阮偉文
新課程的改革是一項涉及教育理念、教學(xué)方法、教材到評價改革的系統(tǒng)工程。課程改革需要理論指導(dǎo),也需要實踐的支撐。其中情景教學(xué)設(shè)計就是把新課程和新教材應(yīng)用于物理教學(xué)的一個實踐上的突破口。情景教學(xué)設(shè)計,是針對不同的知識,不同的對象,運用適當?shù)姆椒ǎ峁┚唧w活動場景或?qū)W習(xí)資源,進行情景設(shè)計的一種優(yōu)化設(shè)計。
情景教學(xué)設(shè)計應(yīng)用于教學(xué)中表現(xiàn)為一種學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,即以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo),以提高學(xué)生的物理探究能力為目標,使情景貫穿于探究過程始終,通過教師的有效啟發(fā),激發(fā)學(xué)生的求知欲望,進而能夠自主探究,自主學(xué)習(xí),從而達到能力的培養(yǎng)與提高?,F(xiàn)以高中物理教材《加速度》一節(jié)為例,對物理情景教學(xué)設(shè)計談一些體會。
一、利用生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)物理情景
物理學(xué)的原理、規(guī)律深深地植根于人們的生活和生產(chǎn)實踐之中。真實的情景是最接近學(xué)生的生活體驗,最易調(diào)動學(xué)生的全部感受力和經(jīng)驗的情景。生活中到處都存在著物理情景,學(xué)生在進入物理學(xué)習(xí)之前,對這些情景就已經(jīng)有了一定的感知,為物理學(xué)習(xí)提供了一定的感性材料,促進了學(xué)生對新知識的理解和體會。例如在“加速度”課題引入時,我創(chuàng)設(shè)了如下的情景:
情景1:劉翔起跑
情景2:莽蛇捕食
情景3:賽車加速
師:這些運動有什么共同的特點?
生:都是在很短的時間速度發(fā)生了很大的變化。
評注:由于所創(chuàng)設(shè)的情景具有真實性,生動性和豐富性,借助情景引導(dǎo)學(xué)生從身邊的物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)從未思考過的物理問題,帶著解決問題的學(xué)習(xí)動機,自主探究得到正確的結(jié)論。
二、利用多媒體模擬物理情景
中學(xué)物理里,有很多抽象的物理過程,物理模型,平面的示意圖也無法形象的進行描述。如果情景教學(xué)設(shè)計中能夠通過動態(tài)的畫面將一些看不見、摸不著、課堂教學(xué)中不便演示的實驗現(xiàn)象、物理圖景、物理過程展示出來,有助于形成正確的物理形象,使視覺參與思維,促進對問題的感知與探究。例如在講述物體的速度變化與時間有何定量關(guān)系時,我用多媒體模擬了以下的物理情景。
情景4:
師:給大家推薦兩款車,紅色的是寶馬汽車,藍色的是法拉利賽車,用課件模擬了每隔兩秒頻閃相機拍攝的兩輛車從靜止到運動的過程。
生:每隔兩秒,紅色汽車的速度從0增大到20m/s,40m/s,60m/s,80m/s,100m/s。
師:請大家注意觀察紅色汽車的速度變化與時間的比值有何特點?
生:列出式子■m/s2=■m/s2=■m/s2=■m/s2=■m/s2,速度的增加與時間的比值相等。
師:藍色賽車是否也具有這樣的特點呢?
生:每隔兩秒,藍色賽車的速度從0增大到40m/s、80m/s、120m/s、160m/s、200m/s.列出式子■m/s2=■m/s2
=■m/s2=■m/s2=■m/s2,速度的增加與時間的比值相等。
師;如果你是賽車手,你會選擇哪輛車?
生1:賽車,因為它的速度大,他的速度變化的快。
生2:速度從0-80m/s,汽車要4秒而賽車只要2秒,賽車的速度變化的快。
生3:而取相同的時間6秒,汽車增加了60m/s,而賽車增加了120m/s,賽車的速度變化的快。
生4:即使取任意時間的比值都可以看出賽車的速度增加的更快,所以首選賽車。
評注:新課程也明確提出了教師不僅是課程的實施者,而且也是課程的開發(fā)者的新觀念。另外,教師本身就是一種素材性課程資源和條件性課程資源的載體,這些優(yōu)勢使教師在教學(xué)設(shè)計中更是大有作為。利用多媒體課件,教師對教材進行創(chuàng)新的靈感能夠更好的實現(xiàn),通過課件模擬了每隔兩秒頻閃相機拍攝的兩輛車從靜止到運動的過程,以及通過兩輛車的選擇,能夠給學(xué)生形象的物理模型,有助于加速度概念的引出。
三、用物理實驗觀察物理情景
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,在情景教學(xué)設(shè)計中,利用恰當?shù)膶嶒炘O(shè)計情景,有利于將物理過程直觀化,可信化。新課程的一個特色就是用DIS實驗取代了傳統(tǒng)實驗,簡化了實驗的復(fù)雜過程,把復(fù)雜的數(shù)據(jù)記錄,數(shù)據(jù)處理交由計算機輔助系統(tǒng)完成。例如在探究速度隨時間變化的規(guī)律,我用DIS實驗創(chuàng)設(shè)了如下的情景:
情景5:
師:我們要研究的是小車在斜面運動時,速度隨時間變化的規(guī)律。大家想想看要測量的是哪些物理量?
生:我們需要記錄多組不同的位置的速度以及所用的時間來探究小車的速度隨時間變化的規(guī)律。
師:今天我給同學(xué)們介紹一種新儀器,DIS數(shù)字實驗系統(tǒng)。它由光電門一,光電門二,通過數(shù)據(jù)采集器和計算機組成,光電門傳感器是計時儀器,他的光電管就象這支激光筆能發(fā)出激光,能夠測出檔光片的遮光時間,已知遮光板寬度和測得的時間,列出式子,測出的是平均速度。如果檔光片的寬度很小,測出的是小車瞬時速度。同時還可以記錄兩光電門的時間。同時采集到的數(shù)據(jù)能夠在計算機中顯示的是:Δv,Δt,a=■這些物理量。
實驗:小車沿斜面下滑,探究速度隨時間變化的規(guī)律。
師:特別要注意Δv和a=■怎么變化?
師:從表格顯示的測出的幾組數(shù)據(jù)中大家能找出什么規(guī)律嗎?
生:速度變化越來越大。
師:Δv越大,表示的變化量越大,即速度改變的越快。對嗎?為什么?
生:不對,還要看Δt,從計算機顯示的數(shù)據(jù)可以看出速度隨時間是均勻變化的,速度與時間的比值是一個定值。
師:我們畫出速度隨時間變化的圖象。通過計算機根據(jù)所測的數(shù)據(jù),在速度時間圖象中進行描點連線,是一條直線。也可以看出速度隨時間是均勻變化的,速度與時間的比值是一個定值。
師:如果改變斜面的傾角,速度與時間的比值還是個定值嗎?與第一次相比是變大還是變小呢?可以猜想(再做實驗來研究)。與第一個實驗比較,通過計算機根據(jù)所測的數(shù)據(jù),我們算出加速度的值。我們會發(fā)現(xiàn)斜面越高,加速度越大。也就是速度變化的更快。
評注:通過DIS實驗,能夠強化實驗的探究性,重在對實驗過程的設(shè)計,對實驗數(shù)據(jù)的分析,給學(xué)生創(chuàng)造自主學(xué)習(xí)的機會。學(xué)生通過視覺在掌握知識,增加學(xué)習(xí)物理興趣的同時,不斷提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,從而實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的根本轉(zhuǎn)變,從而更好的認識勻變速運動是加速度恒定的運動。
四、利用圖形圖像優(yōu)化物理情景
物理學(xué)中有很多抽象的內(nèi)容,很難通過教師的語言,學(xué)生的想象使之形象的出現(xiàn)在學(xué)生的頭腦中。情景教學(xué)設(shè)計中,借助圖形圖像設(shè)計情景,將抽象概念、規(guī)律以及物理模型用學(xué)生易接受的語言圖示,“繪”為學(xué)生知曉的“形”,使之生動、形象的展現(xiàn)于學(xué)生眼前,有利于幫助學(xué)生體驗物理過程,建立起正確的物理形象。例如在介紹日常生活中的測速儀時,我展示圖片設(shè)計了以下情景。
情景6:汽車車頭的測速計
情景7:多譜勒測速儀
情景8:移動電子警察測速儀
評注:新教材內(nèi)容豐富,形式多樣,圖形的設(shè)計趣味性強, 排版設(shè)計精美,且色彩鮮麗,為情景教學(xué)設(shè)計提供了很好的條件。教師在教學(xué)過程中應(yīng)借助圖片把教學(xué)內(nèi)容以生動,直觀的形式呈現(xiàn)在學(xué)生眼前,把枯燥乏味的知識, 變?yōu)樯鷦踊顫姷那榫埃箤W(xué)生對教學(xué)內(nèi)容理解得更容易,更透切。
質(zhì)量是教學(xué)的生命線,課堂教學(xué)是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)之一。改革課堂教學(xué)方法,轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,把學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主探究的過程作為物理教學(xué)的主要手段,是目前實踐新課程的一個重心所在。而把情景教學(xué)設(shè)計應(yīng)用于物理教學(xué),則是一個很好的切入點。通過貫穿于教學(xué)始終的情景設(shè)計,可以加深對物理模型的理解,激發(fā)學(xué)生探索問題的興趣,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力,提高分析問題、探究推理能力,以及解決物理問題的能力。因此,如何把情景教學(xué)設(shè)計更好的應(yīng)用于物理教學(xué),是一個值得教學(xué)工作者長期探討的問題。實施情景教學(xué)設(shè)計既是一個挑戰(zhàn),同時也是物理基礎(chǔ)教育得到更好發(fā)展的一次機遇。