，具有拓展學(xué)生思維的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在“共點(diǎn)力平衡”概念的教學(xué)中，以中國(guó)傳統(tǒng)的掛燈籠來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，然后通過觀察情境，提出問題，接著自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案，通過數(shù)據(jù)分析、理論推導(dǎo)、得出結(jié)論，并應(yīng)用結(jié)論解決問題。嘗試讓學(xué)生通過微課的選擇性學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性品質(zhì)，從而促進(jìn)教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

1 ? ?以趣啟疑——呈現(xiàn)直觀有趣的情境

微課之趣，是指教師結(jié)合富有趣味的生活情境來(lái)創(chuàng)設(shè)微課，取材來(lái)源于學(xué)生生活中熟悉的、感興趣的素材，引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗(yàn)和情感體驗(yàn)，從而幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生的認(rèn)知水平、智力狀況和情感態(tài)度得到優(yōu)化和發(fā)展。比如，在“共點(diǎn)力平衡”微課設(shè)計(jì)中，就運(yùn)用了中國(guó)傳統(tǒng)特色的小燈籠與數(shù)字化DIS實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，引發(fā)學(xué)生的探究興趣和求知欲望，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步去思考、去探求。同時(shí)，通過對(duì)生活情境的觀察，打破學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使學(xué)生在思維中出現(xiàn)疑問。學(xué)生帶著問題去探索，自主把問題中的生活情境轉(zhuǎn)化為解決問題的物理情境，建構(gòu)相應(yīng)的物理模型，把生活情境和物理知識(shí)相關(guān)聯(lián)。

實(shí)驗(yàn)情境：選取四根長(zhǎng)度為3 m的打蠟細(xì)線，顏色分別為藍(lán)色、紅色、綠色、黃色。將它們等間隔地固定在兩個(gè)高度不同的鐵架臺(tái)上，兩鐵架臺(tái)相距1.8 m。每根細(xì)線上方分別通過一個(gè)滑輪（摩擦可忽略不計(jì)）安裝一個(gè)與細(xì)線同色的燈籠，并連接一個(gè)傳感器。燈籠（包括滑輪）的質(zhì)量均為70 g。

步驟一：把四個(gè)力傳感器和數(shù)據(jù)采集器相連，打開電源并進(jìn)行調(diào)零。此時(shí)，四個(gè)力傳感器的讀數(shù)都為零。

步驟二：讓四個(gè)不同顏色的燈籠分別從相應(yīng)顏色的細(xì)線上自由滑下。燈籠穩(wěn)定后，與力傳感器相連的四根細(xì)線相互平行。

步驟三：記錄四個(gè)力傳感器的讀數(shù)，分別為兩個(gè)0.43 N和兩個(gè)0.44 N。可見，拉力大小在誤差允許的范圍內(nèi)相等。

步驟四：測(cè)量同一個(gè)燈籠兩側(cè)細(xì)線的夾角?？芍?，四個(gè)燈籠兩側(cè)細(xì)線大致對(duì)稱，且四個(gè)燈籠兩側(cè)細(xì)線的夾角均大約為76°。

步驟五：四個(gè)燈籠穩(wěn)定后，觀察四個(gè)燈籠位置的分布情況（四個(gè)燈籠穩(wěn)定后分布在一條直線上）。

2 ? ?問題驅(qū)動(dòng)——促進(jìn)學(xué)生自主探究

在微課制作中的情境創(chuàng)設(shè)要有教學(xué)目標(biāo)指向，做好新舊知識(shí)的銜接和拓展，讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上觀看情境、萌發(fā)問題。通過問題驅(qū)動(dòng)促進(jìn)自主探究，使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)得到加深和拓展，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

學(xué)生通過觀看“掛燈籠”的實(shí)驗(yàn)情境，提出以下三個(gè)問題：

（1）為什么四個(gè)力傳感器顯示的拉力大小在誤差允許的范圍相等？

（2）為什么四個(gè)燈籠兩側(cè)細(xì)線夾角相等？

（3）為什么掛在不同高度處的四個(gè)燈籠穩(wěn)定后會(huì)分布在一條直線上？

3 ? ?探究驗(yàn)證——感悟模型建構(gòu)的思維過程

通過微課的推理驗(yàn)證過程，教師將作圖步驟和推導(dǎo)過程一步一步地呈現(xiàn)給學(xué)生，并在視頻中與學(xué)生互動(dòng)，讓學(xué)生感受到有“溫度”的微課，同時(shí)感悟嚴(yán)密的探究過程。

3.1 ? ?探究目的

研究燈籠沿光滑細(xì)線下滑后靜止在細(xì)線上的位置、細(xì)線間夾角和細(xì)線的拉力大小。

3.2 ? ?模型建構(gòu)

（1）探究器材

兩個(gè)相距為1.8 m的鐵架臺(tái)，四根顏色分別為紅色、綠色、藍(lán)色和黃色，長(zhǎng)度均為3 m的打蠟光滑細(xì)線，四個(gè)相應(yīng)顏色的燈籠，燈籠（包括滑輪）的質(zhì)量均為70 g，四個(gè)力傳感器以及DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

（2）探究模型

如圖1在鐵架臺(tái)的兩端固定細(xì)線，在光滑的滑輪下端掛上小燈籠，讓小燈籠保持靜止。

3.3 ? ?推理過程

通過手寫筆軟件、電子白板的應(yīng)用，結(jié)合錄屏功能，把規(guī)范作圖和分析過程展示給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)習(xí)慣。

3.4 ? ?問題解決

通過推理和驗(yàn)證得出物理規(guī)律，下面用規(guī)律解決情境中的四個(gè)問題：

問題 1：燈籠兩側(cè)細(xì)線的拉力，由燈籠和滑輪的重力和細(xì)線間夾角決定，而兩者是相同的，所以拉力F相等。

問題 2：細(xì)線間的夾角，由間距和繩長(zhǎng)決定，因此夾角相等。

問題3：細(xì)線懸掛的高度不同，但細(xì)線長(zhǎng)度相等，而且鐵架臺(tái)間距也相同，所以細(xì)線夾角不變，四個(gè)不同顏色的燈籠就分布在一條直線上。

4 ? ?應(yīng)用遷移——形成解決實(shí)際問題的能力

通過微課知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，形成把物理知識(shí)與科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境相聯(lián)系的意識(shí)，將問題中的生活實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為解決問題的物理情境，建立相應(yīng)的物理模型，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，從而提升用物理知識(shí)解決生活實(shí)際問題的能力。

如圖2，從“掛燈籠”的共點(diǎn)力平衡問題，到生活中用光滑的掛鉤晾曬衣服，觀察衣服靜止的位置。如將B端分別移動(dòng)到B1、B2的位置或?qū)⒂疫叺呢Q直桿向左移動(dòng)一段距離，平衡時(shí)繩子的拉力和衣服的平衡位置會(huì)發(fā)生怎樣的變化？進(jìn)一步探究掛有物體的光滑長(zhǎng)繩在哪個(gè)位置最容易斷裂？在馬戲表演中，猴子通過不計(jì)摩擦的纜繩從假山A滑向假山B的過程中，在哪個(gè)位置猴子重力勢(shì)能最低？這些生活中的問題，本質(zhì)都是尋找平衡位置，利用上面探究的結(jié)論很快就能解決。因此，在微課學(xué)習(xí)中將情境與知識(shí)相互轉(zhuǎn)化，建構(gòu)相應(yīng)的物理模型，問題就能迎刃而解。

微課由于具有短小精致的特點(diǎn)，突破時(shí)間和空間的限制，是課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充。它能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式和師生互動(dòng)方式的變革，從而發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯懷臻.移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境下微課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018（9）：165-166.

[2]許秋萍，韓穎. 微課教學(xué)研究的歷史追溯及展望[J]. 課程教育研究，2018（8）：33.

（欄目編輯 ? ?張正嚴(yán)）