五星教學模式在高中物理教學設計中的應用

楊雨其　彭朝陽

(云南師范大學物理與電子信息學院,云南　昆明　650500)

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·教學研究·

五星教學模式在高中物理教學設計中的應用

楊雨其彭朝陽

(云南師范大學物理與電子信息學院,云南昆明650500)

摘要：“五星教學模式”由五個教學環節構成,它將一組知識技能的掌握置于完整的任務中,既見整體,又見局部.本文以人教版高一物理必修1中“自由落體運動”的教學設計為例,將“五星教學模式”的五個階段應用其中,以達到有效教學的目的.

關鍵詞：五星教學模式;高中物理;教學設計;自由落體運動

1引言

當代著名教學設計理論家、教育心理學家梅里爾認為不同教學模式雖然在設計方式上有所不同,但是它們之間有共通性.為此他博眾家之長,汲取十余種不同的教學理論提出了一組相互關聯的教學模式,即“五星教學模式”.“五星教學模式”是教學設計有序性與整體性的成功結合,是將整體知識技能置于每個階段的任務中,根據每個任務的特征進行針對性教學.由于物理學科本身的邏輯性和整體性,將“五星教學模式”應用于物理教學設計中,可以兼顧有序教學和整體教學的優勢,使物理教學既能環環相扣、層層相依,又能做到系統完備、統攬全局.

“五星教學模式”由五個環節構成:聚焦問題、激活舊知、示證新知、嘗試運用和融會貫通.首先要讓學習者介入到解決生活問題的情景中，其次要在教學中激活相關的舊經驗來促進學習，其三在教學中展示論證所學知識，其四要求學習者嘗試運用知識或技能解決問題，最后學習者要將所學知識技能運用到日常生活中并達到學以致用、融會貫通的效果.正如浙江大學盛群力教授所說:五星教學模式有其獨特的魅力和優勢,它將一組知識技能的掌握置于完整的任務中,既見整體,又見局部,將系統化設計的理念發揮得淋漓盡致.

2實例展現

2.1自由落體教學設計框架

本文設計內容選自高一物理“自由落體運動”，教學設計框架如圖1.

圖1

2.2學情分析

2.2.1認知分析

高一新生處于從初中向高中轉變的過渡期,抽象邏輯思維處于迅速發展階段,具有一定的抽象概括能力.該階段的學生善于想象,求知欲和好奇心強,有一定的動手能力和學習能力,但普遍感覺物理學習困難,部分學生對物理學習存在一定的畏懼心理.

2.2.2起點能力分析

學生已學習了勻變速直線運動的相關知識、已掌握打點計時器的用法、已有紙帶分析的學習基礎.因此,通過實驗現象,學生易得出自由落體運動的性質.通過數據分析,學生易計算出下落的加速度.但是由于學生受日常經驗的影響,形成“生活中的落體運動即自由落體運動”、“物體越重下落越快”的錯誤概念,對正確建立自由落體運動這一模型產生了較大的影響.

2.3內容分析

2.3.1教材分析

自由落體運動在內容的設置上起著承上啟下的作用.本節是學生學習了勻變速直線運動后學習的內容,初步探討了用力的基本觀點研究運動的方法,是下一章牛頓運動定律的序幕.自由落體運動是一種理想化模型,教學時要引導學生從日常生活經驗出發,通過實驗逐步解決問題,讓學生自主探究得出結論,體會用科學實驗探究自然規律的方法.

2.3.2教學重、難點

自由落體運動的條件及定義、自由落體運動的性質和運動規律.

2.3.3三維目標

(1) 知識與技能:理解自由落體運動的條件和定義;掌握自由落體運動的規律,能用勻變速直線運動的規律解決自由落體問題;知道自由落體運動加速度的大小和方向.

(2) 過程與方法:通過一系列探究實驗,讓學生從實驗現象中分析歸納出自由落體運動的條件和定義;通過處理實驗數據,定量分析自由落體運動的加速度;引導學生總結出自由落體運動的性質和規律;將自由落體運動與實際生活相聯系,達到學以致用的目的.

2.4基于五星教學模式的教學設計

2.4.1聚焦問題

蘋果與樹葉同時下落,蘋果先落地是否說明物體越重下落越快？

2.4.2激活舊知

2.4.3示證新知

連環殺人案被媒體曝光之后，全城轟動，警察的調查也不再遮遮掩掩了。羅恬和陳洋都被請去警局問話。羅恬沒想到，案子終是把杜朗牽涉進來。

生活中有很多類似蘋果、樹葉下落運動的例子,這些下落運動是否都是物體越重下落得越快？用硬幣和紙片從同一高度靜止開始同時下落,觀察下落速度來得出結論(如表1).

表1　硬幣和紙片探究實驗

師:分析實驗現象,物體下落的快慢與物體質量(輕重)有關嗎？

生:物體下落的快慢與物體質量(輕重)無關.

師:那么物體下落快慢還與哪些因素有關？

生:物體下落受空氣阻力影響.

師:根據硬幣和紙片的實驗現象,猜想如沒有受到空氣阻力,不同物體下落的快慢是否都相同？(演示牛頓管實驗.)

表2　牛頓管實驗

師:我們將這種在真空中無初速度下落的運動叫自由落體運動,大家根據實驗過程和實驗結論總結一下自由落體運動的條件和定義.

生:自由落體運動的條件是物體只受重力,初速度為零;自由落體運動的定義是物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運動.

師:從牛頓管實驗我們可以得出自由落體運動是變速運動,那么,自由落體運動是勻變速運動嗎？類比前面學過的探究速度、加速度與時間關系的實驗,我們可以用什么方法來判斷自由落體的運動性質？

生:可以用打點計時器.

師:根據hn-hn-1=aT2,測得hn-hn-1的值,就可以求得自由落體運動的加速度a大小,若a是一個常數,自由落體運動就是勻變速直線運動.

表3　運用打點計時器數據記錄

根據表3數據計算出h2-h1、h3-h2、h4-h3、h5-h4、h6-h5、h7-h6、h8-h7和對應的加速度a的值.

師:我們可以得出自由落體運動加速度的值等于本地重力加速度大小,約為9.8m/s2,用符號g表示.請同學閱讀課本自由落體一節,思考自由落體加速度在任何地方大小都一樣嗎？方向如何？

學生:自由落體加速度大小從赤道向兩極逐漸增大,方向豎直向下.

2.4.4嘗試運用

師:自由落體運動的性質是初速為零的勻加速直線運動.前面學過的勻變速直線運動的基本公式和推論是否適用于自由落體運動？在自由落體運動中,如果物體下落的位移用h表示,自由落體運動的基本公式(運動規律)在這里可寫成什么形式？

2.4.5融會貫通

師:在實際中,物體下落都要受空氣阻力的影響.但是只要空氣阻力遠小于重力,物體的下落也可看作自由落體運動.在物理實驗中我們常常采用這種抓住主要因素、忽略次要因素的方法來研究問題.請同學舉出生活中可以看作自由落體運動的例子.

生:如前面實驗中硬幣、金屬片、紙團的下落，生活中鋼球、房檐水滴等的自由下落都可以看作自由落體運動的例子.

3總結

整個教學設計運用“五星教學模式”符合學習者心理發展要求,保證了課堂教學循序漸進、有條不紊地進行,達到了有效教學的目的.

本教學設計首先提出了本節課的問題:為什么蘋果和樹葉同時下落,蘋果比樹葉下落得快？用生活中的例子引發同學的思考,調動學生的學習積極性;然后根據學生已有的發展水平復習勻變速直線運動的相關知識,為提出自由落體運動做鋪墊;其次運用有趣的演示實驗讓學生自己歸納總結自由落體運動的條件和定義;隨后利用打點計時器測得的實驗數據，定量算出自由落體運動加速度的大小,引導學生總結出自由落體運動的性質和運動規律;最后提出物理實驗中的抓住主要因素、忽略次要因素的方法,將自由落體運動與實際生活相聯系,列舉出生活中可以看作自由落體運動的例子,引導同學積極思考解決生活中常見問題,鞏固已學知識.

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