基于建构主义的高中物理课堂教学设计——以“平抛运动”为例

马 博

徐州市第二中学，江苏 徐州 221000

1 引言

在传统物理教学过程中,往往以“教”为中心，强调教师的绝对权威，通常采用的教学方式是填鸭式教学：教师占据主要位置，掌握课堂的主导权，学生只能被动地进行物理学习和实验[1]。填鸭式教学忽视了学生的学习主体地位，教学效果也不尽人意。新课程教学强调以“学”为中心，注重学习过程中师生间的互动，主张教师转变角色，从而以更加积极的心态和方式投入到教学之中。建构主义理论认为，学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象[2]，即知识不是通过教师的传授得到的，而是学习者在一定的情境下，借助必要的学习工具和他人的帮助，通过意义建构的方式获得的。建构主义理论倡导教学中以“学生”为中心，注重学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构[3]。建构主义学习理论揭示了学习过程的认知规律，即学习如何发生、意义如何建构、概念如何形成等等；同时也明确了教师在学习过程中的地位，即教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。在基于建构主义的课堂中，教师将学习的主动权还给学生，促使学生能够更好地表达自己的想法，从而调动学生学习的积极性和热情，使其学习的主体地位得到充分的关注和重视，符合新课程的教学理念。

本文以人教版高中物理必修二的“平抛运动”为例，探讨如何在“核心素养”时代[4]打造建构型的物理课堂。

2 教学设计思路

“平抛运动”是在学生学习直线运动规律、牛顿运动定律以及运动的合成与分解之后的具体应用实例。本节知识的学习是后期研究抛体运动规律、带电粒子在电场中的“类平抛运动”规律的基础，在高中物理知识体系中起到了承上启下的重要作用。由于学生已经掌握了曲线运动概念、曲线运动的特点及研究曲线运动的方法，所以本节知识的建构过程，是从曲线运动入手引入“平抛运动”的概念，再经过科学猜想、探究验证来展开学习的。整体教学思路如图1所示。

图1 “平抛运动”教学设计思路

3 教学活动设计与教学过程

3.1 新课引入

播放视频引入新课。视频内容包括：“2016里约奥运女排夺冠”“2009骑士VS火箭——姚明经典时刻”“游戏——愤怒的小鸟”，如图2所示。配套学习活动设计如表1所示。

表1 平抛运动“新课引入”环节活动设计

图2 “平抛运动”引入视频 ——“2016里约奥运女排夺冠”“姚明经典时刻”“愤怒的小鸟”

设计意图：学生通过视频观察“击出的排球”“投出的篮球”“发射出的小鸟”的运动轨迹，体会从现实生活走进物理课堂。复习曲线运动的概念，为引出抛体运动概念作铺垫。通过视频观察和问题设置，在物理课堂教学中培育学生的爱国主义情怀，在潜移默化中提升学生的民族自豪感。引导学生复习已有知识，建立起已有知识和新知识间的联系，为学生生成新知识建构好框架。

3.2 模型建构

设计学习活动，引导学生建构“平抛运动”的运动模型（表2）。

表2 平抛运动“模型建构”环节活动设计

设计意图：设置学生动手实验的学习活动，让学生参与到课堂学习中来，有利于提高学生的学习热情。经过教师引导，对比“抛出纸飞机”与“抛出橡皮”轨迹的异同，让学生意识到空气阻力对于不同抛出物体的影响差别，进而抽象出“抛体运动”的概念。再结合动画演示，引导学生建构出“平抛运动”的模型，为“平抛运动”规律的学习打好基础。

3.3 科学猜想与探究验证

设计“问题串”和“实验活动”，引导学生在自主思考、科学猜想和实验探究之后，总结得出“平抛”运动的规律（表3）。

表3 平抛运动“科学猜想与探究验证”环节活动设计

设计意图：教师为学生学习创设情境、提供探究学习的条件。在“规律探究”环节，为突出学生的课堂主体地位，设置了一系列注重学生参与的学习活动：学生能够通过现象观察或自主思考得出的学习成果，就交给学生自主完成；学生能根据教师引导或小组合作完成的学习活动，就交由学生掌控。在“规律探究”环节中，重在引导学生亲身经历探究学习过程，培养学生的科学探究意识与能力，体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。

3.4 知识应用

设置“例题”和“随堂检测”，引导学生运用“平抛运动”的相关知识解决具体问题。配套学习活动设计，如表4所示。

表4 平抛运动“知识应用”环节活动设计

设计意图：一是引导学生学习运用“平抛运动”规律解决具体问题，培养学生知识运用的能力；二是通过小组“经验交流”活动环节，让学生之间加强互动交流和学习成果分享，以期达到优势互补的效果。

3.5 方法迁移

设置两道思考题，给学生留下思考探究的空间（表 5）。

表5 平抛运动“方法迁移”环节活动设计

设计意图：两道思考题的设置，一是为“解惑”，即由实验观察发现“平抛运动”的轨迹为“抛物线”，于是引导学生运用本节“平抛运动”的知识探究解决这个疑惑；二是为“致用”，即知识的学习是为解决具体的问题，而现实生活中出现更多的是“斜抛运动”，于是引导学生运用“平抛运动”的研究方法来分析“斜抛”的运动规律，在挖掘学生“学以致用”能力的同时，促进学生学习方法的正向迁移。

4 教学反思

教学实践发现，基于建构主义理论设计课堂教学，应注意两点：（1）教学设计要充分考虑学情，要以促进学生的发展为根本原则；（2）教学设计要充分考虑课堂中的“应变”，即课堂的发展进程不可能完全按照教学设计的路线进行。因此在设计教学环节时，要考虑到学习过程中的变数，做到以“教学设计”之不变，应对课堂发展之“万变”。

在建构主义学习理论的指导下，将本节课设计为“概念引入”“模型建构”“科学猜想与探究验证”“知识应用”及“方法迁移”五个学习环节。在具体环节中通过“问题串设计”“自主学习设计”“小组合作探究设计”等学习活动的设置，引导学生高度参与课堂学习，发掘学生探究学习的潜力，促进学生综合学习能力的提升。整体来说，教学过程顺畅，学生热情饱满，课堂参与度较高。美中不足的是考虑到课堂容量与课堂时间的匹配问题，在“科学猜想与探究验证”环节中的“探究验证”选用了实验视频探究，而非学生亲历实验过程，可进一步思考、改进。

总而言之，建构主义强调以学生为中心，注重学生对知识的主动探索和对所学知识意义的主动建构。基于建构主义学习理论设计高中物理课堂教学，按照学生的认知发展规律设计物理课堂学习活动，能够有效提高学生的课堂参与度并激发他们的学习热情，利于培育学生的科学探究意识与能力，发展学生的学科核心素养，促进“立德树人”教育目标的实现，值得继续探索和实践。