以主題為線(xiàn)索構(gòu)建課堂教學(xué)的實(shí)踐

摘 要：新課標(biāo)提出“以主題為線(xiàn)索，構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)”的理念，以蘇科版“動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能”的課堂教學(xué)為例，介紹以主題為線(xiàn)索構(gòu)建課堂教學(xué)的策略：深挖教材，精選主題；結(jié)合實(shí)際，優(yōu)化設(shè)計(jì)；設(shè)置問(wèn)題，構(gòu)建課堂。

關(guān)鍵詞：主題為線(xiàn)索；動(dòng)能；勢(shì)能；魔罐

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2024）10-0025-3

收稿日期：2024-07-10

基金項(xiàng)目：江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十四期課題“基于中學(xué)物理教師信息素養(yǎng)提升的學(xué)科融合實(shí)踐研究（2021JY14-L384）。

作者簡(jiǎn)介：陳峰（1990-），男，中學(xué)一級(jí)教師，主要從事初中物理教學(xué)工作。

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”）中提出“以主題為線(xiàn)索，構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)”的課程理念，新課標(biāo)在該理念下提出了“依據(jù)物理學(xué)科內(nèi)涵，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，明確物理學(xué)習(xí)主題。注重知行合一、學(xué)以致用，體現(xiàn)物理課程基礎(chǔ)性、實(shí)踐性等特點(diǎn)”的具體要求［1］。在初中物理課堂的常態(tài)教學(xué)中，可深挖教材中的素材，精選實(shí)踐性、綜合性主題；結(jié)合具體的案例，加強(qiáng)教學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系，對(duì)主題進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；根據(jù)主題創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的情境，通過(guò)問(wèn)題設(shè)置構(gòu)建更好的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。本文以蘇科版“動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能”第二課時(shí)的課堂教學(xué)為例，以主題為線(xiàn)索，構(gòu)建課堂教學(xué)的實(shí)施策略，為落實(shí)“以主題為線(xiàn)索，構(gòu)建課程結(jié)構(gòu)”的課程理念提供參考。

1 深挖教材，精選主題

蘇科版教材九年級(jí)上冊(cè)第十二章第一節(jié)“動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能”需要兩個(gè)課時(shí)完成，第二課時(shí)的學(xué)習(xí)目標(biāo)是：知道機(jī)械能是動(dòng)能和勢(shì)能的統(tǒng)稱(chēng)，通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，知道動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化；能說(shuō)明一些有關(guān)動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象；通過(guò)觀察現(xiàn)象，知道動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化過(guò)程中，物體的機(jī)械能會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能。教材設(shè)計(jì)了“觀察擺球動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化”的活動(dòng)以及“游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車(chē)、落地后又彈起的皮球、蕩秋千的人、撐桿跳高的運(yùn)動(dòng)員”四個(gè)情境，分析情境中物體動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況。對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，能量轉(zhuǎn)化的概念抽象難懂，除了上述的觀察活動(dòng)以及情境展示，本節(jié)教材的“課外實(shí)踐與練習(xí)”欄目還設(shè)計(jì)了制作一個(gè)能自動(dòng)回轉(zhuǎn)的“魔罐”的活動(dòng)。將這一活動(dòng)作為課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的主題，通過(guò)創(chuàng)設(shè)可操作的主題情境，串聯(lián)教材內(nèi)容，構(gòu)建課堂教學(xué)，可以豐富學(xué)生的體驗(yàn)，讓他們?cè)谥黝}任務(wù)完成過(guò)程中對(duì)能量的轉(zhuǎn)化有更直接的體驗(yàn)，加深對(duì)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的理解。

2 結(jié)合實(shí)際，優(yōu)化設(shè)計(jì)

如何將課外的實(shí)踐搬到課堂中來(lái)，在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生完成“魔罐”的制作，這就需要教師先行實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)制作過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，并設(shè)計(jì)好解決措施，優(yōu)化制作過(guò)程。教材中的制作過(guò)程如下：如圖1所示，在金屬罐的蓋子和罐底各開(kāi)兩個(gè)小孔，用細(xì)線(xiàn)將一個(gè)鉤碼系在橡皮筋的中部，然后將橡皮筋穿過(guò)蓋子和罐底的小孔并固定起來(lái)，這樣，一個(gè)“魔罐”就做成了［2］。

分析教材中的制作方案，發(fā)現(xiàn)制作一個(gè)“魔罐”存在如下問(wèn)題：

（1）金屬罐的尺寸應(yīng)該是多大？從生活中取材的話(huà)，什么樣的罐子比較合適？

（2）什么樣的橡皮筋比較合適？需要幾根？

（3）鉤碼用什么材料系在橡皮筋上？

（4）橡皮筋如何穿過(guò)蓋子和罐底的小孔并固定？

結(jié)合生活實(shí)際，經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐，對(duì)教材中的制作方案進(jìn)行如下優(yōu)化：首先是器材的選擇，直徑8 cm左右、高15 cm左右的圓柱形金屬罐或塑料罐較為合適，配合罐子的尺寸，選擇4根外徑40 mm、直徑1.5 mm的常規(guī)尺寸橡皮筋。鉤碼可用細(xì)銅絲（漆包線(xiàn)）纏繞固定在橡皮筋上，相較于用細(xì)線(xiàn)固定鉤碼，細(xì)銅絲更易于打結(jié)和固定。聯(lián)想到“穿針引線(xiàn)”的方法以及工程施工中用鐵絲牽引穿電線(xiàn)的方式，利用細(xì)銅絲牽引橡皮筋穿孔，穿出后的橡皮筋用漆包線(xiàn)纏繞固定，即完成了“魔罐”的制作。

為保證學(xué)生在課堂上能夠完成制作，提前讓學(xué)生帶來(lái)適合的罐子，由老師打孔，給每組準(zhǔn)備4根橡皮筋、4根細(xì)銅絲（長(zhǎng)約7 cm）以及1個(gè)鉤碼等器材。

優(yōu)化后的具體制作步驟如下：

（1）如圖2所示，將穿有4根橡皮筋的細(xì)銅絲繞過(guò)鉤碼底部，并纏繞連接，使鉤碼和橡皮筋系在一起。

（2）如圖3所示，取兩根細(xì)銅絲，牽引其中兩根橡皮筋，穿過(guò)罐底的孔，將穿出的兩根橡皮筋用一根細(xì)銅絲纏繞連接。

（3）如圖4所示，將另外兩根橡皮筋也用細(xì)銅絲牽引穿過(guò)蓋子上的小孔，并用細(xì)銅絲纏繞連接，“魔罐”就做成了。

3 設(shè)置問(wèn)題，構(gòu)建課堂

“魔罐”的制作已優(yōu)化設(shè)計(jì)好，接下來(lái)就是以“魔罐”的制作為主題，通過(guò)設(shè)置問(wèn)題，開(kāi)展活動(dòng)，構(gòu)建課堂。

引入：演示能自動(dòng)回轉(zhuǎn)的“魔罐”。

問(wèn)題1：神奇的“魔罐”在水平桌面上滾出后，為何能自動(dòng)滾回來(lái)？這里蘊(yùn)含了怎樣的物理道理？通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，我們就能知道其中的奧秘了。

任務(wù)一：觀察動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。

活動(dòng)一：觀察擺球動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。（演示如圖5所示）

問(wèn)題2-1：擺球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能是如何變化的？說(shuō)出你判斷的依據(jù)。

活動(dòng)二：觀察滾擺動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。（演示如圖6所示）

問(wèn)題2-2：滾擺運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能是如何變化的？請(qǐng)說(shuō)出判斷的依據(jù)。

活動(dòng)三：觀察動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化。（演示如圖7所示）

問(wèn)題2-3：小車(chē)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小車(chē)的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能是如何變化的？請(qǐng)說(shuō)出判斷的依據(jù)。

任務(wù)二：分析動(dòng)能、勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。

問(wèn)題3：觀察圖8中物體的運(yùn)動(dòng)，分析各圖中動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況。

通過(guò)任務(wù)一和任務(wù)二的學(xué)習(xí)，學(xué)生從大量的事例中認(rèn)識(shí)到動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，為了促進(jìn)動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律在頭腦中的提煉與升華，將所學(xué)的知識(shí)與實(shí)際情境聯(lián)系起來(lái)，解決實(shí)際問(wèn)題，教師解釋課前的引入，并引導(dǎo)學(xué)生制作一個(gè)能自動(dòng)回轉(zhuǎn)的“魔罐”。

任務(wù)三：做一個(gè)能自動(dòng)回轉(zhuǎn)的“魔罐”。

問(wèn)題4-1：大量的事實(shí)說(shuō)明，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。“魔罐”內(nèi)有什么結(jié)構(gòu)？“魔罐”自動(dòng)滾回的過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能是如何轉(zhuǎn)化的？

問(wèn)題4-2：參照教材第39頁(yè)的制作方法，能否制作一個(gè)能自動(dòng)滾回的“魔罐”？

問(wèn)題4-3：如何方便地將橡皮筋穿過(guò)蓋子和罐底的小孔？

問(wèn)題4-4：打算怎樣將穿過(guò)蓋子和罐底的橡皮筋固定？

充分討論后，提供器材，介紹制作方案，學(xué)生分組制作。制作完成后，各組展示，描述“魔罐”運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能是如何轉(zhuǎn)化的，分享制作過(guò)程中成功的經(jīng)驗(yàn)，分析失敗的原因，提出獨(dú)到的見(jiàn)解以及創(chuàng)新手段。結(jié)合學(xué)生的實(shí)際操作與觀察提出如下問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生深度思考。

問(wèn)題5：當(dāng)你將“魔罐”在水平面上滾出后，它能自動(dòng)滾回來(lái)，請(qǐng)判斷“魔罐”有沒(méi)有可能滾回初始位置，這是為什么？若將“魔罐”由靜止從斜面上滾下，它也能沿斜面自動(dòng)滾回來(lái)，請(qǐng)判斷“魔罐”有沒(méi)有可能滾回初始位置，這又是為什么？

結(jié)合學(xué)生的實(shí)際操作，發(fā)現(xiàn)在水平桌面上滾出的“魔罐”有可能滾回初始位置，而且能滾回到更遠(yuǎn)的位置。這是因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)手對(duì)“魔罐”做了功，“魔罐”在初始位置具有較大的動(dòng)能；將“魔罐”由靜止從斜面上滾下，它也能沿斜面自動(dòng)滾回來(lái)，不能滾回到初始位置，因?yàn)樵诔跏嘉恢冕尫艜r(shí)，“魔罐”只具有重力勢(shì)能，滾動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能有損失。

4 結(jié) 語(yǔ)

“魔罐”的制作既可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切感受到科學(xué)的真實(shí)性，又能補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)課程資源，有利于增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。“魔罐”的制作給學(xué)生提供了解決實(shí)際問(wèn)題的平臺(tái)，學(xué)生在設(shè)計(jì)與操作的過(guò)程中解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉了能力，發(fā)展了思維。“魔罐”的成功制作，給學(xué)生提供了獲得成功的體驗(yàn)，同時(shí)幫助他們建構(gòu)動(dòng)能和彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化模型，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)好物理的愿望。

以“魔罐”制作為主題構(gòu)建課堂，課堂目標(biāo)清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在動(dòng)手制作的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，樂(lè)于思考與實(shí)踐，能總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)，分析失敗的原因，培養(yǎng)分享與合作的能力。深挖教材，選擇適合的制作案例作為主題融入到課堂教學(xué)中，符合新課標(biāo)的課程理念，也是跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)的有效落地，豐富了教學(xué)方式。在日常的教學(xué)中可以多開(kāi)展該模式的教學(xué)，深入挖掘教材，結(jié)合實(shí)際，加強(qiáng)與生產(chǎn)生活、社會(huì)發(fā)展及科技進(jìn)步的聯(lián)系，設(shè)置問(wèn)題，構(gòu)建課堂教學(xué)，培育學(xué)生的物理素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［S］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］義務(wù)教育物理教科書(shū)編寫(xiě)組.義務(wù)教育教科書(shū)物理九年級(jí)上冊(cè)［M］.江蘇：江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社，2023：36-39.（欄目編輯 劉 榮）