基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論開展教學(xué)的方法探析

劉佳

【摘 要】在高中物理“功率”的課堂教學(xué)中，依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，在教學(xué)中設(shè)置情景，通過會話及協(xié)作，幫助學(xué)生建立前后知識的內(nèi)在合理聯(lián)系，形成良好的知識體系，達(dá)到預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)。利用“5點(diǎn)量表”的心理測量形式，對教學(xué)效果進(jìn)行測量，檢驗(yàn)建構(gòu)主義理論在教學(xué)實(shí)踐中的效果，為物理教學(xué)提供一種建構(gòu)知識體系的一般方法。

【關(guān)鍵詞】建構(gòu)主義;物理學(xué)科功;教學(xué)

一、問題提出

“功率”在人教版高中物理教材中，只介紹了功率的概念、功率與速度的關(guān)系以及功率的簡單應(yīng)用，對于機(jī)車啟動問題只在教材中的《問題與練習(xí)》有所體現(xiàn)。但在高考中對機(jī)車啟動問題這一部分的考察較多，既是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。例如2018年全國卷Ⅰ第14題，2018年全國Ⅲ卷第6題，2016年天津卷第8題。另一方面，機(jī)車啟動問題與生活聯(lián)系緊密，可以通過創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，同時在探究機(jī)車啟動問題的過程中，培養(yǎng)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。通過對“中國知網(wǎng)”和“百度學(xué)術(shù)”檢索，關(guān)于“機(jī)車啟動問題”的相關(guān)文章有8篇，關(guān)于建構(gòu)主義在教學(xué)中的應(yīng)用有25篇。涉及的問題體現(xiàn)在如下三個方面：

①兩種啟動方式的分析;

②機(jī)車啟動問題的v-t圖象分析;

③機(jī)車啟動問題的變形應(yīng)用;

如，劉芳和孫德峰在《巧用課堂生成性問題，助推師生共同成長：“汽車啟動問題”課堂展示與教學(xué)思考》一文中圍繞“兩種啟動方式，哪種啟動方式達(dá)到最大速度所用時間最短”展開教學(xué)，分別從能量的角度，圖象的角度探索。李錚在《如何在高中物理教學(xué)中提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力——以魯科版“功率”為例》一文中將機(jī)車啟動問題拓展到斜面上和豎直方向上，將機(jī)車啟動問題進(jìn)行遷移應(yīng)用。

無疑，上述文章中提到的教學(xué)方法對學(xué)習(xí)機(jī)車啟動問題的相關(guān)知識有一定促進(jìn)作用。但這對新課來說，難度過大，更適合放到復(fù)習(xí)課中。

如何在新授課中讓學(xué)生掌握機(jī)車啟動問題，并能用圖象分析機(jī)車啟動問題呢？筆者從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)，通過創(chuàng)設(shè)情境→進(jìn)行會話→展開協(xié)作的方式，有效利用課堂40分鐘，成功地達(dá)到了相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。

二、教學(xué)思想與教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)思想

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為教師要成為學(xué)生建構(gòu)知識的幫助者，就要求教師在教學(xué)過程中從以下幾個面發(fā)揮指導(dǎo)作用：

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動機(jī);

（2）通過創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情境和提示新舊知識之間聯(lián)系的線索，幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識的意義;

（3）為了使知識建構(gòu)更有效，教師應(yīng)在可能的條件下組織協(xié)作學(xué)習(xí)（開展討論與交流），并對協(xié)作學(xué)習(xí)過程進(jìn)行引導(dǎo)使之朝著有利于知識建構(gòu)的方向發(fā)展。引導(dǎo)的方法包括：提出適當(dāng)?shù)膯栴}以引起學(xué)生的思考和討論，在討論中設(shè)法把問題一步步引向深層次以加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解，要啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律，自己去糾正和補(bǔ)充錯誤的、片面的認(rèn)識。該理論強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，有利于物理知識體系的建構(gòu)。

由于在初中已經(jīng)學(xué)過功率，同時在必修1中學(xué)習(xí)了牛頓第二定律，而且功率與生活的聯(lián)系也十分緊密，所以在“功率”新授課的教學(xué)中，充分利用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論能夠有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握功率的重要應(yīng)用——機(jī)車啟動問題。

2.教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

（1）從物理觀念的形成來看，有以下目標(biāo)：

①理解功率的概念，能運(yùn)用功率的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算;

②理解額定功率和實(shí)際功率的概念;

③了解平均功率和瞬時功率的含義，會計(jì)算平均功率和瞬時功率;

④根據(jù)功率的定義式推導(dǎo)，并能用于計(jì)算和解釋生活中的現(xiàn)象;

⑤掌握機(jī)車的兩種啟動方式并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算;

（2）從科學(xué)思維素養(yǎng)及科學(xué)探究素養(yǎng)的形成來看，有以下目標(biāo)：

⑥通過推導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的微元思想和科學(xué)論證能力;

⑦通過繪制機(jī)車啟動的圖象，培養(yǎng)學(xué)生的理論探究能力;

（3）從科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任的素養(yǎng)培養(yǎng)來看，有以下目標(biāo)：

⑧通過實(shí)例分析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，養(yǎng)成科學(xué)分析實(shí)際問題的態(tài)度;

3.基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)設(shè)計(jì)流程

三、教學(xué)問題的解決與實(shí)施

1.用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論建立瞬時功率的概念并推導(dǎo)功率與速度的關(guān)系

利用建構(gòu)主義理論建立新舊知識之間的聯(lián)系。建立瞬時功率的概念，聯(lián)系初中所學(xué)的功率的知識，利用微元法和類比法從平均功率過渡到瞬時功率，從而得到功率與速度的關(guān)系。

瞬時功率概念的建立及推導(dǎo)功率與速度關(guān)系的流程圖：

例題1，起重機(jī)用恒力F=1.4×F=1.4×104N使質(zhì)量為1000kg的貨物在1s內(nèi)由靜止上升了2m，則在這1s內(nèi)，（不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2），求：

（1）F對貨物做了多少焦耳的功？

（2）這1s內(nèi)恒力F做功的平均功率

（3）1s末恒力F做功的瞬時功率

通過知識建構(gòu)和例題鞏固達(dá)成目標(biāo)①②③⑥

2.用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論分析機(jī)車啟動的兩種方式

利用建構(gòu)主義理論，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的生活情境，構(gòu)建物理模型，通過提問、展開討論，得到相應(yīng)的結(jié)論，實(shí)現(xiàn)知識的遷移。在分析機(jī)車啟動過程時，通過復(fù)習(xí)牛頓第二定律的知識，聯(lián)系舊知識，對新知識產(chǎn)生相應(yīng)的思考，最終歸納牽引力等于阻力時速度最大，進(jìn)而得到最大速度的表達(dá)式。

情境：假設(shè)紅旗L9以恒定功率P從靜止啟動，所受阻力Ff恒定，那么在紅旗L9速度逐漸增大的過程中：

①汽車牽引力如何變化？（P=Fv聯(lián)系剛學(xué)的知識，v增大，F(xiàn)減小，P不變）

②汽車的加速度如何變化？（F-Ff=ma聯(lián)系舊知識，F(xiàn)減小，F(xiàn)f不變，a減?。?/p>

③汽車的速度能無限增加嗎？

（當(dāng)F=Ff時，a=0，v不再增加，速度達(dá)到最大值，聯(lián)系生活常識和剛學(xué)的知識）

歸納總結(jié)1：（教師引導(dǎo)學(xué)生回答，并板書）

（①過程運(yùn)動情況：加速度減小的加速直線運(yùn)動; ②過程運(yùn)動情況：勻速直線運(yùn)動）

聯(lián)系舊知識完善v-t圖象知識體系：

請畫出恒定功率啟動的p-t圖象和v-t圖象：

（學(xué)生黑板畫圖）

v-t圖像分析：

例題2質(zhì)量為m=5×103kg的汽車在水平公路上行駛時，所受阻力是車重的0.1倍.讓車保持額定功率為60kW，從靜止開始行駛.

（1）若以額定功率啟動，求汽車達(dá)到的最大速度vm

（2）求汽車車速v1=2m/s時的加速度（g取10m/s2）

通過歸納總結(jié)以恒定功率啟動的流程圖和繪制p-t圖象和v-t圖象建構(gòu)功率的知識體系，加以例題分析，達(dá)成教學(xué)設(shè)計(jì)中的目標(biāo)④⑤⑦⑧。（以恒定加速度啟動由學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案課后建構(gòu)知識）

四、基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論的教學(xué)成效分析

筆者選擇了所帶的一個班級為教學(xué)班，教學(xué)結(jié)束后做了以下兩項(xiàng)調(diào)查：

1.問卷調(diào)查法

在完成本節(jié)課的教學(xué)之后，利用5點(diǎn)量表，從“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”三個方面調(diào)查學(xué)生對本節(jié)教學(xué)的反饋與評價。

五點(diǎn)量表的設(shè)置如下：

以上表格的目標(biāo)①-⑧，對應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)中的目標(biāo)項(xiàng)，表格的填寫方法：在對應(yīng)的項(xiàng)目上打“√”，極不同意為1分，不同意為2分，不確定為3分，同意為4分，不同意為5分。

被測實(shí)驗(yàn)班33人，以上各項(xiàng)得分及均值為：

2.課后檢測

針對教學(xué)中設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置4道選擇題和一道計(jì)算題，利用20分鐘的時間，總計(jì)100分，考查學(xué)生這一節(jié)課的學(xué)習(xí)情況。答題情況如下：

五、結(jié)論

從以上兩項(xiàng)調(diào)查結(jié)果可以看出，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論開展教學(xué)能夠較好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，提高課堂教學(xué)的有效性。

綜上所述，在新授課的教學(xué)中，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，通過創(chuàng)設(shè)情境、提出問題關(guān)聯(lián)新舊知識、展開討論，從而引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)、能夠幫助學(xué)生建立新舊知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，構(gòu)建知識體系，從而順利地達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉芳，孫德峰.巧用課堂生成性問題，助推師生共同成長——“汽車啟動問題”課堂展示與教學(xué)思考[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2016（8）：12-13.

[2]李錚.如何在高中物理教學(xué)中提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力——與魯科版“功率”為例[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2018（5）：59.

[3]李海峰.以生為本，建構(gòu)閱讀教學(xué)新方式——《孔雀東南飛》的閱讀教學(xué)實(shí)踐[J].語文月刊，2014（1）：53-55.

（責(zé)任編輯：呂紅洋）

廣東外語外貿(mào)大學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué) 劉 佳