曹錢建
(無(wú)錫市第六高級(jí)中學(xué) 江蘇 無(wú)錫 214023)
黃皓
(無(wú)錫市第一女子中學(xué) 江蘇 無(wú)錫 214002)
為了幫助學(xué)生盡快掌握習(xí)題的解法,有的教師習(xí)慣于“一個(gè)概念、兩點(diǎn)注意、三個(gè)例題、四個(gè)練習(xí)”的教學(xué)活動(dòng).在初步交代基本概念的基礎(chǔ)上,或?qū)W(xué)生可能發(fā)生的誤解逐一告誡記載,強(qiáng)調(diào)“結(jié)果”的重要性;或身體力行,逐一示范求解,強(qiáng)調(diào)“規(guī)范”的重要性.
筆者以為,這種“重解法,輕探究”、“重結(jié)果,輕過(guò)程”的做法固然在短期內(nèi)對(duì)提高考分有效,但其“重知識(shí),輕智慧”、“重眼前,輕未來(lái)”的缺陷不利于培育學(xué)生適應(yīng)未來(lái)的關(guān)鍵能力.
在實(shí)踐中,筆者發(fā)現(xiàn)采用進(jìn)階型教學(xué)模式,即立足基礎(chǔ)知識(shí)—面向生活實(shí)踐—培育關(guān)鍵能力,以習(xí)題教學(xué)為載體,不斷變換問(wèn)題背景,不僅可以夯實(shí)雙基,還可引導(dǎo)學(xué)生多角度,深層次地挖掘問(wèn)題本質(zhì).自認(rèn)為頗有成效,故與同行分享,敬請(qǐng)批評(píng)指正.
著名教育家波利亞說(shuō)過(guò):“好問(wèn)題同某種蘑菇有些相似,它們大都成堆的生長(zhǎng),找到一個(gè)以后,你應(yīng)當(dāng)在周圍找找,很可能在附近就有幾個(gè)”.好問(wèn)題不僅具有豐富的基礎(chǔ)知識(shí),還能激發(fā)學(xué)生參與的熱情,提高學(xué)生自主探究的積極性,讓學(xué)生在獨(dú)立思考中夯實(shí)雙基.
教學(xué)片斷1:
師:一只蘋果砸出了牛頓的萬(wàn)有引力定律,今天我們也來(lái)探討一個(gè)由一只蘋果引發(fā)的問(wèn)題.
【例1】果園內(nèi)一只熟透的蘋果從樹上落下來(lái),在時(shí)間t=0.2 s內(nèi)通過(guò)豎立在地面上的高度為h=2 m的梯子,請(qǐng)估算出蘋果到地面的距離.(取g=10 m/s2)
師:題中為什么要加一個(gè)“估”字?
全體學(xué)生:因?yàn)樘O果下落受到空氣阻力作用,所以要近似成自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算.
師:很好!那么哪位“中國(guó)牛頓”來(lái)談一談思路?
師:大家贊成生甲的分析過(guò)程嗎?有沒(méi)有不同意見(jiàn)?
生乙:t=0.2 s是蘋果通過(guò)梯子的時(shí)間,而不是蘋果落到到梯子上端的時(shí)間.
師:鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)兩種回答進(jìn)行討論、辨析,待學(xué)生形成有傾向性的意見(jiàn)后再小結(jié).
生乙指出的正是生甲存在的問(wèn)題,對(duì)于復(fù)雜情境很容易出現(xiàn)過(guò)程對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤.為避免生甲問(wèn)題的出現(xiàn),我們需對(duì)特殊位置加以標(biāo)注.如圖1所示,蘋果開(kāi)始位置標(biāo)為A點(diǎn),梯子的頂端為B點(diǎn),地面為C點(diǎn).
圖1 圖中特殊位置加以標(biāo)注
標(biāo)注完成后,請(qǐng)生乙重新表述.
然后解方程組,求解hAC.(片刻后)解得
tAC=1.1 shAC=6.05 m
師:肯定學(xué)生的表現(xiàn)并點(diǎn)評(píng).生乙解法的優(yōu)點(diǎn)在于,采用逆向分析方法著手研究問(wèn)題,先對(duì)AC段整體分析,由于條件不足,進(jìn)而去分析與之有相同規(guī)律的AB段,列出形式統(tǒng)一的方程組,求解出hAC,計(jì)算簡(jiǎn)捷,思路順暢自然.
師:追問(wèn)全體學(xué)生,還有沒(méi)有其他意見(jiàn)?
生丙(討論后):生乙用逆向思考,我采用正向突破,直接分析條件較多的BC段,先求出B點(diǎn)的速度,再求AB段的高度,然后整個(gè)問(wèn)題就迎刃而解了.
師(點(diǎn)頭):請(qǐng)具體說(shuō)一下你的想法.
hAC=hAB+h=6.05 m
師:很好,生丙對(duì)條件豐富的BC段進(jìn)行重點(diǎn)分析,并推導(dǎo)出隱含條件vB,進(jìn)而再研究AC段,先局部重點(diǎn)分析,再整體考察,目標(biāo)明確,思路清晰,還有人有補(bǔ)充嗎?
生丁:受生丙的啟發(fā),求出vB后,在BC段,求出vC=vB+gt=11 m/s,可得
生甲(有點(diǎn)迫不及待):在他們的啟發(fā)下,我突然發(fā)現(xiàn)得到vB后,根據(jù)vB=gtAB,很容易求出AB的時(shí)間,這樣我最初的方法也就能用了.
師:的確如此,同學(xué)們還有其他想法嗎?
生戊(有點(diǎn)猶豫的樣子):我的方法有點(diǎn)麻煩,我對(duì)AB,BC,AC3段分別列出方程,然后嘗試解方程組,竟然也求出了正確答案.
師(期待地):具體說(shuō)說(shuō)看呢!
tAB=0.9 svC=11 m/s
所以
師:肯定生戊的大膽嘗試并點(diǎn)評(píng).生戊綜合分析題中的各個(gè)過(guò)程,在思考中嘗試,在嘗試中分析,分析透徹,問(wèn)題解決水到渠成.
師:大家從不同角度,應(yīng)用基本公式進(jìn)行了求解,那么是否可以利用運(yùn)動(dòng)學(xué)的推論來(lái)分析求解呢?(抓住學(xué)生思維高度活躍的時(shí)機(jī),提出新問(wèn)題.)
生己:抓住BC段的條件比較多這一特征,并利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度與平均速度的關(guān)系,如圖2所示.
圖2 時(shí)間中點(diǎn)D的速度
師:高度肯定生己的嘗試.
生己的解法簡(jiǎn)潔明了,他巧用時(shí)間中點(diǎn)與平均速度的關(guān)系這一結(jié)論,構(gòu)建并求解出D點(diǎn)的速度,不僅簡(jiǎn)化了過(guò)程,連計(jì)算量也更小了.這一善用、巧用已有結(jié)論解題的思路值得大家學(xué)習(xí).
師生集體鼓掌以示鼓勵(lì).
在教學(xué)片斷1中,師生之間、生生之間立足基礎(chǔ)知識(shí),從真實(shí)情境出發(fā),通過(guò)不同角度、維度的思考、辨析與交流,初步開(kāi)始整體認(rèn)識(shí)問(wèn)題,思考問(wèn)題的本質(zhì),感悟物理的思想方法,顯然,這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性和批判性大有裨益.
建構(gòu)主義理論認(rèn)為:學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)是一個(gè)內(nèi)化與外化交互的雙重建構(gòu)過(guò)程,教師向?qū)W生傳授系統(tǒng)的經(jīng)過(guò)抽象的間接經(jīng)驗(yàn),本質(zhì)上是認(rèn)知的內(nèi)化建構(gòu)過(guò)程,外化建構(gòu)則是學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的過(guò)程[1].很多時(shí)候,學(xué)生面對(duì)真實(shí)情境,往往束手無(wú)策,或者東拼西湊勉強(qiáng)為之.那么,教師該怎樣幫助學(xué)生呢?
教學(xué)片斷2:
師:給出例2.
【例2】一質(zhì)點(diǎn)做自由落體運(yùn)動(dòng),在落地前最后0.2 s內(nèi)通過(guò)的距離為2 m,求質(zhì)點(diǎn)下落的總高度.(取g=10 m/s2)
師:隨機(jī)指定一位學(xué)生簡(jiǎn)述解題思路.
生庚:我把題中的最后0.2 s內(nèi)的2 m位移等效地看成上面例1中的梯子高度,問(wèn)題解決了.
點(diǎn)評(píng):生庚把剛學(xué)到的方法進(jìn)行了合理遷移,達(dá)到了觸類旁通的效果.
師:給出例3,待學(xué)生思考片刻后讓他們搶答.
【例3】一根長(zhǎng)為2 m的鐵鏈懸掛于天花板,當(dāng)它自由下落時(shí),通過(guò)其正下方的一顆鐵釘用了0.2 s,求靜止時(shí)鐵鏈上端到鐵釘?shù)木嚯x.(取g=10 m/s2)
生辛:我覺(jué)得,由運(yùn)動(dòng)特征和題中所給的數(shù)據(jù)來(lái)看,這個(gè)問(wèn)題和前面的問(wèn)題應(yīng)該差不多,結(jié)果甚至都會(huì)相同.
生壬:不一定,我倒認(rèn)為兩個(gè)問(wèn)題應(yīng)該不同,主要是因?yàn)榍懊鎲?wèn)題中,研究對(duì)象是蘋果這樣一個(gè)質(zhì)點(diǎn)模型,而這里的鐵鏈顯然無(wú)法看作質(zhì)點(diǎn).
師:說(shuō)得都有道理,生辛好像“嗅出了點(diǎn)什么”,生壬則“發(fā)現(xiàn)”了兩個(gè)問(wèn)題的區(qū)別,孰是孰非呢?
生:辨析、討論,沒(méi)有形成一致意見(jiàn).
師:?jiǎn)栴}引導(dǎo).
大家不妨先思考這兩個(gè)問(wèn)題.
(1)鐵鏈這個(gè)非質(zhì)點(diǎn)通過(guò)鐵釘?shù)臅r(shí)間,到底對(duì)應(yīng)的是哪一段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?
(2)鐵鏈端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況是否與鐵鏈的運(yùn)動(dòng)情況相同?
全體學(xué)生:作圖分析并討論.
生辛:老師,我前面說(shuō)的沒(méi)錯(cuò).首先,鐵鏈通過(guò)鐵釘?shù)臅r(shí)間,指的是鐵鏈的下端到達(dá)鐵釘直到上端離開(kāi)鐵釘?shù)臅r(shí)間.如圖3所示,即就是上端到達(dá)位置B(此時(shí)下端正好到達(dá)鐵釘位置C處),直到上端到達(dá)位置C的時(shí)間.然后,鐵鏈上每一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況與整根鐵鏈的運(yùn)動(dòng)相同.所以,題中的0.2 s就是鐵鏈上端發(fā)生從B到C這2 m的位移所用的時(shí)間,求的依然是A到C的距離.
圖3 鐵鏈經(jīng)過(guò)鐵釘
師:講得非常好,特別是將非質(zhì)點(diǎn)模型巧妙地轉(zhuǎn)化成熟悉的質(zhì)點(diǎn)模型來(lái)處理后,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的本質(zhì)和前述例題完全相同.大家還有什么疑問(wèn)或補(bǔ)充嗎?
生壬:我認(rèn)為如果用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),就直接變成質(zhì)點(diǎn)模型了.
師(喜出望外):快說(shuō)說(shuō)你的詳細(xì)思路.
生壬:我把鐵鏈看作不動(dòng),那么鐵釘就在向上加速運(yùn)動(dòng),就是把運(yùn)動(dòng)倒過(guò)來(lái)看,題中的時(shí)間就是鐵釘通過(guò)鐵鏈的時(shí)間了,再求出鐵釘運(yùn)動(dòng)到鐵鏈上端的距離,這樣就和例題完全一樣了.
師:非常棒,雖然思維跨度上有點(diǎn)大,但能從另一個(gè)視角來(lái)看問(wèn)題,并凸顯出問(wèn)題的本質(zhì).
師:給出例4,讓學(xué)生思考后搶答.(現(xiàn)場(chǎng)生成的高價(jià)值學(xué)習(xí)資源務(wù)必善加利用,因此執(zhí)教者決定繼續(xù)深入發(fā)掘.)
【例4】如圖4所示,展廳內(nèi)有一根長(zhǎng)為l=0.5 m的戒尺AB,懸掛在墻壁上,它自由下落時(shí)經(jīng)過(guò)一高為d=1.5 m的畫框,通過(guò)畫框所用的時(shí)間為0.2 s,求戒尺下端離畫框上端的距離h.(不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2)
圖4 例4題圖
生癸:我研究戒尺上端點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng),題中的0.2 s就是A點(diǎn)通過(guò)戒尺與畫框的總長(zhǎng)度2 m所用的時(shí)間,這樣和蘋果經(jīng)過(guò)梯子的問(wèn)題本質(zhì)上就沒(méi)有區(qū)別了.
師:非常到位!答案也和例1一樣嗎?
生癸:如圖4所示,應(yīng)減去l與d的長(zhǎng)度,所以h=4.05 m.
全體學(xué)生表示高度認(rèn)同,掌聲響起.
在教學(xué)片斷2中,執(zhí)教者引導(dǎo)學(xué)生將陌生問(wèn)題轉(zhuǎn)化為熟悉問(wèn)題,將復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題,著力培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性與深刻性,這才能使得學(xué)生以不變應(yīng)萬(wàn)變,從容應(yīng)對(duì)變幻莫測(cè)的題海與真實(shí)生活.
新課標(biāo)倡導(dǎo)高中物理課程在內(nèi)容上注重與學(xué)生生活的聯(lián)系,關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題.因此,在日常教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生感興趣的素材為中心來(lái)創(chuàng)設(shè)生活問(wèn)題情境,讓學(xué)生在對(duì)話交流的活動(dòng)中運(yùn)用分析、綜合、抽象、類比等科學(xué)方法來(lái)研究這種基于事實(shí)背景的實(shí)際問(wèn)題的物理本質(zhì).
教學(xué)片段3:
案例:高空墜物事件是當(dāng)前的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題之一.無(wú)錫某小區(qū)某單元陽(yáng)臺(tái)正下方停放的一輛汽車,被樓上掉下來(lái)的一盆“多肉”將擋風(fēng)玻璃砸碎了.事后,保安和車主調(diào)取了附近監(jiān)控,由于探頭角度問(wèn)題,監(jiān)控只拍攝到“多肉”下落時(shí)經(jīng)過(guò)其中兩層樓的過(guò)程,誰(shuí)能幫助車主想辦法找到肇事者呢?
生子:截個(gè)圖,作為證據(jù),去樓上問(wèn)??!
師:“多肉”現(xiàn)在是網(wǎng)紅,同款很多,這個(gè)證據(jù)不充分?。煞襁\(yùn)用物理知識(shí)把證據(jù)坐實(shí)呢?
生丑:只要能知道“多肉”是從多高的地方下落就可以了.
師:不錯(cuò),利用下落高度就可以推算出下落的樓層了,那如何測(cè)算呢?
生丑:一盆“多肉”受到的空氣阻力應(yīng)該是可以忽略不計(jì)的,只要不是特意砸下來(lái)的,我覺(jué)得可以當(dāng)成自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)處理.
師:分析得很到位!我們?cè)O(shè)定初速度為零,忽略阻力的影響,且已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,那還需要哪些信息呢?(此時(shí)不少同學(xué)好像有了一些想法,躍躍欲試.)
生寅:利用玻璃的破損程度,應(yīng)該可以求出“多肉”的末速度.
師:想法不錯(cuò),但玻璃的破損程度較難定量測(cè)算.
生卯:題中有監(jiān)控錄像,我認(rèn)為可以從時(shí)間上來(lái)考慮.
生辰:但攝像機(jī)沒(méi)有記錄“多肉”的完整下落過(guò)程??!
生卯:我只要測(cè)出兩層樓的高度,再結(jié)合“多肉”通過(guò)兩層樓的時(shí)間,不就和例1一樣了.
師:同學(xué)們的分析相當(dāng)精彩.大家充分利用物證,適當(dāng)?shù)亟#俳Y(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律,已經(jīng)很接近事情的真相了.恭喜大家初步具備一個(gè)偵探的潛質(zhì)了.(掌聲自發(fā)響起)
師:在高興之余,我們還要認(rèn)識(shí)到,我們是把“多肉”的下落當(dāng)成自由落體運(yùn)動(dòng)來(lái)處理的,實(shí)際情況下又是怎樣的呢?
生巳:那就要考慮空氣阻力了,實(shí)際加速度偏?。?/p>
師:對(duì),這樣導(dǎo)致我們的分析結(jié)果與實(shí)際高度有什么差別呢?
師:分析得相當(dāng)?shù)轿?,?dāng)然若要具體分析出阻力,以及下落速度對(duì)阻力的影響,則需要更為系統(tǒng)和深入的物理知識(shí).
課堂教學(xué)不能滿足于給出正確答案,還需要讓學(xué)生掌握探究問(wèn)題的一般方法.在教學(xué)片斷3中,執(zhí)教者不斷引導(dǎo)學(xué)生將生活實(shí)踐轉(zhuǎn)化為物理模型,將未知問(wèn)題轉(zhuǎn)化為已知問(wèn)題,并適時(shí)地滲透相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任意識(shí);再運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決實(shí)際問(wèn)題,讓學(xué)生真切地感受、習(xí)得物理知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值,獲得學(xué)習(xí)上的成就感.學(xué)生關(guān)鍵能力的培育就是落實(shí)在這些細(xì)節(jié)中.
在上文所述各教學(xué)片斷中,執(zhí)教者精選進(jìn)階問(wèn)題、設(shè)置最佳的教學(xué)序列來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué).讓學(xué)生在對(duì)話、交流、質(zhì)疑、思考、改進(jìn)等活動(dòng)中多角度、多層次地形成多種解決方案,充分體現(xiàn)了學(xué)生主體地位.其后,教師精心設(shè)置逐步進(jìn)階的問(wèn)題情境,通過(guò)合理的引導(dǎo),將陌生的、復(fù)雜的問(wèn)題層層進(jìn)階地轉(zhuǎn)化為熟悉的、簡(jiǎn)單的問(wèn)題,將學(xué)生的認(rèn)知由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí),充分發(fā)揮了教師的主導(dǎo)作用.最后,執(zhí)教者結(jié)合真實(shí)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境,編制物理原始問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)際問(wèn)題抽象概括為物理和數(shù)學(xué)模型,再運(yùn)用物理基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)工具解題,從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律、形成結(jié)論,最終解釋生活現(xiàn)象或還原生活問(wèn)題,提升了學(xué)生的關(guān)鍵能力,為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展和終生學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).
實(shí)踐表明,進(jìn)階型教學(xué)模式注重促進(jìn)學(xué)生去探究研究對(duì)象的內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用分析綜合、推理論證等多元化的方法來(lái)內(nèi)化認(rèn)知的建構(gòu),有利于培養(yǎng)學(xué)生基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判、檢驗(yàn)和修正的意識(shí),進(jìn)而培育學(xué)生的關(guān)鍵能力.
它的力量值得關(guān)注!