体验式教学在物理课堂中的应用—以“二力平衡”为例

王 超

（江苏省苏州市吴中区迎春中学，江苏苏州 215128）

引 言

物理学习是在观察、思考、研究和实践中获得物理知识和技能。这一过程只有通过亲身体验才能完成。初中物理教学过程中所指的体验，就是教师以课堂为舞台，以学生为主体，以任何感官能够接触到的介质为道具，创造出能够引起学生兴趣、思考的情境。在新课程标准下，体验教学主要分为“具体体验”“观察思考”“抽象概括”和“实践检验”四部分。“具体体验”就是让学生亲身经历，满足各感官需求；“观察思考”就是在体验的基础上，进行内容反思；“抽象概括”是在体验、思考的基础上，总结出概念或规律；“实践检验”就是将总结的概念和规律进行具体应用，既可以检验概念的正确与否，又能帮助我们解决实际的问题。整个体验式教学是一个相辅相成、环环相扣的过程，既符合了学生的认知规律，又满足了物理学科素养的要求，还能提高学生的核心素养。下面，笔者以“二力平衡”为例，来谈谈在物理课堂教学中，如何带领学生进行体验式学习。

“二力平衡”是初中物理教学中的核心内容，也是中考考查的热点和难点。本课主要研究“二力平衡”的条件及物体在平衡力作用下的运动状态这两部分内容。这是“力和运动”这一章节的重要组成部分。学生在学习本内容时，通常会遇到以下三个问题：（1）本课内容涉及力学和运动学的知识，是比较抽象、难懂的，学生无法产生浓厚的学习兴趣；（2）“二力平衡”的条件比较多、比较复杂，学生无法在一两个体验活动中全面了解、掌握；（3）如何将“二力平衡”的条件和具体实践应用相结合。接下来，笔者就设置丰富的体验活动来解决这三个难点问题。

一、创设情境模式，激发具体体验

体验式教学第一步就是满足学生各感官的具体体验，这是学生反思、概括的源泉。物理学科素养的培养，就是促使学生通过体验产生认知冲突，以激发自身科学探究的兴趣和原动力。教师应积极创设情境，设置活动，让学生有身临其境之感。教师在创设情境时，要做到有的放矢，可采用一些和当下学生生活比较密切的、学生比较感兴趣的素材进行情境创设，同时避免难度过高的、过于抽象的，或者难度过低的、让学生不屑的情境体验活动。这更有助于激发学生的好奇心和求知欲[1]。

【教学设计1】“二力平衡”导入

体验活动：请两名学生将一根一米长的木棒直立在手指上，如图1所示，看谁坚持的时间长，让其他学生观察。

设计意图：让部分或者全体学生亲历比赛活动，利用学生的表演欲和求胜欲，激发其思考：如何才能在比赛中获胜，从而引出研究课题。

图1

【教学设计2】引入“探究二力平衡条件”的问题

体验活动：将一个玻璃杯放在光滑的玻璃斜面上来观察其运动状态，如图2所示。

设计意图：让学生看到玻璃瓶无法静止在光滑的玻璃斜面上，从而引发学生思考和提问。不是所有的两个力都能使物体处于平衡状态。提出这堂课的主要研究问题：二力平衡的条件是什么？

图2

【教学设计3】探究“二力平衡”的四个条件：同体、等大、方向、共线

体验活动：教师让学生采用分组形式，利用铁架台、钩码、定滑轮、轻质小纸片、剪刀来完成以下四步操作。

（1）在两边分别挂上不同数量钩码，观察纸片能否平衡，如图3所示。

（2）将相同数量的钩码挂在同一侧的定滑轮上，观察纸片能否平衡，如图4所示。

（3）将纸片旋转一定的角度，观察纸片能否平衡，如图5所示。

（4）用剪刀将纸片剪断，观察纸片能否平衡，如图6所示。

图3

图4

图5

图6

设计意图：此设计分别展示了“二力平衡”的四个条件，让学生获得了相对独立的体验，有助于其归纳和总结。这既体现了控制变量法的要求，又可以让学生在简单的、单一的体验中获得复杂的知识。

二、利用问题设置，反思体验经历

在大量具体体验的基础上，学生获得了许多信息。这些信息相对来说是繁乱、复杂的。所以，教师在学生体验后，要设置具体、有效的问题，帮助学生梳理这些信息，去除无用的、不贴切研究主题的信息，并且将有用的信息进行有效的整合，从而形成研究问题的证据链，帮助学生在证据中反思、概括、总结，得出最终的有效概念，并总结出研究方法和经验，使学生不仅获得学科知识，还能在科学探究过程中掌握科学的方法和树立科学的态度和责任心。

例如，在教学设计1中，学生获得的信息是很多的，此时教师可提出问题：怎样做才能获得比赛的胜利？很多学生无法回答，教师可以再相应地设置一些小问题，如物体在手上是怎样的一种运动状态？物体受到几个力的作用？分别是什么力？能否将力的示意图画出来？这样就把学生引入本课内容的学习中。再如，在完成教学设计3的活动后，教师可以利用PPT展示图6的实验场景，并设置如下问题：（1）此实验能否得出，二力平衡时两个力大小可以不相等？（2）什么原因导致这个实验失败？（3）如何改进？（4）针对活动3的设计，利用小卡片代替木块A有什么好处？（5）如何选择合适的小卡片？以上问题的设置环环相扣，使学生深度体验的过程更加全面，也有助于其更好地归纳和总结结论。

三、分析归纳总结，得出物理概念

美国教育家、心理学家库伯认为：“知识的获取源于对经验的升华和理论化。”学生在体验的过程中获得了大量的经验，并通过分析与反思对经验进行了选择和整合。接下来，学生就要发挥自己的主观能动性，在教师帮助和配合下，抽象、概括体验所得，在和同学讨论、交流、合作下，总结出适合一般情况下通用的物理概念和规律。在这个过程中，教师应该以学生为主体，锻炼学生的分析、概括能力。例如，在教学设计3中，每完成一个操作步骤后，教师应让学生分步归纳。如在完成第一步操作后，学生发现做到同体、反向、共线几个条件后，由于没有做到等大，物体无法平衡，多次试验后，就可以得出初步结论：等大是二力平衡的条件之一。同理，完成后面几步的归纳总结。最后，在分步归纳的基础上，综合归纳出二力平衡的条件：同体、等大、共线、反向[2]。

四、再设情境活动，体验实践应用

图7

在学生通过科学探究过程，归纳和总结出物理概念、规律后，教师就可创设一些新的情境来让学生检验物理概念的正确性，同时也是对教师教学过程的积极反馈。在“二力平衡”课堂教学的最后阶段，教师可以创设两个情境，让学生亲身体验[3]。

【教学设计4】二力平衡条件应用1

体验活动：准备一把长度为20cm的均匀刻度尺，让学生一次性放在自己的食指上，使其平衡，如图7所示。

设计意图：本活动设计主要强调一次性放好，避免了学生多次调试而找到最后的平衡状态。这就引导学生思考：怎么做才能一次性完成？为了满足二力平衡的特点，学生自然就会找出直尺的重心，然后将重心部分放在手指头上，从而使直尺平衡。

【教学设计5】二力平衡条件应用2

体验活动：利用长门板制作简易平衡木，让学生尝试走平衡木，如图8所示。

设计意图：让学生在体验的过程中，验证二力平衡的条件，只有将自己的重心始终保持在平衡木的正上方，人才不会掉下来。这也和本课引入的情境形成呼应。

图8

物理学的基础就是实验教学，通过实验将自然界普遍发生的物理现象或规律进行集中的表现。学生可在体验中建立正确的思维方法，科学地获取物理知识与技能，并在科学探究过程中树立科学的态度和责任心。所以，以实验为载体、以生活为源泉的体验过程，是学生体验活动的主战场，是学生获得知识、提升技能的主要途径，也是物理科学素养的重要组成部分。所以，教师必须创设情境，以满足学生全面的体验需求，让学生在快乐中体验物理知识。

结 语

综上分析，我们在平时的物理教学中，应遵循学生的认知特点，从抽象到直观、从现象到本质、从感悟到分析、从体验到认知。这是提高物理学科核心素养的必要途径。这就要求教师平时多思考、多研究，努力提升自己的教学理论和技能，竭力提升学生的综合能力。这不仅是新课程标准的教学要求，也是提高教师专业素养的必要途径。