思维碰撞，激活自我

孙慧等

2012年是NOC活动举行的第十个年头，今年7月，NOC活动回到了首次举办地——北京，此次参赛选手遍及祖国两岸四地，总人数将近4000人。根据组委会的安排，决赛后在国家会议中心举行十周年庆典暨颁奖仪式，这也让每一位参赛选手对大赛成绩有了更高的期待。

此次NOC活动网络教研团队赛项决赛高中物理组的比赛题目是《生活中的圆周运动》，本节课是新课标人教版必修二第五章第八节，是一节圆周运动的应用课，也是牛顿运动定律的重要应用之一。教材中的每个实例都各有特点，很有代表性。属于一个“构建新的知识体系”和“掌握分析问题的方法”的课。三天中，历经个人教学设计、团队教学设计、团队互评、完善教学设计和可视化陈述与答辩五个环节的比赛，我们的设计得到了专家评委、兄弟团队的肯定，获得了网络教研团队一等奖并最终问鼎了网络教研团队恩欧希教育信息化发明创新奖。

此时，回想起比赛时头脑风暴式的思维碰撞的场景，心情仍然久久不能平静，是NOC激活了我们的教育生活，教学设计不再是辛苦的、枯燥的，而是具有无限兴趣的，可以让人如此幸福的。

● 思考的空间—教学片段对比

片段一：一个思考的空间

通过播放视频“我们生活中的圆周运动”，将学生置于一个主动建构自己知识网络情境中。而如何将学生的思考形成物理的思维，是我们思考和讨论的问题。

原始设计：

火车在转弯时，实际是在水平面内做圆周运动，因此会受到向心力的作用，那么究竟是什么力提供了向心力呢？

思辨与升华：

【孙慧】视频中例举了这么多的圆周运动，每个实例都具有典型的代表性，要让学生从其中的实际生活中抽象出物理模型，从动力学的角度分析圆周运动的力学特点是这节课的重点。

【徐兴旺】我们不可能让学生一下子抽象出物理模型，并准确地分析出向心力的来源。而且如火车转弯是受到向心力作用这样的问题，学生很难理解。

【袁国军】我们可以先通过铺垫帮助学生理解，不如从视频中截取一个生活中的圆周运动，帮助进行分析，便于学生建构知识。

【徐兴旺】选一个学生熟悉的，可以截取视频中赛车弯道转弯的图片。对汽车转弯进行受力分析。

【孙慧】对，这个例子选得好，既贴近学生的生活，又与火车转弯有异曲同工之妙。我们可以通过设置问题，帮助学生理解，为学生形成一个思考的空间。

最终设计：

请同学们仔细观察其中一幅图片（如图1），研究工程师们设计的公路弯道有什么特点？并思考为什么要这样设计？汽车在水平弯道上转弯时，受哪几个力的作用？向心力是由谁提供？请同学们在Moodle平台的讨论区和大家分享。

片段二：一个交流的平台

教材设计了大量的生活实例，教学内容较多，如何更高效地完成教学，是我们思考的问题。波利亚说过：“学习任何知识的最佳途径是让学生自己去发现，因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的规律、性质和联系。”我们采用了以问题为引领的小组合作式的学习方式。在学生自愿的基础上由教师做辅助调配，将学生分为四组，即A组：铁路的弯道组。B组：拱形桥组。C组：航天器中的失重现象组。D组：离心现象组。每一组我们都提供丰富的视频资源和网络资源，四组学生分别根据资源解决本组的问题，然后相互交流学习的成果，促进大家在自己原有知识体系的基础上建构共同的知识。

原始设计：

B组：拱形桥组。

课件展示交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥。

问题情境：

质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图（如图2），分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。通过分析，你可以得出什么结论？画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力。

D组：离心现象组。

观看视频：转盘上的木块加速后的离心运动，回答问题。

（1）木块作圆周运动时的向心力来源？

（2）转盘加速后，出现了什么现象？

（3）为什么会出现这种现象？（提示：可从木块所受合力与其做圆周运动所需要的向心力关系的角度思考）

（4）理解并解释教材的5.8—8图（如图3）。

兄弟团队对这样的教学设计给了中肯的建议：①不能将所有的问题都归结到向心力的来源，这样太笼统，可以设置主研问题和次研问题（如B组的教学设计）；②在D组的教学中，在研究离心运动时可以制作动画帮助进行受力分析。

思辨与升华：

【徐兴旺】这节课的教学重点就是向心力的来源，所以我们设计的问题都应该指向向心力的来源。

【孙慧】对，向心力的来源和分析是这节课的重点，这不能变。但我们设计的问题太过笼统，我们可以给每一组提出具体的任务，既帮助学生建立建构知识的脚手架，又便于学生间的交流。

【徐兴旺】在研究离心运动中我们已经为学生提供了一个“转盘上的木块加速后的离心运动”的视频，没有必要再做动画进行模拟了。

【孙慧】过多的动画设计，削弱了学生独立分析问题的能力，将物理情境转化成物理模型也是这节课的学习任务，我们在摩擦力的教学中曾经重点讲过转盘上的木块和转盘相对静止一起做圆周运动的摩擦力方向，可以让学生通过小组内的交流完成木块的受力分析。

【袁国军】我们不用做动画设计，可以设计一个学生实验：让学生们利用身边的物品（书、笔袋……）设计实验感受离心运动，通过学生亲身感受体会圆周运动的向心力来源。

【孙慧】对，这样设计好，使学生在理解离心运动的基础上，又回归到生活中。

最终设计：

B组：拱形桥组。

课件展示交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥。

问题情境：

质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，讨论与探究：

（1）画出汽车在最高点的受力分析图。

（2）分析汽车在拱形桥上向心力的来源。

（3）推导出汽车对桥面的压力。

（4）分析汽车安全通过在拱形桥最高点时的速度。

D组：离心现象组。

观看视频：转盘上的木块加速后的离心运动，讨论与探究：

（1）画出木块在转盘上作圆周运动时受力分析图，研究向心力的来源。

（2）转盘加速后，出现了什么现象？

（3）为什么会出现这种现象？（提示：可从木块所受合力与其做圆周运动所需要的向心力关系的角度思考）

（4）理解并解释教材的5.8—8图。

（5）同学们利用身边的物品（书、笔袋……）设计实验感受离心运动。

知识拓展：观看视频和图片（如图4），理解生活中离心运动的应用和危害。

http：//v.youku.com/v_show/id_XMjI5MTc5MjQ4.html

片段三：一个练习的契机

学习后的评价是必要的，因此应该设置习题和物理情境检测学生的学习效果，但又不能枯燥地将学生置于题海之中。

原始设计：

（1）这节课你还想就哪些内容与其他同学交流？请在Moodle平台的聊天区交流。

（2）你还想和老师交流什么内容？请在Moodle平台讨论区给老师留言。

（3）还有的同学在论坛中提出了其他的圆周运动，我们课上没有进行分析，老师选出一些实例请同学们课下分析，并将结果上传，下节课继续讨论。

思辨与升华：

【徐兴旺】问题（1）的测试是为了让学生进行自测，学生可以通过自己和其他同学的交流弥补自己知识的不足。

【孙慧】利用Moodle平台和其他同学交流这样很好，但是学生的交流太过泛泛，不容易掌握重点，而且受到课堂时间的制约，恐怕效果不好。

【袁国军】这样的问题学生确实不好交流，往往很多学生都会认为自己听明白了就是理解掌握了，所以还应该设置明确的物理情境检测学生的分析能力。

【孙慧】在竖直面的圆周运动的分析中B组研究的是汽车过拱形桥的问题，我们可以将汽车过凹形桥最低点的情况让学生分析，检测学生的学习效果。

【徐兴旺】应要求每位学生独立完成，检验学生将实际问题转化为物理思维的过程，并把解答过程通过投影展示，规范学生的解答过程。

【孙慧】我们在课上只分析了一些典型的圆周运动，视频中还有很多圆周运动的实例，可以让学生课下继续分析。

【袁国军】这样又回归到生活中圆周运动，将课堂知识的学习过程前移后续起来，完整地展现了一个从生活到物理、再从物理到生活的过程。

【徐兴旺】还可以让学生将研究的圆周运动写成研究报告的形式发布在Moodle平台上，通过提交的作业，发现他们掌握不太好的地方，在下节课组织继续学习。

最终设计：

问题（1）：请同学们独立完成下面的习题：

公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形桥（如下页图5），也叫“过水路面”。汽车通过凹形桥最低点时，车对桥的压力是多大？设汽车质量为M。

问题（2）：你还对“我们生活中的圆周运动”视频中的哪些圆周运动感兴趣？请抽象物理模型并做出力学和运动学分析，以文件的形式上传到Moodle平台。

● 亮点提炼，整合优化——精彩之陈述

陈述环节时间只有不到8分钟，在这短短的时间内如何展现我们的设计理念，展现我们的特点，我们三个人围绕这点展开了讨论。

【袁国军】陈述的时间比较短，所以我们不必要面面俱到，必须重点突出，展现我们的亮点，不仅要突出我们的教学理念更要突出我们在信息技术与课程整合过程中的创新点。

【孙慧】是的，我们设计当中的一个突出的亮点就是基用Moodle平台实现了学生的分层次教学，学生在自己知识体系的基础上，选择了课题完成自我知识的建构，激励学生在信息化环境进行协作探究，并在协作探究过程中感悟方法、发展能力、形成新的认识成果，促进学生基本学习技能和信息素养，培养学生创造性思维。

【徐兴旺】还有我们引入新课时，让学生自己动手制作我们身边的圆周运动视频，这样在体验生活中的物理的同时，又可以将学生置于一个主动建构自己知识网络情境中，便于教学目标的达成，同时在课堂结束时，利用Moodle平台的交互功能，拓展了学习时空，将整个教学过程前延后续起来，形成一个整体。

在形成统一认识后，我们很快确定了陈述的内容，首先展现出我们这节课的设计理念——通过分层教学让每位学生都获得发展，通过合作学习让每位学生都在快乐中成长。然后展现我们在课程整合中的创新点和亮点——利用Moodle平台将网络、动画、文本等多种资源进行整合，产生聚焦效应突破教学的重难点，从而完成本节课的教学设计。

陈述答辩后，台下响起了热烈的掌声，评委老师肯定了我们的设计理念和整合点分析。我们三个人都很激动，因为这使我们最终踏上了国家会议中心的领奖台。

● 赛后感悟——心与心的沟通

【孙慧】有人说教学设计是一种遗憾的艺术，而将这种遗憾接近完美，则是我们每位教师所追求的。通过这次比赛我们感到网络教研团队的组织形式，极大促进了教师的发展。个人的教学设计展现了每位教师的特点，团队的教学设计则展现了集体的风采，在团队合作中，团队成员激烈讨论激发出智慧的火花，在思维的碰撞中不断更新教学观念，寻求开辟新的教学途径和方式。他山之石可以攻玉，团队互评是对我们团队教学设计的一次升华，不论是兄弟团队给我们提出的中肯建议还是我们评价的教学设计，都给我们提供了更多学习的平台。我们在虚心研究兄弟团队的评价的同时也吸取了其他团队的精华。将教学设计的每个环节都精心研究，促进学生学习方式的转变，发展学生的能力，将我们的教学设计最终接近完美。

【徐兴旺】参加这次比赛，我们三个人从承德到石家庄，从石家庄到北京，一路走来虽然很辛苦但收获很多。我感到NOC不仅是一个技能大赛，更是一个能够让参与者得到精神升华、视野拓展的盛会。整个竞赛过程自始至终贯穿信息化教学设计这条主线，在以往的信息化教学设计和教学课件中，过多注意到的是如何方便教师的教，而通过这次竞赛我认识到信息化教学设计的目的是激励学生利用信息化环境进行协作探究，在协作探究的过程中感悟方法，发展能力，形成认知成果。

【袁国军】从教近20年的我，一直关注信息技术与课程的整合，虽然我也能适当地运用PowerPoint、Flash、Moodle等软件辅助教学，但都是浅层次地运用信息技术创设情境，以调动学生学习兴趣。通过这次比赛我看到了自己的不足，认识到这只是整合的最低层次，应该把信息技术的优势运用于突破教学重点，化解教学难点之中。更应该通过信息技术与课程的整合使学生感悟方法，在教学活动中发展以创新思维为核心的高层次思维能力和实践能力，自然突破教学重点难点。