單元項目活動在“直線運動”教學中的實例設計

吳永情

（江蘇省泰州市漁行實驗學校，江蘇泰州 225300）

引 言

在物理教學中，知識點的整合多以單元設計來完成。教師在對單元知識進行備課時，要善于從整體上把握各節內容，理順前后邏輯關系，構建梯度項目教學任務，最大化提升物理學科教學價值。本文將以蘇科版物理“直線運動”一節為例，就單元項目活動的設計實踐進行如下梳理。

一、整合單元知識點，明確項目活動教學目標

在初中物理課堂上，“運動和相互作用”是單元主題，通過對本單元物理知識、概念的學習，引領學生聯系生活經驗，認識各種運動，并從相關實例中拓展對運動的理解。如運動與靜止的相對性，培養學生辯證思維能力。本單元主要知識點有機械運動，并舉例說明運動的相對性；探討生活中各類運動形式；學會測量長度、時間；利用速度來描述運動的快慢；通過實驗測量運動速度，并推導速度計算公式等。關于運動概念，需要了解時間、長度的測量方法，比較物體運動的快慢，需要引入速度概念。在本節“直線運動”中，項目活動主要圍繞“速度”以及運動快慢來展開教學[1]。

二、細化項目設計內容，促進學生深度學習

在進行本節教學設計前，教師需要把握單元重點知識開展教學活動設計，并兼顧“運動”知識前后銜接，設置課堂探究活動與課后習題，促進學生深度學習?！爸本€運動”在項目活動設計上，主要包括兩個方面的內容。一是觀察氣泡運動，通過實驗方式測量氣泡運動規律，通過相同路程所用時間，得出氣泡運動速度的大小變化。同時，根據物理作圖方式，來分析路程與時間的關系。二是研究紙錐下落運動規律。通過對教材中頻閃攝影圖片，轉換為可以觀察、探究的紙錐下落活動，旨在讓學生從實驗探究中認識“變速直線運動”，并從“速度”探究中來完成相關分析。本節在“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，設置不同的實驗情景，當紙錐在同一高度釋放時，看哪個紙錐下落得快。該活動主要考查學生對相同路程下的運動時間的比較。如果從不同高度將兩個紙錐同時釋放，觀察運動快慢變化，該活動主要從不同路程、不同運動時間來分析各自的運動“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；另一個是在進行速度測量時，需要哪些實驗器材。

三、聯系生活現象，感知運動規律

在“氣泡”運動規律探究活動中，首先，在課堂上讓學生聯系生活體驗，分析運動的基本形式。運動可以分為“直線運動”“曲線運動”兩種。對“直線運動”，我們結合玻璃管氣泡運動來觀察其規律。具體動手操作是，將玻璃管進行翻轉，觀察氣泡的運動。在觀察中，提出問題：“氣泡在運動時，速度有何變化？”讓學生反思：“氣泡的運動速度是改變了還是未改變？”接著，學生進行分組，各組學生利用玻璃管氣泡運動實驗活動，結合觀察進行實驗數據整理。分別記錄當氣泡從“0”點運動到20厘米、40厘米、60厘米、80厘米各處所用的時間。接著，讓學生利用逐差法，對每一區間的運動速度進行求解。在該實驗活動中，鼓勵各組學生進行觀察，分析氣泡運動的速度變化。通過計算，各區間氣泡運動速度近似相等。我們通過分析路程、時間數據，并將之導入Excel表格中來制作運動速度曲線，觀察曲線變化趨勢，得出氣泡運動的路程與時間近似成正比，在相等時間內，氣泡運動的路程近似相等。

由此，結合各組學生實驗活動，利用計算來得出氣泡運動路程、所用時間以及各區間的運動速度具有近似相等特點，從而構建物理理想模型，得出“勻速直線運動”的概念：在任意相同路程下所用時間、任意相同時間下所經過的路程相等。

在“紙錐下落運動規律”活動實驗中，我們結合生活經驗，對該運動變化進行“猜想”，得出“加速”結論。接著，利用紙錐從某高度處自由下落，提出測定“區間速度”，比較不同紙錐下落速度大小，利用秒表來測定下落時間。整個實驗過程，紙錐從“0”點下落，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，利用逐差法來計算各個區間紙錐下落所對應的速度值。但在實驗中發現，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，我們在實驗中引入拍攝視頻模式來進行時間記錄，最終得到不同紙錐從“0”點至120厘米處各個區間所用的時間值，統計到實驗表格中，將這些表格數據進行計算，得出各個區間紙錐的運動速度值。通過總結發現，在紙錐下落實驗中，紙錐所通過的路程相同，所用時間呈現遞減趨勢。也就是說，在紙錐經過各個區間時，下落的速度越來越快。同時，觀察紙錐下落路程與時間的關系圖像發現，紙錐在下落相同時間下，所經過的路程呈現遞增趨勢。也就是說，紙錐在相同時間下下落所經過的路程越來越大。對照教材中所給出的頻閃攝影圖片，紙錐下落實驗過程與頻閃攝影中蘋果下落運動具有相似性，從而得出“變速直線運動”的特點以及運動規律。在初中物理學中，針對變速直線運動，通常采用“平均速度”來進行運動快慢的粗略描述[2]。

四、把握“速度”概念內涵，明確“直線運動”條件

初中階段物理學中“速度”概念的呈現，具有過渡性特征。蘇科版將“速度”定義為“描述物體運動快慢的物理量，其大小為單位時間內通過的路程”。利用物理公式表示為事實上，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”的計算公式。但這個比值法，其意義應該理解為“平均速率”，而非“平均速度”。但考慮到初中物理教學現狀，我們將“速度”的比值法作為計算方法，用來表示物體運動快慢的物理量。所以，對“直線運動”中的“速度”概念，雖然可以理解為所經歷時間下的物體運動的位移大小，但對于曲線運動，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”概念的學習，教師要通過實例來探究，引領學生感受勻速直線運動中的平均速度與時間沒有關系，而對于變速直線運動，平均速度與時間有關。為了加深學生對“速度”概念中“平均速度”的理解，假設某汽車在做直線勻速運動，其速度都是勻速，與所行駛時間無關。但當汽車做直線變速運動時，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，與所用時間具有關聯性。

結 語

在該單元知識整合教學中，引入項目活動教學設計，圍繞本節教學主題，展開實驗活動探究，讓學生能從活動體驗中，了解物理概念，認識物理問題，完成學習目標?！爸本€運動”是初中物理的重要內容，而“速度”又是初中重要的物理概念。通過項目活動整合實驗，能激發學生學習熱情，加深學生對物理概念、物理知識的理解，培養其高階思維能力。教師要注重單元項目資源的開發與挖掘，結合物理學科特點，延伸和創設項目實踐活動，讓學生從中聯系生活經驗，探究物理規律，增進知識內化與遷移?？傊處熞粩嗵嵘陨淼膶I能力，優化單元教學目標，細化單元教學主題，開發項目活動設計，引領學生積極參與項目活動，從交流、合作、探究中培養其嚴謹的科學態度和物理觀察能力，讓學生從中內化物理概念，增強綜合能力，提升其物理學科核心素養。