張江寧

(江蘇省錫山高級中學(xué)　江蘇 無錫　214174)

物理課堂引導(dǎo)學(xué)生深度合作的嘗試
——以高三“力學(xué)”專題復(fù)習(xí)教學(xué)為例

張江寧①

(江蘇省錫山高級中學(xué)江蘇 無錫214174)

摘 要：在小組合作學(xué)習(xí)的高效性受到越來越多的教師認(rèn)同后，如何引導(dǎo)學(xué)生將合作走向深入、走向創(chuàng)新應(yīng)該成為廣大教育工作者的重要課題．本文在教學(xué)實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上指出：教師引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度合作，要讓小組合作不僅討論如何解決問題，而且要討論如何設(shè)計(jì)問題，讓學(xué)習(xí)小組成為研究小組，并就深度合作的選擇、提高深度合作效率、深度合作中的生成創(chuàng)新作了具體的探討與闡述．

關(guān)鍵詞：深度合作問題設(shè)計(jì)物理課堂

從事物理教學(xué)30多年來，每次與學(xué)生見面，他們幾乎都會談起曾經(jīng)的物理課堂，常常每節(jié)課教師只講一道題，主要是引領(lǐng)同學(xué)們將題目進(jìn)行變化．近年來，筆者也對自己的課堂進(jìn)行了深刻的反思，為什么學(xué)生會對教師只講一道題的印象這么深刻？原因可能是這么幾點(diǎn)：一是物理課堂與眾不同，有點(diǎn)特點(diǎn)，不易遺忘；二是物理課堂不搞題海戰(zhàn)，學(xué)得比較愉快，不想遺忘；三是物理課堂引領(lǐng)大家舉一反三的做法對他們解決工作、生活中的問題能夠產(chǎn)生積極的影響，不能遺忘．所以，近幾年筆者在對小組合作學(xué)習(xí)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行怎樣將合作引向深入的探索．美國明尼芬達(dá)大學(xué)合作學(xué)習(xí)中心的約翰遜兄弟認(rèn)為：“合作學(xué)習(xí)就是在教學(xué)上運(yùn)用小組，使學(xué)生共同活動(dòng)以最大程度地促進(jìn)他們自己以及他人的學(xué)習(xí)．”可見，如果合作學(xué)習(xí)僅僅浮于表面，不夠深入的話，是難以“最大程度地促進(jìn)他們自己以及他人的學(xué)習(xí)”的．要引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度合作，必須認(rèn)真思考下面幾個(gè)問題：第一，什么樣的任務(wù)適合讓學(xué)生進(jìn)行深度合作？第二，怎樣讓合作更加高效？第三，合作中怎樣引領(lǐng)學(xué)生現(xiàn)場生成，走向深入？下面就以高三年級一節(jié)“力學(xué)”專題復(fù)習(xí)課為例，談?wù)勛约旱恼J(rèn)識與體會．

1深度合作問題的選擇

物理復(fù)習(xí)課的合作應(yīng)該基于具體問題，要使合作能夠順利進(jìn)行，合作者除了應(yīng)該掌握這一問題所涉及的物理知識，并具有一定的合作經(jīng)驗(yàn)外，還必須對該問題有自己的理解，才能參與合作．可見，合作學(xué)習(xí)必須建立在自主學(xué)習(xí)、自我領(lǐng)悟的基礎(chǔ)之上，自主學(xué)習(xí)是合作學(xué)習(xí)的前提，合作學(xué)習(xí)是自主學(xué)習(xí)的深化與拓展，兩者不可偏廢．合作的目的不是追求有別于傳統(tǒng)教學(xué)的形式，也不是追求熱烈的課堂氣氛，而是要讓學(xué)生通過合作更深入地理解問題、解決問題、拓展問題，在合作中借鑒方法、培養(yǎng)興趣、增進(jìn)友誼、鍛煉能力．因此，教師必須選擇好適合學(xué)生合作探究的問題．

在高三年級一節(jié)“傳送帶”專題復(fù)習(xí)課上，筆者拋出了下面一道例題．

【題目】如圖1所示，一水平傳送帶以速度v=2m/s做勻速傳動(dòng)，把質(zhì)量為2kg的工件輕放到傳送帶的左端A處，經(jīng)6s傳送帶將工件運(yùn)送到右端B處，A和B相距L=10m．

(1)工件相對傳送帶滑動(dòng)的距離為多大？

(2)因傳送工件，傳動(dòng)輪要對傳送帶多做多少功？

圖1

1．1 問題的難度——使小組內(nèi)有組員能夠解決

合作學(xué)習(xí)小組的分組一般都要遵循組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則，這樣，在同一小組內(nèi)不同組員常常處于不同的學(xué)習(xí)水平，要使小組能夠進(jìn)行有效的合作，選題的難度應(yīng)該讓組內(nèi)至少有一個(gè)組員能夠正確理解題意，讓大多數(shù)組員跳一跳夠得到．作為高三的復(fù)習(xí)題，本節(jié)課所選例題本身很常規(guī)，但也有容易引起學(xué)生錯(cuò)誤理解的地方．比如，要求電機(jī)多做的功，常常會有同學(xué)理解為對工件做的功，也就是工件獲得的動(dòng)能．但經(jīng)過合作交流，他們會發(fā)現(xiàn)自己理解的錯(cuò)誤，從而順利解決問題．

1．2問題的呈現(xiàn)——適合培養(yǎng)審題的習(xí)慣

傳統(tǒng)的課堂，常常是學(xué)生剛剛看完題，還沒有真正理解題目的意義時(shí)，教師就開講了．這樣，在課堂上學(xué)生就缺少了審題的鍛煉，如果課后作業(yè)再多一點(diǎn)，學(xué)生解題時(shí)往往是套套公式，依葫蘆畫瓢，否則完不成任務(wù)．本題題干精煉，任務(wù)清晰，但要真正理解，必須抓住幾個(gè)關(guān)鍵．“輕放”說明工件初速為零；工件在6s內(nèi)運(yùn)動(dòng)10m，那么工件應(yīng)該先加速后勻速．“對傳送帶多做多少功”不是傳送帶對工件做多少功．

1．3問題的情景——有進(jìn)一步拓展的空間

高三復(fù)習(xí)課上，如果還是就題論題，復(fù)習(xí)效率一定是低下的．要讓高三學(xué)生在復(fù)習(xí)課上能夠舉一反三、融會貫通，所選例題要能夠代表一類問題，要有較大的拓展空間，讓學(xué)生發(fā)揮他們的想象，讓他們在將題目推陳出新的過程中，感受到學(xué)習(xí)的樂趣，享受到成功的喜悅．盡管所選例題只是一個(gè)傳送帶問題，但問題涉及到勻加速直線運(yùn)動(dòng)、功和能，是力學(xué)的核心問題，拓展空間巨大，只要學(xué)生敢想，一定能夠設(shè)計(jì)出好的物理問題．

1．4問題的解決方式——可以通過常規(guī)方法解決

所選物理問題的解決方式還是用常規(guī)方法好，特殊的解法常常需要學(xué)生記住，不利于學(xué)生能力的提升．盡管該題容易理解錯(cuò)誤，但通過分析不難從運(yùn)動(dòng)和力、功和能兩個(gè)角度來解決問題．

1．5問題的解決過程——避免繁瑣的計(jì)算

課堂的時(shí)間的有限的，繁瑣的計(jì)算一定要避免，也可以不出現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算，只用字母表示物理量．

該題運(yùn)算比較簡單，各小組都能夠用如下常規(guī)解法進(jìn)行解答.

勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為

勻速運(yùn)動(dòng)的位移為

s2=vt2

t1+t2=t

s1+s2=L

解上述4式得

t1=2s

t1這段時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移s3=vt1=4m

工件相對傳送帶滑動(dòng)Δs=s3-s1=2m

(2)方法一：勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度

傳送帶對工件的摩擦力f=ma=2N

要保持傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，在工件加速度運(yùn)動(dòng)的過程中，傳動(dòng)輪對傳送帶增加的摩擦力也為f=2N.傳動(dòng)輪對傳送帶多做的功

W=fs3=8J

方法二：傳動(dòng)輪對傳送帶多做的功應(yīng)為工件獲得的動(dòng)能與克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能之和,即

2提高深度合作的效率

當(dāng)小組合作學(xué)習(xí)在小學(xué)、初中得到了較為成功的推廣之時(shí)，高中階段的推廣則相對保守．究其原因，主要有兩方面：一是高考升學(xué)的壓力太大，學(xué)校不敢輕舉妄動(dòng)，課堂教學(xué)改革的力度不大，小組合作常常只是在公開課上展示一下；二是小組合作的有效性一直受到懷疑．

筆者也經(jīng)歷過小組合作是否有效的考驗(yàn)，但由于找到了小組合作的突破點(diǎn)，才得以讓小組合作成功推廣．筆者的突破點(diǎn)是選擇自主招生輔導(dǎo)．在我校自主招生輔導(dǎo)工作面臨全面滑坡的情況下，改革自主招生輔導(dǎo)方式是唯一出路，好在我們選準(zhǔn)了改革的方向——小組合作學(xué)習(xí)．這一改革使我校自主招生工作走到了全省前列，改革前后簡直就是冰火兩重天．反思改革后的課堂，我們認(rèn)識到合作不能只追求形式，合作是否有效才是成功的關(guān)鍵．

2．1任務(wù)明確

小組合作并不是整堂課都是合作交流，只有在自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的合作才會有效．沒有獨(dú)立的審題、個(gè)人對問題的思考，合作無從談起．因此，小組合作的課堂一定要有明確的自主學(xué)習(xí)任務(wù)．

小組合作還要有合作交流的目標(biāo)．小組合作不能僅僅滿足于解決現(xiàn)有問題，還要能夠拓展現(xiàn)有問題．

小組合作不是大家一起閑聊、雜談，合作中要有明確的分工．比如，筆者對小組合作就提出這樣的要求：在例題得到解決后，小組內(nèi)每人都要提出一個(gè)拓展的方向，然后，在組長的組織下，對各個(gè)拓展方向的可行性作出初步分析、判斷，再進(jìn)行深入的合作，這樣才能避免無效的合作，從而提高拓展問題的質(zhì)量．

比如，這節(jié)課上，通過觀察，發(fā)現(xiàn)第5小組的6個(gè)組員分別根據(jù)筆者曾經(jīng)指導(dǎo)的改造題目的常規(guī)方法，提出了這樣的拓展方向：

(1)組員A根據(jù)“變靜為動(dòng)”提出給工件一個(gè)初速度；

(2)組員B根據(jù)“變平為斜”提出將傳送帶傾斜放置；

(3)組員C根據(jù)“變直為曲”提出研究工件從傳送帶上拋出的情況；

(4)組員D根據(jù)“加減”原則提出在工件上加一個(gè)水平向右的力；

(5)組員E根據(jù)“加減”原則提出每隔一段時(shí)間放一個(gè)工件，求因放上工件，傳動(dòng)裝置要增加的功率；

(6)組員F根據(jù)“變正為反”提出將工件以一初速度從右端滑向左端．

2．2評價(jià)激勵(lì)

要讓小組合作高效而深入，必須建立合適的評價(jià)激勵(lì)機(jī)制．小組間、小組內(nèi)的良性競爭是高效合作的基礎(chǔ)，每一個(gè)組員都要有強(qiáng)烈的小組榮譽(yù)感．對于深度合作學(xué)習(xí)，筆者有一個(gè)簡單而有效的激勵(lì)方法，就是對各組的作品進(jìn)行展示與評比．當(dāng)然，深度合作學(xué)習(xí)的有效性不僅體現(xiàn)在最終成果上，更體現(xiàn)在合作的過程中．但成果的展示與評比是一個(gè)重要的抓手，通過這一措施不僅可以激勵(lì)各組多出成果，出高質(zhì)量的成果，也可以使合作的過程更加精彩，讓我們學(xué)生充分享受合作的快樂．

2．3方法指導(dǎo)

有效的合作離不開方法的指導(dǎo)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)．一方面，教師要對合作交流形式、拓展問題的方法進(jìn)行系統(tǒng)的指導(dǎo)，另一方面要鼓勵(lì)學(xué)生在合作的過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提煉方法．要讓他們形成每一位同伴都是自己老師的意識．甚至，要讓他們認(rèn)識到，他們也是老師的老師．身教重于言傳，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)教師也是一名合作者時(shí)，他們對合作一定會更有信心，合作一定會走向深入．

教師始終要密切關(guān)注小組合作的進(jìn)展情況，有時(shí)要參與小組的合作，這樣能夠及時(shí)了解合作情況，并作出適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，提高合作的質(zhì)量．例如，筆者在觀察第5組對6個(gè)合作方向進(jìn)行分析、判斷時(shí)，他們商定：暫時(shí)擱置組員C的提議，因?yàn)樵黾右粋€(gè)平拋運(yùn)動(dòng)只是簡單疊加，意義不大；組員A和組員F的提議只是速度的大小、方向不同，實(shí)質(zhì)是相同的，這兩個(gè)提議合并討論，由組員A和F一起交流；“變平為斜”實(shí)際上就是重力產(chǎn)生了沿斜面的分力，與組員D提出的增加一個(gè)水平力有點(diǎn)接近，組員B和D就一起研究沿傳送帶有外力作用的問題；組員C和E一起研究按一定周期放上工件的問題．這種兩兩合作的分工是最高效的，能夠保證組員100%的參與，也表明筆者對合作方法的指導(dǎo)是有效的．

3深度合作中的生成創(chuàng)新

深度合作與一般性合作的顯著區(qū)別就是是否有新的問題生成．如果你組織過學(xué)生深度合作，你就會為我們學(xué)生的創(chuàng)新能力所驚嘆．這讓筆者不得不反思我們的教育，長期以來，我們教師對學(xué)生太不信任，以至對學(xué)生處處不放心，最終讓學(xué)生失去自信．其實(shí)，筆者做的這些，僅僅是讓他們恢復(fù)自信．

3．1大膽質(zhì)疑

在課堂上，筆者要求學(xué)生大膽提出自己的觀點(diǎn)，要敢于質(zhì)疑．盡管我們不應(yīng)該懷疑一切，但完全可以對一切進(jìn)行更深入的追問，再加上幾個(gè)問號，每個(gè)問號就是一個(gè)新問題．

3．2借鑒方法

這里指的方法，一個(gè)是合作交流的方法，一個(gè)是學(xué)習(xí)、思考問題的方法．不講方法的合作是低效的，但方法也不是僵化的，可以在合作的過程中得到優(yōu)化．比如，是不是有聲討論才叫合作？其實(shí)，在合作中只要有相互的溝通，不管是語言的、肢體的、文字的、圖形的，都應(yīng)該是合作，學(xué)生一下就能看懂的，語言交流就沒有必要．不少學(xué)生每學(xué)期在寫個(gè)人小結(jié)的時(shí)候，都以學(xué)習(xí)方法不對作為自己學(xué)習(xí)不理想的原因，下學(xué)期還是找不到好的學(xué)習(xí)方法．進(jìn)入學(xué)習(xí)小組后，每個(gè)小組成員的學(xué)習(xí)方法、思考問題的方法都展現(xiàn)在大家面前，好的方法得到充分借鑒，合作中生成新的問題也就不是一件難事．

3．3明確目標(biāo)

事實(shí)證明，只有讓創(chuàng)新問題設(shè)計(jì)成為追求的目標(biāo)，才能在小組合作中生成創(chuàng)新；只要將創(chuàng)新問題設(shè)計(jì)作為追求的目標(biāo)，必定能夠在小組合作中有所創(chuàng)新．當(dāng)創(chuàng)新問題設(shè)計(jì)成為小組合作學(xué)習(xí)的常態(tài)時(shí)，題海戰(zhàn)將成為過去，面對高考題也不再仰視．

3．4規(guī)范表達(dá)

創(chuàng)新問題設(shè)計(jì)的最終成果應(yīng)該是對物理問題完整、完美的表達(dá)，這不僅鍛煉了學(xué)生的理性思維能力，也鍛煉了學(xué)生的語言文字、圖形圖像的表達(dá)能力．一定會為將來進(jìn)行科學(xué)研究的課題申報(bào)、成果發(fā)表打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．下面是第5小組3個(gè)小小的成果展示．

組員A和F的合作成果：

如圖2所示，一水平傳送帶以速度v=2m/s做勻速傳動(dòng)，把質(zhì)量為2kg的工件以初速度1m/s滑上傳送帶左端A，經(jīng)8s傳送帶將工件運(yùn)送到右端B處，A和B相距L=15m．

(1)工件相對傳送帶滑動(dòng)的距離為多大？

(2)因傳送工件，傳動(dòng)輪要對傳送帶多做多少功？

(3)要使工件從A處傳送到B處的時(shí)間最短，傳送帶傳動(dòng)速度至少多大？

圖2

組員B和D的合作成果：

如圖3所示，水平傳送帶以速度v=2m/s做勻速傳動(dòng)，把質(zhì)量為5kg的工件A與質(zhì)量為1kg物塊B用輕繩通過輕質(zhì)光滑滑輪C相連，輕繩的AC段水平，BC段足夠長．將A輕放到傳送帶的左端，經(jīng)6s傳送帶將工件運(yùn)送到右端．傳送帶兩傳動(dòng)輪間的距離為10m，不計(jì)傳動(dòng)輪的大?。?/p>

(1)工件相對傳送帶滑動(dòng)的距離為多大；

(2)因傳送工件，傳動(dòng)輪要對傳送帶多做多少功.

圖3

組員C和E的合作成果：

如圖4所示，一水平傳送帶以速度v=2m/s做勻速傳動(dòng)，每隔1s把質(zhì)量為2kg的工件輕放到傳送帶的左端A處，每個(gè)工件從左端A處運(yùn)送到右端B處的時(shí)間為6s，A和B相距L=10m，不考慮工件的大?。?/p>

(1)每個(gè)工件相對傳送帶滑動(dòng)的距離為多大？

(2)因傳送工件，傳動(dòng)系統(tǒng)多消耗的功率為多少？

圖4

3．5擴(kuò)大戰(zhàn)果

面對各小組豐富的成果，不可能一一現(xiàn)場展示，可以課后收集、歸類、整理后進(jìn)行展示、評比．但教師在課堂上一定要關(guān)注其中最有價(jià)值的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)設(shè)計(jì)者進(jìn)行全班交流討論，鞏固擴(kuò)大成果．比如，這節(jié)課上，筆者請第4小組交流了他們設(shè)計(jì)的傾斜傳送帶，請第5小組交流了他們設(shè)計(jì)的每隔1s放上一個(gè)工件的問題．馬上就有同學(xué)提出，可以把這兩個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起．那么，怎么結(jié)合呢？有學(xué)生提出，把工件每隔1s放到傾斜的傳送帶上．也有學(xué)生提出，把工件每隔1s放到水平傳送帶上，再傳到傾斜的傳送帶上．

基于“變靜為動(dòng)”的基本方法，每一小組都設(shè)計(jì)了使工件具有一定的初速度滑上傳送帶的問題．筆者就啟發(fā)學(xué)生，向哪個(gè)方向動(dòng)？有學(xué)生說也可以反向從右向左運(yùn)動(dòng)．接著啟發(fā)，傳送帶在哪個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)？學(xué)生異口同聲：“水平面．”接著啟發(fā)，水平面有多少方向?。坑袑W(xué)生感到驚訝，還可以這么動(dòng)啊？那就不是傳送帶，而是傳送面了．下課了，課后各小組還會自發(fā)討論傳送面的問題的．這些小組應(yīng)該能夠稱得上研究小組了，我們期待著組員們從現(xiàn)在的研究小組走向?qū)淼难芯克?/p>

收稿日期：(2015-04-06)

作者簡介：張江寧(1964-)，男，本科，特級教師，教授級高級教師.主要從事中學(xué)物理教學(xué)及研究.