突出問題發(fā)展的脈絡(luò)以活動教學(xué)突破彈力方向難點

陳 艷

(陜西省西安市西光中學(xué) 710000)

活動教學(xué)主要指以在教學(xué)過程中建構(gòu)具有教育性、創(chuàng)造性、實踐性、操作性的學(xué)生主體活動為主要形式，以鼓勵學(xué)生主動參與、主動探索、主動思考、主動實踐為基本特征，以實現(xiàn)學(xué)生多方面能力綜合發(fā)展為核心，以促進學(xué)生整體素質(zhì)全面提高為目的的一種新型教學(xué)觀和教學(xué)形式.

在高中物理彈力教學(xué)中，判斷物體間支持力、壓力的方向是一個需要突破的難點.課本上對彈力的介紹的比較簡單，僅僅告訴學(xué)生支持力、壓力的方向都垂直于接觸面，并沒有建立關(guān)于如何發(fā)現(xiàn)彈力方向特征的問題系統(tǒng)，學(xué)生缺乏對問題發(fā)展脈絡(luò)的認(rèn)識，故難以獨立判斷類似于球與球之間、球與平面之間、筷子與碗之間的彈力方向.彈力的方向是事實性知識，問題發(fā)展的脈絡(luò)起始于學(xué)生在活動中獲得對彈力方向的感官經(jīng)驗，發(fā)展于對這些經(jīng)驗所遵循規(guī)律的猜測和驗證及進一步對更一般情況的預(yù)測，完善于與彈力概念的結(jié)合，而彈力的課堂教學(xué)通常并不重視幫助學(xué)生建立如何發(fā)現(xiàn)彈力方向特征的問題系統(tǒng)，導(dǎo)致學(xué)生難以獨立判斷不同情境中彈力的方向.

建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)觀認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者將新的感官經(jīng)驗放入原有的概念架構(gòu)之中以建立他們的概念架構(gòu)，因此學(xué)習(xí)者的先備知識深深影響新知識的建構(gòu)(Wanderse1994).而Hestenes的研究表明“傳統(tǒng)教學(xué)對改變學(xué)生頭腦中錯誤概念的貢獻是微乎其微的.”因此，可采用突出問題發(fā)展的脈絡(luò)的活動教學(xué)形式，幫助學(xué)生建立發(fā)現(xiàn)彈力方向特征的問題系統(tǒng)，提高分析解決問題能力來突破彈力方向教學(xué)難點.

活動教學(xué)設(shè)計需要做好教具創(chuàng)新設(shè)計和學(xué)生活動單設(shè)計：

一、 教具創(chuàng)新設(shè)計

生活中接觸且擠壓的物體之間存在彈力，但通常物體受力復(fù)雜，可能同時受到多個力的作用，因此不論物體是否處于平衡狀態(tài)，人們都難以分辨彈力的方向；又或者物體間發(fā)生彈力作用的時間極短，不易觀察到發(fā)生彈力時的環(huán)境特征，導(dǎo)致人們難以積累有關(guān)彈力方向與哪些因素有關(guān)的感官經(jīng)驗，這是導(dǎo)致彈力方向成為教學(xué)難點的重要原因.為了突破難點，設(shè)計教具時應(yīng)該考慮：實驗現(xiàn)象突顯彈力的作用效果；彈力的方向應(yīng)該能夠被記錄；彈力發(fā)生的環(huán)境特征應(yīng)該能夠被記錄.

第1，設(shè)計原理：應(yīng)用力的作用效果之一是改變物體運動狀態(tài)為設(shè)計原理，具體來說就是用不同形狀的物體撞擊靜止在水平面上的小球，小球會運動起來.因為撞擊過程時間極短，撞擊過程中的彈力較大，小球所受的摩擦力等其它力可以忽略不計，故小球的運動方向即可視為撞擊過程中物體對小球的彈力的方向.

第2，教具成功的關(guān)鍵：能方便的記錄彈力的方向，也就是小球的運動方向.在墊板上均勻涂抹少量潤膚霜，小球在經(jīng)過時運動方向幾乎不受影響，而且會留下清晰的印跡，這個印跡即為物體對小球的彈力方向；教具要能方便的記錄彈力發(fā)生時的環(huán)境，即施力物體與受力物體碰撞時的位置，采用確定碰撞位置，在具體實驗時通過控制物體的運動路線完成在指定位置進行碰撞的實驗操作.制作時將墊板，潤膚霜，保鮮膜配合使用，既能簡化涂抹潤膚霜的步驟又能重復(fù)使用.

第3，教具的制作

材料：墊板，潤膚霜，保鮮膜，膠帶，不干膠貼紙，小鋼球，方形木塊，圓柱形玻璃瓶(如膠水瓶)

制作：將保鮮膜覆蓋在墊板上，覆蓋三分之二的區(qū)域即可；用膠帶將保鮮膜的三個邊與墊板貼在一起，就像給墊板貼了一個口袋，然后將少許潤膚霜滴入這個口袋，并排掉口袋內(nèi)的空氣，將最后的一邊也用膠帶封住.主要部分就做好了.在貼紙上畫出撞擊小鋼球用的圓柱形玻璃瓶(如膠水瓶)的橫截面的形狀，用剪刀剪出這個橫截面，貼在指定的發(fā)生撞擊的位置.在貼紙上畫出被撞擊的小鋼球的橫截面的形狀，用剪刀剪出這個橫截面，貼在與玻璃瓶發(fā)生撞擊的位置.最好在貼紙上標(biāo)出圓心的位置.

下圖所示為探究木塊與小球(平面與球面)間彈力方向的使用示意

下圖所示為探究膠水瓶與小球(柱面與球面)間彈力方向的使用示意

二、 活動的設(shè)計

第一，設(shè)計思路： 以“預(yù)測(predict)-觀察(observe)-解釋(explain)”概念沖突(POE)的教學(xué)程序引發(fā)學(xué)生建立自己的問題系統(tǒng)；突出“觀察現(xiàn)象-現(xiàn)象遵循什么規(guī)律-推測新情境中會發(fā)生的現(xiàn)象-實驗驗證-修正結(jié)論(再觀察直至問題解決)” 的問題發(fā)展脈絡(luò)，將彈力方向的教學(xué)過程設(shè)計為實驗探究的活動教學(xué)，充分給予學(xué)生動手體驗、動腦思考的機會；利用“學(xué)生活動單”協(xié)調(diào)學(xué)生活動，開展有效的合作互動，讓學(xué)生真正參與問題系統(tǒng)的建立與問題的解決.

第二，“學(xué)生活動單”的設(shè)計

問題一：木塊對小球的彈力沿什么方向(平面與球面間的彈力方向)

1.學(xué)生預(yù)測：

2.實驗操作： ①用木塊撞擊小球②改變木塊撞擊小球的位置，再用木塊撞擊小球③改變木塊撞擊小球的速度方向，再用木塊撞擊小球④任意撞擊

3.觀察并記錄彈力的方向

4.提出相關(guān)彈力方向的問題，結(jié)合實驗解決問題并記錄

問題二：膠水瓶對小球的彈力沿什么方向(圓弧面與球面間的彈力方向)

1.學(xué)生預(yù)測

2.實驗操作：①在指定位置用膠水瓶撞擊小球②改變小球的位置，再用膠水瓶在指定位置撞擊小球③改變膠水瓶撞擊小球的速度方向撞擊小球④任意撞擊

3.觀察并記錄彈力的方向

4.提出相關(guān)彈力方向的問題，結(jié)合實驗解決問題并記錄

問題三： 對實驗現(xiàn)象的總結(jié)

1.木塊與桌面間的壓力、支持力的方向與接觸面有什么關(guān)系？一般曲面間的彈力方向沿什么方向？

2.上面兩個問題中彈力的方向能否用同一句話來描述？

3.總結(jié)接觸的物體間彈力方向的判斷依據(jù).

以上設(shè)計創(chuàng)設(shè)了利于問題系統(tǒng)建構(gòu)的條件，為學(xué)生提供了具體探究活動方式的指導(dǎo)，保證了學(xué)生活動的有序和有效，突出了問題發(fā)展的脈絡(luò)，有利于學(xué)生依據(jù)記錄進行思考討論和交流，進行有理有據(jù)的思維互動、協(xié)作學(xué)習(xí)，表達自己的觀點，分析同伴的觀點，完善自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu).

課后檢測表明學(xué)生通過遵循問題發(fā)展脈絡(luò)的探究活動，掌握曲面間的彈力方向的程度明顯優(yōu)于通過觀察演示實驗的掌握程度.對教學(xué)的啟示：接觸的物體間發(fā)生的彈力的方向是事實性知識，需要有感官經(jīng)驗的支持，設(shè)計學(xué)生活動為中心的課堂教學(xué)環(huán)節(jié),能夠使學(xué)生按照問題發(fā)展的脈絡(luò)參與到活動中，進行實驗，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)總結(jié)并真正理解“支持力和壓力的方向垂直于接觸面”這一簡潔物理表述的豐富內(nèi)涵.