李必安　劉信生

摘要：在“從生活走向物理，從物理走向社會的”的教育理念下，教師的教學(xué)要貼近學(xué)生的生活，讓學(xué)生從自己的身邊熟悉的生活現(xiàn)象去探究物理規(guī)律，讓學(xué)生體會物理在生活中實(shí)際應(yīng)用，收到好的教學(xué)效果。該文以“提高滑輪組機(jī)械效率”教學(xué)為例，創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境來展開教學(xué)，全面培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中 物理 教學(xué)情境

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確要求：“在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)對象靈活采用教學(xué)方式，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。”因此，創(chuàng)建以學(xué)生為本的教學(xué)情境的，符合初中學(xué)生的認(rèn)知水平和發(fā)展規(guī)律，寓教于樂，使他們在做中學(xué)、做中思，培養(yǎng)其物理核心素養(yǎng)。

教學(xué)情境就是在教學(xué)過程中為了達(dá)到既定的教學(xué)目的，從教學(xué)需要出發(fā)，引出、制造或創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的具體場景或氛圍，引起學(xué)生的情感體驗(yàn)，幫助學(xué)生迅速而正確的理解教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率。筆者針對滬粵版教材《提高滑輪組機(jī)械效率》這節(jié)課中物理概念眾多、思維角度錯(cuò)綜復(fù)雜的特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)情境，把知識還原到具體的情境中，使學(xué)生直接體驗(yàn)到知識的“原生態(tài)”，增強(qiáng)感受力、理解力和創(chuàng)造力。

一、教學(xué)情境的設(shè)計(jì)流程

二、教學(xué)情境的具體環(huán)節(jié)

環(huán)節(jié)1：以故事、漫畫引入新課

教師講故事：從前有個(gè)年輕人每天都進(jìn)山砍柴，非常賣力，很少歇息，但是砍的柴還是沒有那些慢悠悠的老前輩們多，老前輩們還時(shí)不時(shí)地歇歇腳、喝喝茶、聊聊天。年輕人見到這情景，更加著急，砍柴越發(fā)賣力，后來的日子里砍的柴卻更少了，年輕人陷入苦惱之中。這時(shí)候，一位前輩走上前說道：“小伙子，哪有只顧砍柴，不去磨刀的道理？”年輕人恍然大悟，原來老前輩們利用泡茶、休息的時(shí)候一直在磨刀，難怪很快就能把樹砍倒。

用多媒體向?qū)W生展示一張漫畫，是一臺起重機(jī)正在吊起一公文包。（如圖1）圖1

設(shè)計(jì)思路：由故事引入課題，揭示“磨刀不誤砍柴工”的道理，就是做事要講究效率;漫畫的引入讓學(xué)生懂得“殺雞焉用牛刀”，明白無效率的工作是多么可怕，告訴學(xué)生一種看待、解決問題的態(tài)度，就是要講究效率。

環(huán)節(jié)2：創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，生成物理概念

師生協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)。在講臺上放一圓柱體透明大水槽，提來半桶水放在講臺前，再拿來一只大啤酒杯、一只小塑料杯和電子體重計(jì)。教師設(shè)問：如何用水桶的水將水槽裝滿？學(xué)生相互討論，教師巡視，收集方案：（1）將塑料桶直接提起來倒入水槽中，直至倒?jié)M;（2）將水槽浸入塑料桶里裝滿水;（3）用大啤酒杯從桶里舀水起倒入水槽，直至裝滿水槽;（4）用小塑料杯一次次地舀，直至裝滿水槽。實(shí)驗(yàn)完畢，要求學(xué)生分析其中不同的做功，教師引導(dǎo)學(xué)生分組討論，并將結(jié)果填入表1：

設(shè)計(jì)思路：通過創(chuàng)設(shè)具體情境，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作過程，整個(gè)過程貼近學(xué)生生活實(shí)際，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，拉近了物理和生活的距離，為構(gòu)建有用功、額外功和總功等新的概念起到了很好的效果，體現(xiàn)了“從生活走向物理”的教學(xué)理念。

環(huán)節(jié)3：創(chuàng)設(shè)對話情境，提高滑輪組機(jī)械效率

師：我們在數(shù)學(xué)課上學(xué)過“發(fā)芽率”“出勤率”“命中率”，你們知道這表示什么含義嗎？這和我們今天的新課有什么關(guān)系呢？

生1：這表示選定的那一部分量占總量的百分?jǐn)?shù)。

生2：我們剛才進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中就有有用功和總功，也可以求出有用功占總功的百分率。

師：很好，這就是我們今天要學(xué)的核心內(nèi)容“機(jī)械效率”概念，大家要認(rèn)真理解和體會。那么，滑輪組提重物時(shí)所做的功哪些是有用功、額外功和總功呢？環(huán)節(jié)2的實(shí)驗(yàn)中哪種方法機(jī)械效率最高？

生3：方案2機(jī)械效率最高，杯子每次舀水一定要裝滿。

師：你說得很好。關(guān)于滑輪組的相關(guān)公式和物理規(guī)律很多，大家一定要在理解的基礎(chǔ)上靈活運(yùn)用。下面我們來完成分組實(shí)驗(yàn)：測滑輪組的機(jī)械效率。

設(shè)計(jì)思路：物理概念揭示的是紛繁復(fù)雜的自然現(xiàn)象的本質(zhì)，具有抽象性和復(fù)雜性，通過師生之間的交流，思維的碰撞產(chǎn)生火花，理順?biāo)悸?，在類比、思辨的對話情境中，一方面加深對新概念的理解，另一方面促進(jìn)學(xué)生前概念的同化和順應(yīng)，實(shí)現(xiàn)知識的正遷移。

環(huán)節(jié)4：創(chuàng)設(shè)模型情境，完成機(jī)械效率測量實(shí)驗(yàn)

教師指導(dǎo)學(xué)生組裝滑輪組，分步驟完成各數(shù)據(jù)的測量，整個(gè)測量過程手續(xù)煩瑣，分組實(shí)驗(yàn)耗時(shí)也費(fèi)力，這時(shí)候，師生都有想改進(jìn)一下這種裝置的愿望，此時(shí)，教師順勢利導(dǎo)，引導(dǎo)大家提出一些大膽的想法，如何自制出一個(gè)人就能方便操作的滑輪組裝置呢？

實(shí)驗(yàn)步驟中我們要測量繩子自由端的移動(dòng)距離和重物上升的高度時(shí)，既要分別記住上升前的起點(diǎn)，也要分別記住兩者上升后的終點(diǎn)，數(shù)據(jù)太多，容易搞混淆，能不能根據(jù)S=nh原理把刻度尺移到繩子上呢？那樣就能一次性測出這兩個(gè)移動(dòng)距離，而且組裝該裝置手續(xù)煩瑣，測量時(shí)滑輪組來回?cái)[動(dòng)得厲害，穩(wěn)定性差，誤差也很大，能否將裝置很好的固定嗎？學(xué)生分組討論，教師巡視并收集建議。

教師將同學(xué)們的建議歸納整理如下表格。

教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)意改進(jìn)的過程中展示往屆學(xué)生改進(jìn)好的教具，學(xué)生驚奇地發(fā)現(xiàn)，眼前的滑輪組裝置正是他們一直在追求的理想模型。接著教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自制教具進(jìn)行教材中安排的實(shí)驗(yàn)，既省時(shí)又提高了效率，學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)很快就順利完成。

設(shè)計(jì)思路：教師在這里用了緩兵之計(jì)，不是把現(xiàn)成的教具和盤托出（此作品獲得安徽省科技創(chuàng)新二等獎(jiǎng)），而是讓學(xué)生放開思路，設(shè)想自己心目中的教具是什么樣子，雖然沒有自己親手去制作，但也經(jīng)歷了一次智力的深加工過程，然后再出示現(xiàn)成的作品，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的總基調(diào)。

環(huán)節(jié)5：創(chuàng)設(shè)習(xí)題情境，鞏固深化物理規(guī)律

例題：如圖3所示，工地上常用組合機(jī)械裝置做功，物重G為10000 N，斜面長s=8米，h=3米，若將重物沿斜面以0.5米/秒的速度拉上來，斜面和滑輪組裝置的總機(jī)械效率為80%，求：（1）所需拉力F是多大？（2）機(jī)械的總功率是多大？

學(xué)生在閱讀題目后發(fā)現(xiàn)，這里運(yùn)用了斜面和動(dòng)滑輪兩個(gè)機(jī)械組合，共同完成做功過程，總機(jī)械效率應(yīng)該理解為斜面的機(jī)械效率和滑輪的機(jī)械效率的乘積，拉力F在這里就是外力對機(jī)械（斜面和滑輪）做的總功。學(xué)生此時(shí)就能夠產(chǎn)生知識遷移，清晰審題，準(zhǔn)確答題。

設(shè)計(jì)思路：在解題中檢驗(yàn)學(xué)生對概念和規(guī)律的把握，在習(xí)題教學(xué)中概括出物理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生從讀題中抽象出具體的物理規(guī)律。

三、教學(xué)情境的效果反思

“提高滑輪組的機(jī)械效率”是初中物理中少有的抽象性強(qiáng)、物理概念和規(guī)律非常密集的教學(xué)內(nèi)容，無論對教師的教法和學(xué)生的理解都是很大的挑戰(zhàn)，本節(jié)課通過對5個(gè)具體教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行情境設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在生動(dòng)、形象的情境中完成了知識的學(xué)習(xí)，在具體的活動(dòng)中培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

余文森教授認(rèn)為，只有讓學(xué)生在課堂上聽懂了、理解了、學(xué)會了，他才會去思考、有想法、樂于學(xué)。因此，教學(xué)中，教師應(yīng)針對初中學(xué)生的心理及思維特點(diǎn)，讓學(xué)生全程參與知識的探究過程，在情境中培養(yǎng)學(xué)生興趣，在探究中引導(dǎo)學(xué)生思考，在設(shè)計(jì)中訓(xùn)練學(xué)生的思維，在爭論中收獲意外的驚喜。

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