_超重与失重_教学中的物理学习环境分析_郑珊
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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