單元項(xiàng)目活動在“直線運(yùn)動”教學(xué)中的實(shí)例設(shè)計(jì)

吳永情

（江蘇省泰州市漁行實(shí)驗(yàn)學(xué)校，江蘇泰州 225300）

引 言

在物理教學(xué)中，知識點(diǎn)的整合多以單元設(shè)計(jì)來完成。教師在對單元知識進(jìn)行備課時，要善于從整體上把握各節(jié)內(nèi)容，理順前后邏輯關(guān)系，構(gòu)建梯度項(xiàng)目教學(xué)任務(wù)，最大化提升物理學(xué)科教學(xué)價值。本文將以蘇科版物理“直線運(yùn)動”一節(jié)為例，就單元項(xiàng)目活動的設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)行如下梳理。

一、整合單元知識點(diǎn)，明確項(xiàng)目活動教學(xué)目標(biāo)

在初中物理課堂上，“運(yùn)動和相互作用”是單元主題，通過對本單元物理知識、概念的學(xué)習(xí)，引領(lǐng)學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)識各種運(yùn)動，并從相關(guān)實(shí)例中拓展對運(yùn)動的理解。如運(yùn)動與靜止的相對性，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力。本單元主要知識點(diǎn)有機(jī)械運(yùn)動，并舉例說明運(yùn)動的相對性；探討生活中各類運(yùn)動形式；學(xué)會測量長度、時間；利用速度來描述運(yùn)動的快慢；通過實(shí)驗(yàn)測量運(yùn)動速度，并推導(dǎo)速度計(jì)算公式等。關(guān)于運(yùn)動概念，需要了解時間、長度的測量方法，比較物體運(yùn)動的快慢，需要引入速度概念。在本節(jié)“直線運(yùn)動”中，項(xiàng)目活動主要圍繞“速度”以及運(yùn)動快慢來展開教學(xué)[1]。

二、細(xì)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

在進(jìn)行本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)前，教師需要把握單元重點(diǎn)知識開展教學(xué)活動設(shè)計(jì)，并兼顧“運(yùn)動”知識前后銜接，設(shè)置課堂探究活動與課后習(xí)題，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)?！爸本€運(yùn)動”在項(xiàng)目活動設(shè)計(jì)上，主要包括兩個方面的內(nèi)容。一是觀察氣泡運(yùn)動，通過實(shí)驗(yàn)方式測量氣泡運(yùn)動規(guī)律，通過相同路程所用時間，得出氣泡運(yùn)動速度的大小變化。同時，根據(jù)物理作圖方式，來分析路程與時間的關(guān)系。二是研究紙錐下落運(yùn)動規(guī)律。通過對教材中頻閃攝影圖片，轉(zhuǎn)換為可以觀察、探究的紙錐下落活動，旨在讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)探究中認(rèn)識“變速直線運(yùn)動”，并從“速度”探究中來完成相關(guān)分析。本節(jié)在“速度”探究活動中，以“紙錐下落快慢”活動、“測量紙錐下落速度”為主，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)情景，當(dāng)紙錐在同一高度釋放時，看哪個紙錐下落得快。該活動主要考查學(xué)生對相同路程下的運(yùn)動時間的比較。如果從不同高度將兩個紙錐同時釋放，觀察運(yùn)動快慢變化，該活動主要從不同路程、不同運(yùn)動時間來分析各自的運(yùn)動“速度”，得出“速度”概念。在測量“速度”活動中，提出兩個問題，一個是為了測量紙錐下落速度，需要測量哪些物理量；另一個是在進(jìn)行速度測量時，需要哪些實(shí)驗(yàn)器材。

三、聯(lián)系生活現(xiàn)象，感知運(yùn)動規(guī)律

在“氣泡”運(yùn)動規(guī)律探究活動中，首先，在課堂上讓學(xué)生聯(lián)系生活體驗(yàn)，分析運(yùn)動的基本形式。運(yùn)動可以分為“直線運(yùn)動”“曲線運(yùn)動”兩種。對“直線運(yùn)動”，我們結(jié)合玻璃管氣泡運(yùn)動來觀察其規(guī)律。具體動手操作是，將玻璃管進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，觀察氣泡的運(yùn)動。在觀察中，提出問題：“氣泡在運(yùn)動時，速度有何變化？”讓學(xué)生反思：“氣泡的運(yùn)動速度是改變了還是未改變？”接著，學(xué)生進(jìn)行分組，各組學(xué)生利用玻璃管氣泡運(yùn)動實(shí)驗(yàn)活動，結(jié)合觀察進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理。分別記錄當(dāng)氣泡從“0”點(diǎn)運(yùn)動到20厘米、40厘米、60厘米、80厘米各處所用的時間。接著，讓學(xué)生利用逐差法，對每一區(qū)間的運(yùn)動速度進(jìn)行求解。在該實(shí)驗(yàn)活動中，鼓勵各組學(xué)生進(jìn)行觀察，分析氣泡運(yùn)動的速度變化。通過計(jì)算，各區(qū)間氣泡運(yùn)動速度近似相等。我們通過分析路程、時間數(shù)據(jù)，并將之導(dǎo)入Excel表格中來制作運(yùn)動速度曲線，觀察曲線變化趨勢，得出氣泡運(yùn)動的路程與時間近似成正比，在相等時間內(nèi)，氣泡運(yùn)動的路程近似相等。

由此，結(jié)合各組學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動，利用計(jì)算來得出氣泡運(yùn)動路程、所用時間以及各區(qū)間的運(yùn)動速度具有近似相等特點(diǎn)，從而構(gòu)建物理理想模型，得出“勻速直線運(yùn)動”的概念：在任意相同路程下所用時間、任意相同時間下所經(jīng)過的路程相等。

在“紙錐下落運(yùn)動規(guī)律”活動實(shí)驗(yàn)中，我們結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，對該運(yùn)動變化進(jìn)行“猜想”，得出“加速”結(jié)論。接著，利用紙錐從某高度處自由下落，提出測定“區(qū)間速度”，比較不同紙錐下落速度大小，利用秒表來測定下落時間。整個實(shí)驗(yàn)過程，紙錐從“0”點(diǎn)下落，分別在40厘米、80厘米、120厘米等處，記錄各自的下落時間。然后，利用逐差法來計(jì)算各個區(qū)間紙錐下落所對應(yīng)的速度值。但在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，由于紙錐下落速度較快，利用肉眼觀察、秒表測量存在較大難度，我們在實(shí)驗(yàn)中引入拍攝視頻模式來進(jìn)行時間記錄，最終得到不同紙錐從“0”點(diǎn)至120厘米處各個區(qū)間所用的時間值，統(tǒng)計(jì)到實(shí)驗(yàn)表格中，將這些表格數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出各個區(qū)間紙錐的運(yùn)動速度值。通過總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在紙錐下落實(shí)驗(yàn)中，紙錐所通過的路程相同，所用時間呈現(xiàn)遞減趨勢。也就是說，在紙錐經(jīng)過各個區(qū)間時，下落的速度越來越快。同時，觀察紙錐下落路程與時間的關(guān)系圖像發(fā)現(xiàn)，紙錐在下落相同時間下，所經(jīng)過的路程呈現(xiàn)遞增趨勢。也就是說，紙錐在相同時間下下落所經(jīng)過的路程越來越大。對照教材中所給出的頻閃攝影圖片，紙錐下落實(shí)驗(yàn)過程與頻閃攝影中蘋果下落運(yùn)動具有相似性，從而得出“變速直線運(yùn)動”的特點(diǎn)以及運(yùn)動規(guī)律。在初中物理學(xué)中，針對變速直線運(yùn)動，通常采用“平均速度”來進(jìn)行運(yùn)動快慢的粗略描述[2]。

四、把握“速度”概念內(nèi)涵，明確“直線運(yùn)動”條件

初中階段物理學(xué)中“速度”概念的呈現(xiàn)，具有過渡性特征。蘇科版將“速度”定義為“描述物體運(yùn)動快慢的物理量，其大小為單位時間內(nèi)通過的路程”。利用物理公式表示為事實(shí)上，在該定義中，以比值來確定速度概念具有一定的模糊性。在前面的單元活動探究中，通過分析“路程”“時間”等物理量，得出“速度”的計(jì)算公式。但這個比值法，其意義應(yīng)該理解為“平均速率”，而非“平均速度”。但考慮到初中物理教學(xué)現(xiàn)狀，我們將“速度”的比值法作為計(jì)算方法，用來表示物體運(yùn)動快慢的物理量。所以，對“直線運(yùn)動”中的“速度”概念，雖然可以理解為所經(jīng)歷時間下的物體運(yùn)動的位移大小，但對于曲線運(yùn)動，其“路程”值并非等于“位移”值。教師在講解“速度”概念時，要明確“位移”大小與“路程”具有一致性。同時，對于“速度”概念的學(xué)習(xí)，教師要通過實(shí)例來探究，引領(lǐng)學(xué)生感受勻速直線運(yùn)動中的平均速度與時間沒有關(guān)系，而對于變速直線運(yùn)動，平均速度與時間有關(guān)。為了加深學(xué)生對“速度”概念中“平均速度”的理解，假設(shè)某汽車在做直線勻速運(yùn)動，其速度都是勻速，與所行駛時間無關(guān)。但當(dāng)汽車做直線變速運(yùn)動時，所走路程、所用時間，僅僅表示“平均速度”，且每一段“平均速度”與“全程平均速度”并非一致，與所用時間具有關(guān)聯(lián)性。

結(jié) 語

在該單元知識整合教學(xué)中，引入項(xiàng)目活動教學(xué)設(shè)計(jì)，圍繞本節(jié)教學(xué)主題，展開實(shí)驗(yàn)活動探究，讓學(xué)生能從活動體驗(yàn)中，了解物理概念，認(rèn)識物理問題，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)?！爸本€運(yùn)動”是初中物理的重要內(nèi)容，而“速度”又是初中重要的物理概念。通過項(xiàng)目活動整合實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，加深學(xué)生對物理概念、物理知識的理解，培養(yǎng)其高階思維能力。教師要注重單元項(xiàng)目資源的開發(fā)與挖掘，結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)，延伸和創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目實(shí)踐活動，讓學(xué)生從中聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，探究物理規(guī)律，增進(jìn)知識內(nèi)化與遷移?？傊處熞粩嗵嵘陨淼膶I(yè)能力，優(yōu)化單元教學(xué)目標(biāo)，細(xì)化單元教學(xué)主題，開發(fā)項(xiàng)目活動設(shè)計(jì)，引領(lǐng)學(xué)生積極參與項(xiàng)目活動，從交流、合作、探究中培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和物理觀察能力，讓學(xué)生從中內(nèi)化物理概念，增強(qiáng)綜合能力，提升其物理學(xué)科核心素養(yǎng)。