體驗(yàn)式教學(xué)策略在物理教學(xué)中的應(yīng)用

馬潔楓

摘 要：以“超重與失重”為例，探討了體驗(yàn)式教學(xué)策略在物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用。從一線課堂觀察看，學(xué)生的參與熱情很高；從后期的評(píng)價(jià)結(jié)果看，學(xué)生獲得程度良好。故該類教學(xué)方式應(yīng)用于物理中有關(guān)現(xiàn)象的教學(xué)有較好的效果。

關(guān)鍵詞：體驗(yàn)；現(xiàn)象類問(wèn)題；超重；失重

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）7-0023-3

1 問(wèn)題的提出

物理現(xiàn)象是物理學(xué)的根源，是物理規(guī)律的外顯，是學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，亦是進(jìn)行理性分析必不可少的感性材料。在高中《物理·必修1》中所涉及的“超重與失重”現(xiàn)象就是生活中較為常見(jiàn)的一種現(xiàn)象，但在通常情況下，該現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)且現(xiàn)象不明顯，學(xué)生少有明確的體會(huì)或感知。在人教版教材中，“超重與失重”并沒(méi)有單獨(dú)成節(jié)，而是與“物體的平衡問(wèn)題”放在一起成為一節(jié)。教材以一道習(xí)題開(kāi)篇，通過(guò)給定的物理量和設(shè)問(wèn)，利用牛頓第二定律求解得出物體所受支持力與重力大小的關(guān)系，從而水到渠成地提出超重與失重的概念，然后配有一張“人站在機(jī)械式臺(tái)秤上做下蹲狀”的圖片加以說(shuō)明。這樣的處理盡管清晰干脆，但總給學(xué)生一種錯(cuò)誤的感覺(jué)：物理就是做幾個(gè)題目，或者是由幾個(gè)題目得出些結(jié)論。在現(xiàn)行“來(lái)源于生活、回歸于生活”的課程理念下，基于真實(shí)的問(wèn)題展開(kāi)分析討論，有助于正確構(gòu)建學(xué)生的“物理觀念”，也符合一般問(wèn)題的研究規(guī)律。在這樣的設(shè)想下，筆者在實(shí)際教學(xué)中嘗試應(yīng)用了體驗(yàn)式教學(xué)策略。

體驗(yàn)式教學(xué)是指依據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)水平和認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)必要的器材，創(chuàng)設(shè)或重構(gòu)用于學(xué)生體驗(yàn)的情境，讓學(xué)生在體驗(yàn)中理解知識(shí)，發(fā)展能力。結(jié)合體驗(yàn)式教學(xué)策略的特點(diǎn)，筆者融合多種版本教材的優(yōu)點(diǎn)，在“超重與失重”的實(shí)際教學(xué)中，盡可能地利用手邊的一些器材，重構(gòu)真實(shí)的體驗(yàn)，讓學(xué)生在體驗(yàn)中達(dá)到對(duì)對(duì)象的本性或內(nèi)涵的一種直覺(jué)的、明澈的觀察，使心智得到改善和建設(shè)，[1]最終水到渠成地構(gòu)建概念和加深理解。

2 基于體驗(yàn)的教學(xué)流程

2.1 生活體驗(yàn)，感知現(xiàn)象

重構(gòu)真實(shí)體驗(yàn)1：兩個(gè)同學(xué)一組，課前給每組同學(xué)發(fā)放一條紙帶。請(qǐng)同學(xué)們對(duì)折，掛上鉤碼，然后請(qǐng)同學(xué)們嘗試用一只手，如何把紙帶拉斷？（學(xué)生嘗試操作，教師請(qǐng)學(xué)生表述各自的方法）

重構(gòu)真實(shí)體驗(yàn)2：出示臺(tái)秤。請(qǐng)一位男同學(xué)A站到臺(tái)秤上稱量他的體重。提出問(wèn)題：請(qǐng)其他同學(xué)幫忙出主意，在“腳不離秤、手不壓物”的情況下，如何使臺(tái)秤示數(shù)發(fā)生變化？（學(xué)生積極討論、提出建議，A同學(xué)嘗試，其他同學(xué)觀察現(xiàn)象并表述）

問(wèn)題1：①在測(cè)量過(guò)程中，臺(tái)秤（或彈簧秤）的示數(shù)直接表示的是哪個(gè)力的大??？②臺(tái)秤（或彈簧秤）測(cè)量物體重力的原理。③下蹲過(guò)程中，“示數(shù)變化”說(shuō)明了哪個(gè)力發(fā)生了變化？物體的真實(shí)重力發(fā)生變化了嗎？（設(shè)計(jì)表格如表1）

設(shè)計(jì)理由：兩個(gè)“體驗(yàn)”的設(shè)置，從“定性感知”到“定量感知”，既在短時(shí)間內(nèi)吸引住了學(xué)生的目光，又讓學(xué)生親身經(jīng)歷了這類現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生積極參與課堂的興趣。體驗(yàn)1中的紙帶就是“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)中使用的，將其對(duì)折剪開(kāi)，使其寬度減半，這樣的實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更明顯些；體驗(yàn)2中的秤是學(xué)校食堂里常用的，具有電子顯示屏，臺(tái)面較大；課堂中，教師可以將實(shí)物投影的探頭位于臺(tái)秤電子顯示屏上方，這樣可以把示數(shù)直接投影到教室的白板上，便于全班同學(xué)觀察。

2.2 實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，尋找特征

體驗(yàn)3：組成4人小組，討論并實(shí)驗(yàn)，分析“彈簧秤+鉤碼”豎直方向上做什么運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤示數(shù)

體驗(yàn)4：討論并實(shí)驗(yàn)，分析“彈簧秤+鉤碼”豎直方向上做什么運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤示數(shù)>G。

設(shè)計(jì)理由：此處設(shè)計(jì)了“體驗(yàn)3和體驗(yàn)4”而沒(méi)有直接對(duì)前述體驗(yàn)先行展開(kāi)理論分析的目的在于希望通過(guò)這兩個(gè)體驗(yàn)的設(shè)置，讓學(xué)生感知到研究一個(gè)問(wèn)題，可以從理論角度分析，也可以利用手邊的常見(jiàn)器材動(dòng)動(dòng)手、做做實(shí)驗(yàn)。另一方面，“體驗(yàn)3”和“體驗(yàn)4”是“體驗(yàn)1和體驗(yàn)2”的簡(jiǎn)化，在經(jīng)歷“小組討論—方案設(shè)計(jì)—現(xiàn)象觀察—方案優(yōu)化—現(xiàn)象再觀察—分析運(yùn)動(dòng)”等一系列的探究活動(dòng)中，形成對(duì)“超重與失重”現(xiàn)象的直觀體驗(yàn)和自我的認(rèn)識(shí)、理解。然后，教師出示視頻（物體放在臺(tái)秤上，隨電梯一起上升或下降），將“超重與失重”現(xiàn)象進(jìn)一步“延時(shí)”和“清晰化”，學(xué)生在觀察中結(jié)合“體驗(yàn)3和體驗(yàn)4”填寫(xiě)表格1，并討論總結(jié)，最終形成“超重與失重”的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。

2.3 問(wèn)題體驗(yàn)，嘗試解釋

問(wèn)題2：在升降機(jī)中有一物體的質(zhì)量為1 kg，當(dāng)電梯以3 m/s2的加速度勻加速下降，求臺(tái)秤的示數(shù)是多少？（g=10 m/s2，下同）

變化1：若該電梯以3 m/s2的加速度勻減速下降時(shí)，求臺(tái)秤的示數(shù)是多少？

變化2：在“變化1”中，若a=g呢？

設(shè)計(jì)理由：前面的“體驗(yàn)”的設(shè)計(jì)主要落腳點(diǎn)是在現(xiàn)象感知、觀察特征和定性分析的層面上。為了進(jìn)一步幫助學(xué)生理解“超重與失重”現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)，設(shè)計(jì)了三個(gè)情景題，層層遞進(jìn)，通過(guò)給出確定的運(yùn)動(dòng)和具體的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生在分析和計(jì)算中加深了理解。

2.4 游戲體驗(yàn)，深化應(yīng)用

問(wèn)題3：當(dāng)發(fā)生完全失重現(xiàn)象時(shí)，請(qǐng)你猜想一下，會(huì)發(fā)生哪些情景？（學(xué)生討論，回答。教師出示“航天員在太空艙里的生活情景”視頻，然后歸納總結(jié)）

小魔術(shù)演示：取用一個(gè)帶有蓋子的塑料瓶，在瓶蓋上和瓶體側(cè)面處分別各打一個(gè)孔。在瓶中灌滿水后，分別做自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)同學(xué)觀察現(xiàn)象并解釋。

設(shè)計(jì)理由：從教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，在這一步，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性再次達(dá)到一個(gè)高點(diǎn)，課堂氣氛很熱烈，在“見(jiàn)證奇跡”的時(shí)刻中，學(xué)生再次感受到了物理的美、物理的趣味等，這絕對(duì)不是幾道干巴巴的題目能達(dá)到的程度。當(dāng)然，為了降低難度，在請(qǐng)學(xué)生分析現(xiàn)象時(shí)，還可以再次做幾個(gè)輔助實(shí)驗(yàn)，如“將瓶靜止在手中，反復(fù)用手指將瓶蓋上的孔封住、放開(kāi)，請(qǐng)學(xué)生觀察現(xiàn)象”和“將瓶蓋上的孔蓋住后，當(dāng)瓶體上的孔沒(méi)有水流出來(lái)時(shí)，用手?jǐn)D壓瓶體，觀察現(xiàn)象”。通過(guò)這兩個(gè)臺(tái)階，很好地幫助學(xué)生搭建了思維的“腳手架”，為順利分析和解釋提供了一定的依據(jù)。

2.5 首尾呼應(yīng)，完美結(jié)課

問(wèn)題4：請(qǐng)學(xué)生討論、解釋本節(jié)課開(kāi)頭所做的實(shí)驗(yàn)，人站在臺(tái)秤上不動(dòng)時(shí)測(cè)重為G，當(dāng)人突然下蹲過(guò)程中臺(tái)秤讀數(shù)怎么變化？并請(qǐng)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)和方法等。

設(shè)計(jì)理由：?jiǎn)栴}4的設(shè)計(jì)，其目的在于通過(guò)如此貼近生活的一個(gè)“原始問(wèn)題”，讓學(xué)生產(chǎn)生了一種去解決實(shí)際問(wèn)題的欲望[3]，在分析過(guò)程中，提煉能用、實(shí)用、好用的物理學(xué)模型，尋找和構(gòu)建合適的物理?xiàng)l件，并最終解決。同時(shí)也讓學(xué)生深切地感受到物理就在身邊，拉近了學(xué)生與物理的距離，使學(xué)生真正獲得了解決問(wèn)題的喜悅感。

3 總 結(jié)

上述教學(xué)設(shè)計(jì)中為學(xué)生提供了豐富多彩的體驗(yàn)素材和情境：通過(guò)“紙帶拉重錘”“臺(tái)秤示數(shù)變化問(wèn)題”“彈簧秤尋找運(yùn)動(dòng)特征”等真實(shí)體驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)置，其目的是讓學(xué)生親歷、實(shí)踐，在體驗(yàn)中接受知識(shí)信息面對(duì)面的刺激，獲得第一手感性素材；通過(guò)“觀看視頻”和“分析實(shí)際問(wèn)題”等活動(dòng)的設(shè)置，在師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、生本互動(dòng)中，讓學(xué)生去觀察和思考，去討論和交流， 使學(xué)生達(dá)到從感性思維到抽象思維的轉(zhuǎn)化，最終內(nèi)化到自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)中去。[4]基于真實(shí)體驗(yàn)的現(xiàn)象課教學(xué)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)充滿活力的課堂，在“體驗(yàn)—思考—再體驗(yàn)—分析”中，促使學(xué)生從真實(shí)的感受上升為形象的感知，最后升華到抽象的體悟，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和體會(huì)物理的生活化，在優(yōu)化學(xué)習(xí)過(guò)程的同時(shí)，也改善了學(xué)習(xí)結(jié)果，最終促使了“質(zhì)”與“量”上更優(yōu)越的學(xué)習(xí)。

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（欄目編輯 劉 榮）