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有效搭建支架 促进课堂互动

2018-06-01刘克实

数理化解题研究 2018年15期
关键词:感应电流受力支架

刘克实

(江苏省苏州市吴江汾湖高级中学 215211)

互动是物理课堂教学的主要组成,为了让互动更加充分而深入,我们要搭建与之适应的教学支架.从本质上来讲,教学支架其实就是一种协助,它能够帮助学生完成那些独立状态下所无法完成的任务.支架在教学中的应用和学生、学习内容等因素有关,教师在设计支架时必须要积极考虑三者之间的关系.

一、教学支架与课堂互动

围绕课堂互动来搭建教学支架时,维果茨基的理论给予了我们很大的启发,他指出学习和发展应该源自社会互动,其主要形式就是课堂互动,就学生的发展而言,他们应该有两种水平:其一是现有水平,即学生独立活动所能达成的问题解决水平;其二是学生可能达到的水平,即通过努力可以达到的层次.两种水平之间存在一个最近发展区,这是学生依靠个体力量无法独立完成,需要借助他人的帮助才能完成的一类任务,在教学互动中,我们以提供建议、启发思考、组织讨论等方式来给予帮助,巧妙搭建各类支架,帮助学生完成最近发展区的跨越,最终实现能力的发展和提升.

二、推动课堂互动的支架类型

在物理教学过程中,为了有效推动课堂互动,我们所搭建的支架类型,一般可以分为以下几种.

1.示范

物理教学涉及到很多实验仪器的使用方法,比如打点计时器的使用,这是学生进入高中阶段所接触的第一个学生实验.面对陌生的器材,学生难免会因为紧张而手足无措,教师这时一方面要引导学生明确它的工作原理,另一方面更要以实际操作的方式来为学生提供示范,让学生明确怎样穿纸带、怎样放置(更换)复写纸、怎样连接线路、怎样规范化打点操作等等.

物理研究中还涉及到很多技能性很强的分析方法,比如受力分析,虽然这一点在初中学生也有所接触,但是高中阶段的受力分析显然更加复杂,如何确定研究对象、如何判断弹力的存在和方向、如何判断摩擦力的存在和方向等等,诸如此类的问题都需要教师予以有效的示范.

上述知识和技能学生都缺乏经验支撑,如果没有老师的帮助,他们可能寸步难移,因此必须要搭建示范性支架,让学生的探索有所依靠.

2.范例

物理思维强调思维的有序化和严谨性,要引导学生合理有序地规划好自己的思维,教师要提供完整解决方案的例子,这就是我们所说的范例.尤其是学生第一次接触某一个知识点或规律时,如何将其和问题联系起来,如何进行规范化解题,这些都要范例的指引.

比如运用楞次定律来判断感应电流的方向,教师一定要通过范例来给予学生有效的引导.就楞次定律的内容而言,文字表述不长,但是蕴含的内容却不少,涉及到原磁场的方向、引起感应电流的磁通量变化、感应电流磁场的方向、感应电流的方向,每一个名词都相当关键且拗口,如果只是和学生反复咀嚼文字,学生是无法获得什么感触的,我们通过具体问题的范例,才能引导学生更好地把握住感应电流方向的判断操作.

3.提问

问题支架是教学过程中使用频率极高的支架,学生在问题的引导下能够更加清楚地把握住探索的方向.对于那些难度较大的学习内容,教师可以设计问题串,为学生搭建一个支架组,让学生在互动中解决学习难点.

以探究加速度与力、质量的关系为例,教师可以设计这样的问题串:

(1)加速度怎么测定?有无更加简便的方法?

(2)谁来提供力?只有这个力影响运动吗?如何测定这个力?

(3)摩擦力怎么处理?怎么平衡?如何确认摩擦力已经被平衡?

(4)研究多项因素同时影响某一物理量,如何规划实验?怎样控制变量?

(5)面对众多数据,如何处理?可以由图象找到加速度和力之间的线性关系,加速度与质量的关系图象是线性关系吗?怎么办?

(6)实验的误差可能是什么造成的?你认为实验探索中还存在哪些需要注意的地方?

以上问题将激活学生的思维,也为学生的合作学习提供了议题,围绕问题的分析和讨论,他们将逐步完成实验设计,并通过实验得到问题的解决.

三、互动过程支架搭建的基本策略

教学中,我们搭建支架时要讲究策略,毕竟学生是充满个性和智慧的一个特殊群体,富有策略的支架设计才能匹配学生的发展需要.

1.多样化策略

在教学中,面对一个确定的学习任务,我们可以用多种不同的形式来设计支架,针对不同的学生予以选择,以引导他们跨越最近发展区.

比如这个问题:如图1所示,AB和CD是两根长度足够,且相互平行的倾斜金属导轨,彼此间距为L,倾角为θ.现有一个匀强磁场垂直于导轨所处平面,倾斜向上,磁感应强度为B.已知A、C之间接入的电阻为R,一根电阻为r,质量为m的金属棒ab垂直于导轨放置,且由静止开始向下滑动,不计一切摩擦,试分析ab棒所能达到的最大速度.

笔者在引导学生围绕这个问题进行互动时,搭建了以下两种支架:

(1)出声思维:当导体棒速度达到最大时,其加速度为0,受力平衡,即重力分量和安培力等大反向,据此可以求得感应电流;再根据欧姆定律可得电动势;最后结合电磁感应定律可得导体棒的速度.

(2)提问:①导体棒运动过程中受到哪些力?这些力都有怎样的特点?②导体棒的加速度在过程中有何特点?③你知道最大速度时的受力特征吗?⑤导体棒的最大速度和受力有关吗?

以上两种设计的基本思路不同,前者侧重由目标出发,单刀直入;后者侧重过程分析,抽丝剥茧.不同的设计方式各有特点,需要教师结合具体的学生需要进行选择.

2.差异化策略

对于不同的教学对象,教师要选用不同的介入节点、不同的形式、不同的退出节点来设计教学支架.

比如运用动能定理来完成问题分析,一般有以下步骤:(1)确定研究对象和研究过程;(2)明确初末状态的动能;(3)受力分析;(4)确认各力做功的情况;(5)建立方程.不同的学生遇到的障碍可能是不一样的,为此教师要结合需要选择合适的介入点以及恰当的支架方式,并结合动态评估确定合适的退出时机.

3.综合化策略

在实际互动过程中,教师往往要采用多个教学支架来促进学生完成任务,比如伏安法测电阻两种连接方式的误差分析.我们首先要提供“视觉性呈现”的支架,提供如图2所示的电路图;然后再提供问题支架,提出三个问题:(1)外接法(内接法)哪个电表读数存在误差?(2)误差是怎么造成的?(3)如此造成的误差使得结果偏大或偏小?最后,在学生已经有所认识之后,我们以出声思维来帮助学生一起总结,并提炼误差分析的一般化操作.

以上误差分析,我们搭建了三种支架,在教学中搭配使用,可以取得较好效果.总之,支架形式的选择和搭建需要教师根据学生的需要顺势而为,唯有如此,我们的支架搭建才是成功的.

参考文献:

[1]姜琳.中学物理教学中运用支架式教学的案例分析[J].物理教师,2012(1).

[2]许佳琳,王笑君.基于“支架式”教学理论的物理教学案例分析——以“牛顿第三定律”为例[J].物理教学探讨,2015(3).

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