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构建“六一”课堂 提升物理教学效果
——以“摩擦力”教学为例

2022-08-01晏廷飞

课程教学研究 2022年4期
关键词:参考系六一摩擦力

文∣晏廷飞

物理课程标准倡导教学方式多元化,通过多手段促进学生更好学习;其本质是教师设计课堂时采用多种手段呈现形式多样的学习材料,使用多种手段剖析学习材料,让学生在形式多样的学习活动中以轻松愉悦的氛围完成新知识的构建,实现促进学生深度学习和学习兴趣的进一步激发。“六一”课堂是指在课堂教学中,以一个灿烂微笑开始课堂,以一个笑话调节课堂氛围,以一个变式拓深学生思维,以一个生成捕捉教学机智,以一个故事升华知识理解,以一个活动激发探究欲望。“六一”课堂具有丰富的内涵。“六一”是快乐的象征,是童心的蕴意。教师应该将目标定位于着力打造学生愉快、悦纳度高的课堂。通过“六一”课堂的构建,可以使课堂氛围更轻松,师生情感距离更近,学生对物理学习兴趣更浓。“六一”是指征判断备课程度的标准。课堂教学效果与教师备课广度、深度密不可分,在一节课堂上要实现“六一”,需要教师深入研究学生、研究课标、研究教材,更需要教师有广博的知识面,将生活常识、生活实例等和教学有机融合。“六一”还是引导学生发展,促进高效学习效率的手段。“六一”课堂促进学生在变式拓展、课堂生成、学科故事中发展思维、升华知识理解,也教会学生从多个角度分析问题,学会将所学知识与实践构建联系,提升学习效率。

一、以一个灿烂微笑开始课堂

在与人沟通过程中,肢体语言对沟通效果、信息有效传递有非常重要的影响。课堂教学是生生、师生互动沟通的过程,是信息传递的过程,教师除了教学设计要符合学生实际、语言要精练严谨外,也要重视课堂上语气语调的抑扬顿挫以引起学生关注,更要重视肢体语言的恰当运用以增强信息传递效果。课堂上学生有一个愉快的心情,能够对学习更专一,学习效果会更好。教师应该要让学生达到心情愉悦的状态。教师可以结合教学内容与学生生活实际,巧妙设计一个小环节,逗学生开怀一笑,开始上课。

“摩擦力”一节教学中,教师可以在课前进教室时,假装故意要滑倒,然后说“地拖得太干净、摩擦力太小了”。这样可以逗学生开怀一笑,再借此导入新课。又或者可以展示学生拔河的照片,展示学生齐心协力时可爱的样子、学生费尽九牛二虎之力“狰狞”的样子,给大家带来愉快的课堂气氛,且拔河比赛的胜负与摩擦力关系非常密切。

二、以一个笑话调节课堂氛围

课堂氛围对学生学习效率有重要影响,最佳的课堂状态应该是学生处于适当紧张而又感觉轻松、不压抑的状态中。物理知识学习难度较大,思维纵深大,很多问题的分析解决要层层深入。物理知识思维难度大且思维链条过长,容易让学生陷入思维疲劳,导致他们精神状态不佳,难以持续集中注意力学习。教师要善于捕捉学生状态的变化,及时对教学内容、策略等方面作出调整。教师也可以在教学设计中穿插一些能够调动学生情绪,让学生兴奋的探究活动,例如趣味实验、比赛、游戏、幽默笑话等。物理课堂上的笑话未必有小品、相声中的包袱那么有趣、讨喜,甚至还会有点牵强;但在枯燥的物理课堂上已经非常难得了,对课堂氛围、师生交流能起到很好的调剂,可以适当给学生减压。课堂上有欢声笑语,学生才有活力,学习效果才好。教师能否在一节课上设计出幽默的段子,取决于教师的知识面和教育素养。教师有广博的知识,能够将教学内容与学生生活构建联系,在课堂上抓住某一教学瞬间,以幽默的口吻讲述知识,学生的学习效果将有效提升。

在“摩擦力”一节中,学生开始遇到的情境、处理的问题都是压力等于重力,学生易将滑动摩擦力的计算公式f=μFN扩大到静摩擦力,经常会用f=μmg计算处于“斜面的上”“受到斜向上拉力”“受到斜向下推力”等情境物体的滑动摩擦力以及各种情境中物体的静摩擦力。为了破除学生的错误认知,引导学生掌握分析、求解摩擦力的正确方法,教师首先给出各种重力与压力不等的情境让学生求解摩擦力,让学生明确f=μFN是滑动摩擦力专属公式。在学生破除错误认知后,教师顺手拿起一盒牛奶,并说道:“不是所有牛奶都叫×××,不是所有摩擦力都是μmg。”

三、以一个变式拓深学生思维

学习物理的过程是学生训练、提升思维品质的过程。物理课程肩负发展学生智力、启迪学生思维的重要使命。在课堂教学实施中,教师应将培养学生作为重要目标,设计一些能够吸引学生思考的情境,设计一些将学生思维带向纵深的追问。在学生学习的关键之处、卡壳之处、易错之处设问,通过问题链引导学生深入思考,这不仅可以弥补学生知识缺陷,更能锻炼学生思维的严密性、灵活性、深刻性、敏捷性、批判性、独创性。[1]尤其是在习题教学中,教师对物理问题、情境进行改变,拓展教学内容,是训练学生思维的重要手段。变式拓展是让学生“小题大做”,教师“小题深讲”。教师对习题进行多角度拓展延伸,对习题价值进行深度挖掘,可以提升教学效果。[2]

在分析物块在传送带上的摩擦力时,教师给出图1,出示例题:传送带顺时针转动,将可以看成质点的物块无初速放在传送带上,分析摩擦力类型和方向。教师引导学生分析:以传送带为参考系,物块相对滑动的方向向左,滑动摩擦力向右。然后教师再开展变式教学。

图1

变式1:物体在传送带上做什么运动?摩擦力是阻力还是动力?

变式2:如果传送带足够长,经过一段时间后,物块随传送带一起匀速运动,分析物体的受力情况。

变式3:分析将物体无初速放上传送带后,物块可能的运动过程。

变式4:将传送带由水平变成倾斜,传送带顺时针转动,物块刚放去时所受摩擦力的类型和方向,如图2所示。

图2

变式5:经过一段时间,物块在传送带上相对静止,分析摩擦力的类型、方向,判断摩擦力是阻力还是动力。

四、以一个生成捕捉教学机智

课堂能否启迪学生的思维,能否在教学内容实施过程中实现学生智力的充分发展,关键在于师生、生生有思维的碰撞。课堂生成是以了解学情、及时反馈学情的教,只有对学生了如指掌,教学才有针对性,教学素材的呈现、问题的抛出才能贴合学生学习需求,引起学生思维、情感的共鸣。课堂生成是师生、生生互动、思维碰撞的过程,是教师依据学生现实情况,及时打破原有预设,顺着学生思维、错误、闪光点重新组织教学的过程。这需要教师在教学中能抓住学生有价值的错误和思维亮点,迅速对教学内容、策略作出改变,是教师学科素养和教育教学能力的综合体现。

“摩擦力”一节课中,学生学习的内容较多,也形成了不少错误认识,例如“摩擦力都是阻力”“运动的物体才受滑动摩擦”“静止的物体才能受到静摩擦力”等。在课堂练习巩固环节,从学生对问题的回答可以判断出不少学生的错误认知。教师可以提出问题:①如何判断摩擦力是不是阻力?②滑动摩擦力产生条件要求两物体间有相对滑动,是要求物体一定要运动吗?③产生摩擦力时要求两物体相对静止,是静止吗?④相对滑动方向是以哪个物体为参考系?⑤运动方向是与什么物体为参考系?⑥相对静止时以什么物体为参考系?⑦静止是以什么物体为参考系?利用这些问题让学生明白相对滑动与运动、静止与相对静止与所选参考系有关,判断相对滑动、相对滑动趋势方向时应以摩擦力的施力物体为研究对象,方向可能与运动方向相同或相反,也可能是阻力也可能是动力。最后,教师让学生思考人走路是什么摩擦力?是阻力还是动力?并用手的食指和中指模拟走路的过程,如图3所示,让学生感受摩擦力的产生和方向。

图3

五、以一个故事升华知识理解

故事可以激发学生的学习兴趣,拉近物理和学生的距离。教师在课堂上以物理学史或联系所学内容的生活场景创编故事创设物理情境,可以为枯燥、乏味的物理课堂增添乐趣,激起学生的求知欲望,教师也可以将学生所学知识生活化、实践化,促进学生对知识的深刻理解。以学生喜闻乐见的故事做类比,同化已有知识和经验,为学生构建新知铺设台阶,降低学生构建新知的难度。教师还可以用故事创设问题情境,让学生利用所学知识解决问题,让学生通过问题解决提升对知识理解的深刻度、透彻度、灵活度。

“摩擦力”一节中,摩擦力方向的判断是难点,是学生易错之处。错因主要是学生混淆了“相对滑动方向”与“运动方向”,将二者等同;且学生的这一认知根深蒂固难以纠正。要学生顺利构建真知,需要先采用他们喜闻乐见的教学方式和素材破除学生的迷思概念,创编学科故事就是不错的选择。

例如,以学生熟悉的乘坐高铁为情境创编故事如下:周六我们班的小明同学从小榄乘车去广州南站,她刚上车列车就开动了。她拉着行李往车厢尾部走,某时刻列车速度是30 m/s,她的速度是5 m/s,请问她的运动方向是向哪里?她的速度是多少?

然后教师继续追问,计算她的速度时,以什么为参考系?如果要研究她拖着的行李所受摩擦力,其相对运动方向是哪个方向?以哪个为参考系?学生会以列车为参考系得到行李相对滑动方向是向南(小榄方向),相对运动方向与以地面为参考系运动方向不一致,是相反的。

接着以本班学生换桌位为情境创编故事。换座位时学生A将课桌从第一组换到第三组,教师问学生课桌的运动方向向何处?相对运动方向向何处?这两个方向相同吗?判断方向时所选择的参考系相同吗?在这组提问中,学生易知这两个方向相同,都是指向第三组,所选参考系相同。

最后,教师引导学生思考为何运动方向与相对运动方向有时一致,有时不一致,对比前面两个故事情景得到运动方向一般默认以地面为参考系,相对运动方向以施力物体为参考系,而摩擦力的施力物体未必是地面,故两个方向未必一致。通过学生坐高铁创编故事,教师将学生生活与物理学习密切联系,构建认知冲突,打破学生原有认知,顺利区分运动方向与相对运动方向。

六、以一个活动激发探究欲望

在课堂探究活动中,学生要在与他人的讨论中完成学习任务,需要手脑并用完成知识构建或知识运用。如图4所示,按照学习金字塔理论讨论、实践属于主动学习,学习内容的平均留存率远高于听讲、阅读、声音图片、示范演示等被动学习。为了提升学生的学习欲望和效率,教师有必要在每一节课的核心知识或教学难点至少设计一个探究活动,形式可以是实验探究、学生分组比赛、小组讨论展示等。让学生在开心、愉悦的活动中完成知识的学习、重难点的突破,或通过活动完成知识的运用。

图4

“摩擦力”一节可以设计如下趣味活动。第一,拉书游戏。为了让学生感受静摩擦力,教师让学生两人一组,将物理课本交叉对插后两人各自捏住书脊往外拉,学生出乎意料地发现,费很大的劲也拉不开。第二,演示摩擦力的方向。教师准备电动玩具小车、硬纸板2张、圆木棍(铅笔)等材料。让学生启动小车,研究小车是前驱还是后驱。教师将圆木棍铺在水平桌面上,把硬纸板置于圆木棍上,小车前轮、后轮分别置于一块硬纸板上方,启动小车,让学生观察纸板运动方向,说出轮子的所受摩擦力方向,判断小车是前驱还是后驱。

七、结语

构建“六一”物理课堂对提升学生学习效率具有积极的意义。“六一”课堂让学生以快乐的心态在轻松愉悦的氛围中完成物理知识的学习。“六一”课堂可以很好地拓展学生思维,促进知识的运用。虽然在物理课堂上的各种活动没有那么有趣,但也能给物理课堂带来欢乐。每一节课都构建为“六一”课堂对教师而言具有不小的挑战,这需要教师有深厚的物理专业素养、广博的知识,将物理知识和其他知识、情境有机融合的能力。

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