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基于核心素养下的说课实践
——以“力的分解”为例

2019-09-23李健华

物理教师 2019年7期
关键词:斜面物体建构

李健华

(广东省深圳市布吉高级中学,广东 深圳 518114)

1 说课与教学设计的区别

“说课”是在备课的基础上,面对同行或专家领导,在规定的时间内,针对具体课题,采用讲述为主的方式、系统地分析教材和学生等.理论家史密斯认为“教学设计是指运用系统方法,将学习理论与教学理论的原理转换成对教学资料、教学活动、信息资源和评价的具体计划的系统化过程”.教学设计的撰写为了上课而准备的.可见,说课与教学设计有几个不同: (1) 对象不同.一个是专家评委,另一个学生; (2) 目的不同.说课的目的是向评委介绍这课如何上,为什么要这样上的理论依据,而上课(教学设计)的目的是培养学生的核心素养,如物质观、科学思维能力等; (3) 方法不同.上课是教师与学生共同完成,学生是主体教师起主导作用,而说课是教师自己的独角戏,主要展示教师本身的教学的基本素养等,只要自圆其说; (4) 策略不同.上课要的不仅仅是预设,更重要的是生成,一个教师上课即使是同一节课,由于上课的对象不同,学生会有不同的疑惑,会提出不同的问题,上课过程中会生成不同的问题,要求教师具有丰富教学策略与上课调控能力,而说课过程只要把自己的上课设想和策略在评委专家面前说清楚.教师在撰写说课稿要说明教什么(教学内容)、怎么教(教学方法、策略)、为什么要这样教(教学依据、理论).特别是为什么要这么教的理念依据,如建构主义、深度学习理论、核心素养等新课理念.这些是与教学设计最大的不同,说课中必须要有根有据.

“物理学科核心素养”是学科育人的集体中体现,是学生通过学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力.“物理学科核心素养”主要包括“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”4个方面.在基于核心素养的说课中要以这个理念为指导,从教材分析、教学目标、教学学法、教学器材、教学程序等等方面进行设计说课稿.

2 基于核心素养下“力的分解”说课

2.1 教材分析

高中物理“力的分解”是学生在学习前一章力的基础知识及前一节“力的合成”的基础上研究力的分解问题,既是前几节知识内容的深化,又是“力的合成”的延续和扩展.他所遵守的平行四边形定则是矢量运算普遍遵守的规律,具有基础性和预备性.同时解决高中物理中复杂问题时分解法是一种重要方法.它为学习速度、位移和加速度等其它矢量的分解以及运动的合成和分解奠定了必要的基础.因而,本节课的内容具有承上启下的作用.

2.2 基于核心素养的教学目标

根据“通过实验,了解力的合成与分解,知道矢量和标量从而培养学生相互作用的观念”新课标对本节课的要求,着力于“体现物理学科本质,培养现代公民的必备的核心素养”的新课程理念,结合教材的分析制定如下的教学目标.

(1) 物质观念.

① 了解分力的概念及其含义;

② 初步掌握按照力的实际作用效果进行力的分解;

(2) 科学思维.

① 能根据解决问题的需要建构力的分解物理模型;

② 通过力的分解的概念的建构,让学生体会物理学中抽象思维.

(3) 科学探究.

① 让学生提出问题,经历力的分解科学探究过程,培养交流、评估、反思能力;

② 通过组织不同探究实验活动,体验“力的实际效果”,培养学生实验观察的能力,体会在相互交流和合作中可以提高自己的自主学习的能力.

(4) 科学态度与责任.

让学生初步感受物理学中的统一美、和谐美,发展对物理学科的好奇心与求知欲,体验探索自然规律的艰辛与喜悦.

2.3 教法学法

根据“注重体现物理学科本质、培养学生物理学科核心素养;引导学生自主学习,提倡教学方式多样化”的新课程理念及本节课的特点,教学过程中采用了实验探究法、创设问题情景法、归纳总结法等教法;让学生经历科学探究的过程,通过自主探究、合作探究等多样化的教学方式,引导学生理解物理学的本质,让学生体会“力的实际作用效果”从而建构新的知识.

2.4 教学程序

2.4.1 创境激趣,引入课题

图1

如图1所示,首先让学生思考:提一个秤砣,如果用一根细线能提起它,用两根细线能提起它.问:哪种情况细线容易断?学生猜想一般是一根.接着教师分别演示,然后将两细绳慢慢分开,到一定夹角时就会听到“轰”的一声.从而顺利地提出:为什么这时用两根细线反而容易断呢?这就是本节课我们要学习的内容——力的分解,从而顺利引入学习的课题.

(设计依据: 心理学家乔纳森认为:“情境”是指利用一个熟悉的参考物,帮助学习者将一个要探究的概念与熟悉的经验联系起来,引导他们利用这些经验来解释、说明、形成自己的科学知识.核心素养的形成离不开情境.这里通过一个小实验创设问题情景,提升一个重物用一段绳提升与两段绳提升的效果是一样的,在此设置了悬念,发展了学生的好奇心与求知欲,进一步激发了学生探索、学习的兴趣)

2.4.2 类比比较,形成概念

展示上节课学生探究平行四边形定则实验图,引导学生回顾力的合成概念.接着进一步引导学生通过类比比较,从而形成概念.根据逆向思维,现在又清楚地看到与之(力的合成)相反的另一种情况:一个力的作用效果与几个力的作用效果相同,根据等效替代的原则,则这几个力叫做那一个力的分力,求一个已知力的几个分力叫做力的分解.讨论并板书如下(图2).

图2

(设计依据:“物理概念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等基本认识,是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础.在这里根据建构主义教学理论,使学生在已有知识的基础上学习分力和力的分解的概念.通过知识的前后类比比较,学生更容易接受和理解分力、合力的等效性,从而更有利于概念的形成.)

2.4.3 体验探究,建构新知

(1) 提出问题.

首先引导学生分析,力的分解是力的合成的逆运算,可见力的分解同样遵守力的合成的运算法则——平行四边定则,接着用多媒体动画演示:如果没有其它条件限制,一个已知力F可以分解为无数组分力.从而提出问题:实际情况中,一个已知力究竟怎样进行分解?

(2) 体验探究.

设计2个探究性实验,目的是让学生体会力的分解是根据实际作用效果进行分解的.

探究活动1.通过多媒体展示如图3所示的“纤夫、车夫”图片,从让学生分析并思考纤夫拉船、车夫拉车时的情景?然后引导学生建立拉水平物体的物理模型如图4(a)所示.接着让学生探究拉力的效果究竟是怎样的.学生思维障碍是斜向上的拉力只有水平向前拉物体的效果,而对竖起向上提物体的效果则不容易领会,为此设计如下的探究活动.

图3

作用于平面上的物体斜向上的拉力分解为水平向前的分力和竖起向上的分力;这是一种常见力的分解.通过如图4(b)所示实验师生共同来探究.将物块放在台秤上,提示学生们观察台秤的指针,然后作用于物体一个水平方向的作用力,接着使拉力的方向慢慢地从水平方向向上偏转;这时会观察到台秤的示数逐渐减小,表明此拉力在竖直方向上有提升物体的作用效果.通过师生共同探究实验,让学生体会斜向上的拉力在水平方向有前拉物体的效果,在竖直向上有向上提物体的效果,从而使学生理解拉力应该分解到水平方向与竖直方向这两个方向上,如图4(c)所示.

图4

(设计依据:课程改革十分强调科学探究在科学课程中的作用,在这里首先创设了“纤夫”的生活的实际情境,接着在这一情境的基础上构建了模型,分析归纳了斜向上力的作用效果.这样做的目的是培养学生观察能力,并从观察中自己归纳得出结论.在这样的学习中,学生不仅可以提高观察与推理的能力,而且提升了核心素养.)

图5

探究活动2.通过多媒体展示如图5所示的“引桥”图片,让学生思考为什么高大的立交桥要建有很长的引桥?然后引导学生分析并建立引桥物理模型如图6(a)所示.接着让学生探究重力在斜面上的作用效果?对于此种情境下物体的重力的分解,学生思维障碍是物体在斜面上的重力只具有压斜面的作用,没有其他作用,为此设计如下的探究活动:

如图所示6(b),先让学生手拿一本,体验书对手有压力的作用,然后慢慢倾斜,这时手感觉到书不仅有压力,同时也向下滑的趋势,说明重力还有沿倾面向下拉的趋势.接着教师演示如图6(c)所示,把一个塑料板斜靠在一个物体上而形成一个斜面,并用一根橡皮筋沿斜面方向向上拉住小车,观察塑料垫板和橡皮筋的形变.再使斜面的倾角不断变大,观察橡皮筋长度的变化,从而得出其拉力的变化.

图6

通过以上实验探究,学生可以明显看到小车所受重力的两个作用效果:垂直于斜面的方向上使物体产生紧压斜面的作用效果和平行于斜面的方向使物体产生沿斜面下滑的效果.这样学生不难分析归纳出力的分解原则——按照力的作用效果来进行力的分解,从而将斜面上的物体所受重力分解如图6(d)所示.

(设计依据:“科学思维”从物理学角度上对客观事物内在规律及其本质的认识,是基于经验事实建构物理模型的抽象过程.这里通过师生共同探究,突显了模型的建构,培养学生的建构能力,发展了学生的相互作用观,同时也实现了学习方式的多样化的课程理念.)

(3) 建构新知.

对以上2个不同的探究性实验进行评价分析和归纳小结,进一步领会“按照力的实际作用效果来进行力的分解”,从建构新的知识 ——根据力的实际作用效果来进行力的分解(板书).

(设计依据:建构主义的学习观点认为:科学学习不是从零开始,而是基于原有知识经验背景的建构,科学学习不是接受现成的知识信息,而是基于原有经验的概念转变,这里通过2个不同的探究活动,让学生在情境与活动中建构了知识,培养了学生的科学素养,从而激发学生的探究性,培养归纳分析问题的能力,促进学生物理核心素养的全面发展.)

2.4.4 引入生活,迁移应用

用动画演示一拖拉机陷于泥坑中,有什么办法把它拉出来吗?由学生们讨论,提出各种设计方案,师生一起讨论分析,最后形成共识 —— 利用力的分解法.接着通过以课堂实验来模拟此情景:在课堂上找力气比较大的两位学生,在讲台上进行拔河比赛.为了对比,再请一位个子较小的女生上台,要求一个人能够拉动刚才那两个人.教师引导女学生,提示在哪儿拉容易拉动,全班学生思考讨论如果在绳子中间用力一拉,两位“男同学”都被轻而易举地拉动了.

(设计依据:“科学态度与责任”是指在认识科学本质,逐渐形成探索自然规律的内在动力、实事求实的科学态度与保护环境并推动社会发展的责任感.这里通过“陷于泥坑拖拉机”并于课堂演示,让学生通过对实例的讨论交流,突显物理“科学、技术与社会(STS)”的作用,从而较好激发学生学习物理的兴趣,现场模拟也激活课堂,使课堂气氛再一次进入高潮.)

3 结束语

总之,说课不同于讲课,在进行说课时,一般参赛选手都做了说课的PPT课件,所以有些内容(如教学目标)不必一一读出,只要展示一下就行,评委们并不重点关注这些.故在设计说课稿时重点放在这节课怎样进行教、特别是为什么这么教,是否有什么创新,逻辑是否紧凑,能否符合学生实际学情,你创设的情景怎样、设计的理念依据是什么,这一点非常重要.

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