第33卷第5期
2017年5月
物理之友
FRIENDS OF PHYSICS
Vol.33No.5
May.2017
中实现思维的碰撞、灵感的迸发.课例研修的成果是所有教师智慧的结晶,无论是个人还是团队都能够从中学有所得,坚持下去,必能收获惊喜.
参考文献:
[1]齐健,李秀伟.教师课例研修的理论视野与实践要义[J].中国教育学刊,2012,(12).
[2]赵素青.在课例研修中收获着、成长着[J].中学物理教学参考,2013,(5).
[3]苏婷.教师在“课例研究”中合作成长[J].中国教育报,2008,(10).
[4]吴志明.基于学生思维发展的物理课堂生成策略[J].物理之友,2015,(1).
“超重与失重”教学中的物理学习环境分析
郑 珊1 李 晶2
(1.北京第二中学分校,北京 100010;2.首都师范大学,北京 100048)
摘 要:学习环境对改进物理教学设计的理论与实践具有重要价值,笔者以高中物理“超重与失重”一节为例,从引入环节、演示实验、探究实验、虚拟学习环境等方面进行了学习环境的分析.关键词:学习环境;超重与失重;物理教学;虚拟环境
学习环境(learning environment)是学习活动展开过程中赖以持续的情况和条件.本研究根据学习环境的要素、支撑学习过程的物质条件(学习资源)以及教学模式、教学策略、学习氛围、人际关系等非物质条件,将学习环境分为真实课堂讲授的学习环境、运用多媒体课件的学习环境和计算机网络的虚拟学习环境(virtual simulations).物理学习环境的创设有利于中学生学习物理知识,更有利于中学生客观地认识物质世界,形成正确的人生观、价值观.作为物理教师,熟悉中学物理学习环境必将会助力于物理教学工作,提高学生学习物理的有效性.
鉴于此,我们试图基于同课异构的视角,分析高中物理“超重与失重”一节不同教学设计中的中学物理学习环境创设的特点及作用.同一节课的不同设计,均要求符合学生的认知特点,联系学生的实际情况,易于学生理解,使学生能够运用物理学知识解决生活中的问题.
1 引入环节中的物理学习环境分析
如表1所示,在本节的引入环节我们对比了如下两种方案.
表1
新课引入方案1学生自主观看网页上有关超重和失重的图片和视频,然后共同观看在太空中的杨利伟活动录像.接下来让学生在体重计上,静止站立、向下蹲、起立,观察体重计数是否有变化?教师解释现象,这是由于超重、失重引起,定义视重、实重、失重、超重的概念.
新课引入方案2小实验1:
一个盛满水的易拉罐底部有一小孔,静止在手中时,水会流出;如果突然松手,让易拉罐自由下落时,会观察到什么现象?
现象:当易拉罐自由下落时,水不会流出.
小实验2:
一个盛满水的饮料瓶,在底部钻一个洞,静止在手中时,水会流出;同学甲在讲桌旁将瓶子抛给站在教室后面的同学乙,瓶子飞过同学们的头顶,会观察到什么现象?
现象:水并没有洒在同学们的身上.
根据你观察到的现象你能提出什么问题?水流出的原因是什么?水停止流出的原因又是什么?
因为重力而使水对器壁产生了压力,所以水会流出.实验中重力仿佛“消失”了,实际上是压力为零.
自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来,人们经常谈到超重和失重.让我们来了解一下宇航员在太空里的生活吧!
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物理之友
FRIENDS OF PHYSICS第33卷第5期
2017年5月
在该案例的新课引入方案1中,
学生观看网页中的照片和视频,
这一教学环节利用丰富的网络资源,学生为创设了物理学习环境,让学生能在学习失重和超重一节内容之前,对于大量失重现象和超重现象有感性的认识.其中看哪些图片、视频与在媒体资源上所花的时间,都可由学生根据自己的兴趣自主选择.
让学生站在体重计上做不同的运动,可观察到体重计示数变化.
新课引入方案2中的易拉罐和饮料瓶实验有时漏水有时不漏水,这些实验现象会在物理课堂中为学生创设真实的物理学习环境,目的是让学生通过观察这些实验现象,能够主动对这些现象提出疑问,这样能为“超重与失重”一节内容的学习埋下伏笔.
2 演示实验环节中的物理学习环境分析
本节的演示实验方案如下:如图1所示,将滚摆沿竖直方向向上旋绕,当到达一定高度时,释放滚摆,
在它加速下降过程中,我们可以看到杠杆左端向下倾斜,说明物体发生了失重现象.当滚摆到达最低点时,
向下猛减速和向上猛地加速过程中,我们可以看到杠杆左端向上倾斜,说明物体发生了超重现象.
当滚摆向上减速运动时,杠杆左端又向下倾斜,说明物体发生了失重现象
.
图1
该演示实验是将失重和超重现象转化成直观的、
便于学生观察的不等臂杠杆的实验.为学生创设了真实的实验学习环境,学生能直接观察,且具有可重复性.这一演示实验为我们提供了很好的实验设计思路,
可以将抽象的概念变成直观的实验,
将微小的变化进行放大.3 探究实验环节中的物理学习环境分析
新课程改革强调科学探究在教学中的作用和地位,本节的演示实验方案如下.
师:请同学们用给定器材(弹簧秤、钩码)“玩一玩”(教师在讲“玩一玩”时,要用体态语言提示学生,
手要上下运动),看一看有什么新现象.生:读数不稳定,有时候比刚才的读数大,有时候小.
问题:(1)弹簧秤读数表示的是什么力?(2
)如果用“老经验”看(教师演示,用书挡住上下振动的钩码),你认为物体的“重力”有变化吗?如何变化?
(3
)物体的重力实际上会变化吗?该探究实验的设计是在真实的课堂学习环境中,学生在明确弹簧秤测量的物理量后,利用弹簧秤和钩码测量物体重力,当物体不是做匀速直线运动时,
弹簧秤示数有变化.观察到这样的现象后,试分析其原因.再通过小组同学的相互讨论与分析,排除干扰因素,得出是当弹簧秤的示数增大或减小时,物体处于超重或失重的状态.
4 小结与启示
根据“失重与超重”一节不同教学设计的物理学习环境的分析可见,学习环境作为一种独特的视角,
基于这一视角对教学过程进行分析,可使教师对物理教学的认识由个别要素的组合走向整体性、协同性的把握与驾驭.
参考文献:
[1]Wilson,B.Metaphors for instruction:Why wetalk about learning environments.Educational Technolo-gy
,1995,35(9-10).[2][荷]Kirschner,P.旨在获得学习能力和专业能力的学习环境设计[J].远程教育杂志,2004,(4).
[3]Guadalupe Martinez,Francisco L.Naranjo,An-g
el L.Perez,Maria Isabel Suero,Pedro J.Pardo.Com-parative study of the effectiveness of three learning envi-ronments:Hyper-realistic virtual simulations,traditionalschematic simulations and traditional laboratory.AmericanPhysical Society Physical Review Special Topics:PhysicsEducation
Research,2011,(10).[4
]胡扬洋,王慧.剖析超重与失重“判据”引发的教学疑难问题[J].中学物理教学参考,2013,(7).
[5
]顾敏洁,马宇澄.用实验导入新课的教学设计研究[J].物理之友,2016,(2).
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