循序而渐进 强学而提能——以苏科版“力 弹力”为例

戴玲娟

(江苏省南通第一初级中学，江苏 南通 226001)

心理研究表明:人们在创造性地解决问题的过程中,思维是按照先粗后细、先宽后窄、由表及里的层次展开的,于此提升科学思维水平.第8章《力》的编排遵循“总—分—总”之序,第1节“力 弹力”带领学生认识力、归纳力的概念之后,再具体阐述弹力及弹簧测力计的使用.本节是力学的开篇,其作用非同小可,因此,教师应创设有趣的情境、丰富学生的体验、在尝试中探究测量工具的使用,在不断发现问题和解决问题的过程中,掌握技能、提升科学思维.本文试着论述一些尝试,以期能抛砖引玉.

1 由感性到理性,提升归纳思维的品质

德国哲学家康德认为:“我们所有的知识都开始于感性,然后进入到知性,最后以理性告终”．在教学中,教师可以借助学生耳濡目染的具体事物、现象来激起学生的感性认识,获得生动的表象,并在头脑中进行思维加工,建立对新知识比较全面、深刻的理解,进而实现从感性认知到理性认识的飞跃.

图1

力与我们的生活密不可分,大到天体的运动,小至微观粒子都与相互作用的力有关;力的概念比较抽象,是学生首次通过系统的抽象过程建立概念,加之学生的前概念误认为:“力是由肌肉的紧张引起的,只有有生命的物体才能产生力”、“施力在先,受力在后”等,因此,在力的概念形成过程中,笔者的设计如下.

活动1：体验力(请同学拉拉力器，如图1).

师：你刚才用力了吗？肌肉有什么感觉？

师：其他同学认为他用力了吗？你怎么看出来的？

师：我们可以通过一些看得见的现象来研究看不见的力，这是一种转换的思想，那什么是力？请同学们用弹簧、橡皮筋、气球、橡皮泥等来体验力.

图2

师生共同总结，如图2.

(1) 有生命的和没有生命的物体都能产生力的作用.

(2) 将用力者、受力者概括为物体，将用力方式“压、捏、拉”等抽象为作用.

(3) 归纳：力是一个物体作用于另一个物体.

设计意图：利用生活中的拉力器带领学生走进力学的世界，无痕渗透“转换”的物理方法，体现“从生活走向物理”的课程理念，在学生充分体验力的基础上，对概念进行归纳、概括得出相关表述，形成力的概念.

2 从已知到未知,凸显逻辑思维的进阶

8年级的学生好奇心强,乐于探索未知并加以应用,教师应捕捉学生的这一心理特点,深入挖掘教学资源、精心设计探究活动,如从操作、思维进阶的角度展开,使我们的课堂向着深度和宽度延伸.

测量力既是本节课的重点,亦是难点,“如何突出重点、突破难点”是笔者在备课时思考的一个重要问题.笔者没有采用阅读说明书和议一议图片中的操作哪一个是正确的?其余的错在哪里?虽然这样的处理方法便于教师按部就班地展开教学,表象上是提升课堂效益,同时也能很好地培养学生阅读说明书和使用新的测量工具的能力,但是整个过程学生是处于被动接受的状态.教师过分注重知识目标的达成,学生不明就里,同时忽略了对学生的发现问题、分析问题以及解决问题能力的培养,并且对学生思维的深度和广度的训练也比较浅层.

“授之以鱼,不如授之以渔”.笔者认为:只有让学生在实际操作发现冲突,通过生生合作、师生互助,寻找解决办法,这样学生才能“鱼渔”并获、终生受益,所以笔者的设计如下.

活动3：初测力.

(1) 将两个钩码挂在弹簧测力计的秤钩上，读出弹簧测力计的示数.

设计意图：两个钩码对弹簧测力计的拉力，是一个静态的力，测量时的操作比较简单，但因为事先未将弹簧测力计校“0”，所以导致数据各不相同，探寻原因，察觉在使用弹簧测力计之前要进行校正“0”点，同时也为学习重力打下伏笔，一举两得.

(2) 用弹簧测力计拉动木块在桌面上缓慢运动，读出其示数.

设计意图：测量木块缓慢移动时的拉力，这是一个动态的力，如何使弹簧测力计在运动过程中示数稳定？对学生们的实验操作提高一点难度.因事先未规范弹簧测力计的规范操作，所以学生会出现图3的情景，教师借助于手机与电脑的即时连接，共同分析、发现问题并解决问题，达成了在使用弹簧测力计时，其轴线方向与受力方向一致，本实验也为后面学习摩擦力做好铺垫，一箭双雕.

图3

活动4：再测力.

师：请用弹簧测力计来感知身边物体对弹簧测力计的拉力.

设计意图：本实验能充分调动学习的兴趣，增强对力的大小认识，为学生形成正确的估计能力增砖添瓦.

活动5：学以致用.

师：有个成语“千钧一发”原意是一根头发悬挂着3×104kg的物体，你觉得对吗？你估一估大概是多少？测一根头发丝能承受的最大拉力.

图4

设计意图：头发能承受的最大拉力，是个瞬时的力，如何较准确读数？是这个实验中的问题，经过小组讨论，不断优化实验方案.(方案1：挂钩码；用钩码的个数来显示了这个最大拉力，但是每增加一个钩码，对秤钩的拉力不连续，怎么改进一下呢？学生想到用细砂等物体来替代；方案2：指针固定，如图4.)发散学生的思维，将理性的认知回归生活实践，落实从物理走向社会的新课程理念.

通过以上层层递进、环环相扣的进阶实验设计(测“静态力——动态力——瞬时力”),师生共同剖析错误,形成规范的操作技能.搭建贴近学生最近发展区的思维台阶,学生的智慧方能稳步攀登、拾级而上.

3 从简单到复杂,开拓学生思维的空间

图5

美国心理学家加涅认为:人类的学习是复杂多样的、是有层次性的,其总是由简单的低级学习向复杂的高级学习发展,构成了一个依次递进的层次与水平.平时的教学中,教师依据知识的内在联系,由浅入深、循序渐进地设计,学生才能真正学有所得、学有所获．微小形变书本中未涉及,但是基于学生在“探究声音的产生”时,已经接触过放大法研究看不见的现象(图5),至此,通过光斑的变化显示桌面的微小形变,也就顺理成章了.

师：对于弹簧、橡皮泥等的形变我们直接看到，手压桌子，桌子是否发生形变？

图6

设计意图：微小形变是学生认识上的盲区，学生通过观察平面镜两次反射后光斑位置的变化，逆向推导出手压桌子时，桌子也会发生形变(图6)，启迪学生的思维，开拓学生的见识.

初中阶段,教材中对于弹簧形变与外力的关系只做了定性的介绍,但是学生有个疑问:依此制成的弹簧测力计,刻度均匀吗?因此,笔者的设计如下.

活动2：探究力.

请高矮不等的两个学生比较力(图7)，其他同学猜想形变与外力的关系，并利用桌上的器材，尽量多设计实验验证.

追问：弹簧的形变与外力之间具体是什么关系呢？(传感器展示，图8)

图7

图8

师：看来他们之间还存在着线性关系，所以，人们就用这个原理制成了测力计.

设计意图：在初识力的概念后，通过有趣的“比较力”生活情境，活跃课堂氛围，并放手让学生自主探究弹性形变与外力的关系，效果显著；再借助传感器拓展学生的视野范围(虽然学生的数学知识并未涉及正比函数，但是在物体的运动中，学生已经会用s-t图像描述匀速直线运动)，完善学生的思维过程，培养学生严谨的科学态度，并为学生的后续学习做好铺垫.

总之,教师应立足于学生感性的、已知的、简单的认知,创造丰富有趣的情境,引领着学生向着理性的、未知的、复杂的领域探索.唯此,物理的课堂才能让思维绽放、让智慧闪光,科学思维的提升才能真正落地生根.