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高中物理课堂利用“情境创设”这样一个良好的教学手段有着非常重要的教学意义。通过创设情境,可以将枯燥的物理概念和公理融入生活化的情境之中,然后,再通过教师的积极引导和学生的自主探索或互助学习等方式,可以解决学生对知识点的疑惑,从而在学生脑海中自然生成相关的公理和概念,并同时提高学生的创新思维和自主探究能力。以下笔者将以高中物理《弹力》这一章节的教学内容为例,就如何创设情境使物理教学更加生活化、更具探究性等来对情境创设的原则和方法进行深入分析。
一、《弹力》课堂教学经典案例
1.案例一:“射箭”游戏引入。
由生活化的“射箭”小游戏来让学生亲身体验射箭受力的过程,激发学生的学习兴趣。
2.案例二:两种形变的概念和区别。
首先,由教师演示用力拉弹性绳,要求学生对弹力绳出现的变化进行描述,导入“形变”这一概念。
接着,教师下发若干橡皮泥和弹簧,由学生自主实验,并要求学生比较对橡皮泥和弹簧施力后,两者形状的先后区别,引出形变的两种形式以及差异。
最后,要求学生用手指按压桌面,通过改变力度,学生感受到了自己手指的形变,而没有感受到桌面的形变,产生了疑惑,激发了好奇心和求知欲。这时,教师可运用其他例子来放大形变,让学生更加容易理解弹力的相关结论。
3.案例三:“弹力方向”教学演示。
首先,由学生运用弹簧进行弹力的体验,要求学生用不同大小的力来挤压弹簧,观察弹簧的形变程度,初步建立弹力与形变量之间的关系,归纳出产生弹力的条件。
接着,由教师演示“气球按压桌面”的实验,放大微小形变,使学生更加清晰的观察到弹力方向的变化,同时体现课本案例中提及的书本按压桌面的实验,并进行两者的对比。
4.案例四:“胡克定律”探究实验。
教师通过设计简单的实验方案来要求学生对“弹力和型变量的关系”进行自主探究,通过实验讲义来让学生自主完成实验、数据记录以及数据分析三个步骤,最后根据所做的图像分析弹力和形变量之间的关系。
二、活动情境创设原则
1.活动情境创设应该生活化。
物理来源于生活,生活中的物理知识无处不在。因此,课堂活动的情境应当充分利用实际生活资源,挖掘生活中的物理应用问题,通过呈现生活中的一些有趣的物理现象来激发学生的好奇心和探索問题的兴趣。
例如,笔者在进行教学设计时,以生活中的一个有趣的小游戏——射箭作为课堂教学的引入。课前准备好若干游戏道具,让学生体验游戏的乐趣,以此来激发学生的学习热情和求知欲,同时也亲身感受射箭的过程,为课堂重点知识的学习奠定实践基础。在简短的游戏过后,笔者提问:“同学们手中的箭是受到什么力的作用飞出去的呢?这种力是怎样产生的?你能不能判断这个力的大小和方向?”学生对与“力”相关的知识点立即充满兴趣,由此顺利地进入课堂教学的主体部分。
在讲授“形变”这一概念时,教师给学生提供了弹簧以及橡皮泥两个道具,要求学生通过拉伸或挤压等方式试着改变弹簧和橡皮泥的形状。学生经过实践发现,橡皮泥可以被捏成各种不同的形状,而弹簧在松手之后却总会恢复原来的形状。笔者这时开始分别介绍这两种形变的概念和不同点。接着,为了讲授弹力产生的条件,笔者又让学生用大小不同的力度挤压弹簧。学生发现力度越大,弹簧的形变程度越大,手的挤压疼痛感就越强,从而使学生理解了“接触和发生形变”是产生弹力的基本条件。
又如,笔者在讲授“弹力方向与施力物体形变还原趋势的方向相同”这一结论时,发现学生利用这一结论进行支持力和压力的方向判断存在困难,很难感受到生活中的很多微小形变现象,因此很难通过实践对这一结论进行验证并运用。针对这一现象,笔者设计了这样一个实验演示活动,使用肥皂水向空气中吹出各个方向上的肥皂泡,戴上手套准备将泡泡弹出,要求学生在这一过程中,仔细观察当肥皂泡与手的距离越来越近时,肥皂泡的运动方向是否是与手掌平面相垂直的,重力可忽略不计。接着笔者在泡泡的速度接近于0时,将泡泡弹出,让学生观察,力的方向是否垂直于手掌。为了使这一过程更加清晰,笔者运用多媒体课件展示出泡泡与手之间距离越来越接近的图片,让学生体会“垂直”的意思。两种方法的结合能够帮助学生更加容易地理解这一结论的运用。这种生活情境的创设体现了课堂内容的趣味性,激发了学生的思维。
2.活动情境创设应具有探究性。
学生的主体性要求学生在具体实践和解决问题的过程中,能够学到知识、改善思考、提升能力。只有让学生亲身体验实实在在的物理探究活动,学生的实践兴趣才能够被激发到最大化,进而增强学生自主探究的意识。
例如,笔者在讲授“弹力的方向”这一知识点时,为了让学生更加直观地感受弹力的变化方向,将教材中“书本挤压课桌”的教学案例换成了“气球挤压桌面”,放大微小形变,使学生对形变的观察更加直观。学生在这一实践过程中,能够通过亲身体验,感受书本或气球的形变情况,并通过自主探究以及小组讨论的形式得出正确的方向,对概念和公理都有了正确的理解。
教师在提出探究性的问题后,将学生分为若干小组,要求学生以小组形式探究并讨论出一个结论,在探究最终答案的过程中,如何测量实验所需的数据,如何对数据做合适的图像处理,并且能够根据图像分析出怎样的结论,都需要学生自主探究和摸索,只有亲身经历了探究的过程,学生的创新思维以及自主探究能力才能够得到最好的发挥。
例如,在教学《自由落体运动》这一章节时,笔者通过具体的实验来引导学生理解影响物体自由落体运动的因素。首先由同学猜测“两个形状大小相同的纸片和金属片同时从同一高度下落,哪一个会先落地”,学生根据直觉大多猜测为金属片先着地。笔者进行实际演示,结果显示为金属片先落地,猜测合理。接着,笔者再将这张纸片揉成一个纸团,这时学生们陷入思考:改变了纸张的形状,会对其下落速度有什么影响呢?笔者再次演示,结果显示为纸团比金属片更先落地,这一结果令学生的思维产生了冲击,促使学生开始思考能够影响自由落体运动的各种因素,物体的质量会对物体下落速度产生什么样的影响?空气阻力呢?为了验证空气阻力对物体下落的影响,笔者拿出真空牛顿管,由学生来演示物体在没有空气阻力情况下的下落速度大小,使问题层层推进。
从众多教学实例中可看出,生活化且具有探究性的活动情境能够最大限度地调动学生的好奇心以及探究兴趣,能够帮助学生在生活情境中理解概念以及公理生成的过程,并能够对知识做一定的升华和反馈,充分体现学生的创新思维能力。
总之,发展情境教学是高中数学课程改革的重要目标之一。在高中物理教学中,创设贴近生活、真实可感的学习情境,可以引导学生体验将实际应用问题转化为抽象的物理或数学模型问题的过程。生活情境的创设能够通过更加鲜活的形式将概念和公理呈现给学生。学生可充分发挥自身的主体意识,投入活动情境之中,积极解决问题,通过自主分析以及组内讨论等方式解决问题并获得相应的知识,提升分析问题、解决问题等等各方面能力。
(作者单位:江苏省如东高级中学)
(责任编辑 冉 然)
一、《弹力》课堂教学经典案例
1.案例一:“射箭”游戏引入。
由生活化的“射箭”小游戏来让学生亲身体验射箭受力的过程,激发学生的学习兴趣。
2.案例二:两种形变的概念和区别。
首先,由教师演示用力拉弹性绳,要求学生对弹力绳出现的变化进行描述,导入“形变”这一概念。
接着,教师下发若干橡皮泥和弹簧,由学生自主实验,并要求学生比较对橡皮泥和弹簧施力后,两者形状的先后区别,引出形变的两种形式以及差异。
最后,要求学生用手指按压桌面,通过改变力度,学生感受到了自己手指的形变,而没有感受到桌面的形变,产生了疑惑,激发了好奇心和求知欲。这时,教师可运用其他例子来放大形变,让学生更加容易理解弹力的相关结论。
3.案例三:“弹力方向”教学演示。
首先,由学生运用弹簧进行弹力的体验,要求学生用不同大小的力来挤压弹簧,观察弹簧的形变程度,初步建立弹力与形变量之间的关系,归纳出产生弹力的条件。
接着,由教师演示“气球按压桌面”的实验,放大微小形变,使学生更加清晰的观察到弹力方向的变化,同时体现课本案例中提及的书本按压桌面的实验,并进行两者的对比。
4.案例四:“胡克定律”探究实验。
教师通过设计简单的实验方案来要求学生对“弹力和型变量的关系”进行自主探究,通过实验讲义来让学生自主完成实验、数据记录以及数据分析三个步骤,最后根据所做的图像分析弹力和形变量之间的关系。
二、活动情境创设原则
1.活动情境创设应该生活化。
物理来源于生活,生活中的物理知识无处不在。因此,课堂活动的情境应当充分利用实际生活资源,挖掘生活中的物理应用问题,通过呈现生活中的一些有趣的物理现象来激发学生的好奇心和探索問题的兴趣。
例如,笔者在进行教学设计时,以生活中的一个有趣的小游戏——射箭作为课堂教学的引入。课前准备好若干游戏道具,让学生体验游戏的乐趣,以此来激发学生的学习热情和求知欲,同时也亲身感受射箭的过程,为课堂重点知识的学习奠定实践基础。在简短的游戏过后,笔者提问:“同学们手中的箭是受到什么力的作用飞出去的呢?这种力是怎样产生的?你能不能判断这个力的大小和方向?”学生对与“力”相关的知识点立即充满兴趣,由此顺利地进入课堂教学的主体部分。
在讲授“形变”这一概念时,教师给学生提供了弹簧以及橡皮泥两个道具,要求学生通过拉伸或挤压等方式试着改变弹簧和橡皮泥的形状。学生经过实践发现,橡皮泥可以被捏成各种不同的形状,而弹簧在松手之后却总会恢复原来的形状。笔者这时开始分别介绍这两种形变的概念和不同点。接着,为了讲授弹力产生的条件,笔者又让学生用大小不同的力度挤压弹簧。学生发现力度越大,弹簧的形变程度越大,手的挤压疼痛感就越强,从而使学生理解了“接触和发生形变”是产生弹力的基本条件。
又如,笔者在讲授“弹力方向与施力物体形变还原趋势的方向相同”这一结论时,发现学生利用这一结论进行支持力和压力的方向判断存在困难,很难感受到生活中的很多微小形变现象,因此很难通过实践对这一结论进行验证并运用。针对这一现象,笔者设计了这样一个实验演示活动,使用肥皂水向空气中吹出各个方向上的肥皂泡,戴上手套准备将泡泡弹出,要求学生在这一过程中,仔细观察当肥皂泡与手的距离越来越近时,肥皂泡的运动方向是否是与手掌平面相垂直的,重力可忽略不计。接着笔者在泡泡的速度接近于0时,将泡泡弹出,让学生观察,力的方向是否垂直于手掌。为了使这一过程更加清晰,笔者运用多媒体课件展示出泡泡与手之间距离越来越接近的图片,让学生体会“垂直”的意思。两种方法的结合能够帮助学生更加容易地理解这一结论的运用。这种生活情境的创设体现了课堂内容的趣味性,激发了学生的思维。
2.活动情境创设应具有探究性。
学生的主体性要求学生在具体实践和解决问题的过程中,能够学到知识、改善思考、提升能力。只有让学生亲身体验实实在在的物理探究活动,学生的实践兴趣才能够被激发到最大化,进而增强学生自主探究的意识。
例如,笔者在讲授“弹力的方向”这一知识点时,为了让学生更加直观地感受弹力的变化方向,将教材中“书本挤压课桌”的教学案例换成了“气球挤压桌面”,放大微小形变,使学生对形变的观察更加直观。学生在这一实践过程中,能够通过亲身体验,感受书本或气球的形变情况,并通过自主探究以及小组讨论的形式得出正确的方向,对概念和公理都有了正确的理解。
教师在提出探究性的问题后,将学生分为若干小组,要求学生以小组形式探究并讨论出一个结论,在探究最终答案的过程中,如何测量实验所需的数据,如何对数据做合适的图像处理,并且能够根据图像分析出怎样的结论,都需要学生自主探究和摸索,只有亲身经历了探究的过程,学生的创新思维以及自主探究能力才能够得到最好的发挥。
例如,在教学《自由落体运动》这一章节时,笔者通过具体的实验来引导学生理解影响物体自由落体运动的因素。首先由同学猜测“两个形状大小相同的纸片和金属片同时从同一高度下落,哪一个会先落地”,学生根据直觉大多猜测为金属片先着地。笔者进行实际演示,结果显示为金属片先落地,猜测合理。接着,笔者再将这张纸片揉成一个纸团,这时学生们陷入思考:改变了纸张的形状,会对其下落速度有什么影响呢?笔者再次演示,结果显示为纸团比金属片更先落地,这一结果令学生的思维产生了冲击,促使学生开始思考能够影响自由落体运动的各种因素,物体的质量会对物体下落速度产生什么样的影响?空气阻力呢?为了验证空气阻力对物体下落的影响,笔者拿出真空牛顿管,由学生来演示物体在没有空气阻力情况下的下落速度大小,使问题层层推进。
从众多教学实例中可看出,生活化且具有探究性的活动情境能够最大限度地调动学生的好奇心以及探究兴趣,能够帮助学生在生活情境中理解概念以及公理生成的过程,并能够对知识做一定的升华和反馈,充分体现学生的创新思维能力。
总之,发展情境教学是高中数学课程改革的重要目标之一。在高中物理教学中,创设贴近生活、真实可感的学习情境,可以引导学生体验将实际应用问题转化为抽象的物理或数学模型问题的过程。生活情境的创设能够通过更加鲜活的形式将概念和公理呈现给学生。学生可充分发挥自身的主体意识,投入活动情境之中,积极解决问题,通过自主分析以及组内讨论等方式解决问题并获得相应的知识,提升分析问题、解决问题等等各方面能力。
(作者单位:江苏省如东高级中学)
(责任编辑 冉 然)