以主题为线索构建课堂教学的实践

摘 要：新课标提出“以主题为线索，构建课程结构”的理念，以苏科版“动能 势能 机械能”的课堂教学为例，介绍以主题为线索构建课堂教学的策略：深挖教材，精选主题；结合实际，优化设计；设置问题，构建课堂。

关键词：主题为线索；动能；势能；魔罐

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2024）10-0025-3

收稿日期：2024-07-10

基金项目：江苏省中小学教学研究第十四期课题“基于中学物理教师信息素养提升的学科融合实践研究（2021JY14-L384）。

作者简介：陈峰（1990-），男，中学一级教师，主要从事初中物理教学工作。

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）中提出“以主题为线索，构建课程结构”的课程理念，新课标在该理念下提出了“依据物理学科内涵，遵循学生认知规律，明确物理学习主题。注重知行合一、学以致用，体现物理课程基础性、实践性等特点”的具体要求［1］。在初中物理课堂的常态教学中，可深挖教材中的素材，精选实践性、综合性主题；结合具体的案例，加强教学与实际的联系，对主题进行优化设计；根据主题创设相应的情境，通过问题设置构建更好的课堂教学设计。本文以苏科版“动能 势能 机械能”第二课时的课堂教学为例，以主题为线索，构建课堂教学的实施策略，为落实“以主题为线索，构建课程结构”的课程理念提供参考。

1 深挖教材，精选主题

苏科版教材九年级上册第十二章第一节“动能 势能 机械能”需要两个课时完成，第二课时的学习目标是：知道机械能是动能和势能的统称，通过观察和实验，知道动能和势能可以相互转化；能说明一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的现象；通过观察现象，知道动能和势能在相互转化过程中，物体的机械能会逐渐转化为其他形式的能。教材设计了“观察摆球动能和重力势能的转化”的活动以及“游乐场的过山车、落地后又弹起的皮球、荡秋千的人、撑杆跳高的运动员”四个情境，分析情境中物体动能和势能的转化情况。对于初中学生来说，能量转化的概念抽象难懂，除了上述的观察活动以及情境展示，本节教材的“课外实践与练习”栏目还设计了制作一个能自动回转的“魔罐”的活动。将这一活动作为课堂教学设计的主题，通过创设可操作的主题情境，串联教材内容，构建课堂教学，可以丰富学生的体验，让他们在主题任务完成过程中对能量的转化有更直接的体验，加深对动能和势能相互转化的理解。

2 结合实际，优化设计

如何将课外的实践搬到课堂中来，在有限的时间内让学生完成“魔罐”的制作，这就需要教师先行实践，发现制作过程中可能遇到的问题，并设计好解决措施，优化制作过程。教材中的制作过程如下：如图1所示，在金属罐的盖子和罐底各开两个小孔，用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，然后将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔并固定起来，这样，一个“魔罐”就做成了［2］。

分析教材中的制作方案，发现制作一个“魔罐”存在如下问题：

（1）金属罐的尺寸应该是多大？从生活中取材的话，什么样的罐子比较合适？

（2）什么样的橡皮筋比较合适？需要几根？

（3）钩码用什么材料系在橡皮筋上？

（4）橡皮筋如何穿过盖子和罐底的小孔并固定？

结合生活实际，经过多次实践，对教材中的制作方案进行如下优化：首先是器材的选择，直径8 cm左右、高15 cm左右的圆柱形金属罐或塑料罐较为合适，配合罐子的尺寸，选择4根外径40 mm、直径1.5 mm的常规尺寸橡皮筋。钩码可用细铜丝（漆包线）缠绕固定在橡皮筋上，相较于用细线固定钩码，细铜丝更易于打结和固定。联想到“穿针引线”的方法以及工程施工中用铁丝牵引穿电线的方式，利用细铜丝牵引橡皮筋穿孔，穿出后的橡皮筋用漆包线缠绕固定，即完成了“魔罐”的制作。

为保证学生在课堂上能够完成制作，提前让学生带来适合的罐子，由老师打孔，给每组准备4根橡皮筋、4根细铜丝（长约7 cm）以及1个钩码等器材。

优化后的具体制作步骤如下：

（1）如图2所示，将穿有4根橡皮筋的细铜丝绕过钩码底部，并缠绕连接，使钩码和橡皮筋系在一起。

（2）如图3所示，取两根细铜丝，牵引其中两根橡皮筋，穿过罐底的孔，将穿出的两根橡皮筋用一根细铜丝缠绕连接。

（3）如图4所示，将另外两根橡皮筋也用细铜丝牵引穿过盖子上的小孔，并用细铜丝缠绕连接，“魔罐”就做成了。

3 设置问题，构建课堂

“魔罐”的制作已优化设计好，接下来就是以“魔罐”的制作为主题，通过设置问题，开展活动，构建课堂。

引入：演示能自动回转的“魔罐”。

问题1：神奇的“魔罐”在水平桌面上滚出后，为何能自动滚回来？这里蕴含了怎样的物理道理？通过今天的学习，我们就能知道其中的奥秘了。

任务一：观察动能和势能的转化。

活动一：观察摆球动能和重力势能的转化。（演示如图5所示）

问题2-1：摆球运动的过程中，动能和重力势能是如何变化的？说出你判断的依据。

活动二：观察滚摆动能和重力势能的转化。（演示如图6所示）

问题2-2：滚摆运动的过程中，动能和重力势能是如何变化的？请说出判断的依据。

活动三：观察动能和弹性势能的转化。（演示如图7所示）

问题2-3：小车运动的过程中，小车的动能和弹簧的弹性势能是如何变化的？请说出判断的依据。

任务二：分析动能、势能之间相互转化的现象。

问题3：观察图8中物体的运动，分析各图中动能和势能的转化情况。

通过任务一和任务二的学习，学生从大量的事例中认识到动能和势能可以相互转化，为了促进动能和势能相互转化规律在头脑中的提炼与升华，将所学的知识与实际情境联系起来，解决实际问题，教师解释课前的引入，并引导学生制作一个能自动回转的“魔罐”。

任务三：做一个能自动回转的“魔罐”。

问题4-1：大量的事实说明，动能和势能可以相互转化。“魔罐”内有什么结构？“魔罐”自动滚回的过程中动能和势能是如何转化的？

问题4-2：参照教材第39页的制作方法，能否制作一个能自动滚回的“魔罐”？

问题4-3：如何方便地将橡皮筋穿过盖子和罐底的小孔？

问题4-4：打算怎样将穿过盖子和罐底的橡皮筋固定？

充分讨论后，提供器材，介绍制作方案，学生分组制作。制作完成后，各组展示，描述“魔罐”运动过程中动能和势能是如何转化的，分享制作过程中成功的经验，分析失败的原因，提出独到的见解以及创新手段。结合学生的实际操作与观察提出如下问题，引发学生深度思考。

问题5：当你将“魔罐”在水平面上滚出后，它能自动滚回来，请判断“魔罐”有没有可能滚回初始位置，这是为什么？若将“魔罐”由静止从斜面上滚下，它也能沿斜面自动滚回来，请判断“魔罐”有没有可能滚回初始位置，这又是为什么？

结合学生的实际操作，发现在水平桌面上滚出的“魔罐”有可能滚回初始位置，而且能滚回到更远的位置。这是因为开始时手对“魔罐”做了功，“魔罐”在初始位置具有较大的动能；将“魔罐”由静止从斜面上滚下，它也能沿斜面自动滚回来，不能滚回到初始位置，因为在初始位置释放时，“魔罐”只具有重力势能，滚动的过程中机械能有损失。

4 结 语

“魔罐”的制作既可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，又能补充实验课程资源，有利于增强学生的创新意识。“魔罐”的制作给学生提供了解决实际问题的平台，学生在设计与操作的过程中解决实际问题，锻炼了能力，发展了思维。“魔罐”的成功制作，给学生提供了获得成功的体验，同时帮助他们建构动能和弹性势能的转化模型，调动学习兴趣，激发学好物理的愿望。

以“魔罐”制作为主题构建课堂，课堂目标清晰，结构简洁，能充分调动学生的学习兴趣，在动手制作的过程中，发现问题，解决问题，乐于思考与实践，能总结成功的经验，分析失败的原因，培养分享与合作的能力。深挖教材，选择适合的制作案例作为主题融入到课堂教学中，符合新课标的课程理念，也是跨学科实践活动的有效落地，丰富了教学方式。在日常的教学中可以多开展该模式的教学，深入挖掘教材，结合实际，加强与生产生活、社会发展及科技进步的联系，设置问题，构建课堂教学，培育学生的物理素养。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］义务教育物理教科书编写组.义务教育教科书物理九年级上册［M］.江苏：江苏凤凰科学技术出版社，2023：36-39.（栏目编辑 刘 荣）