“力的作用是相互的”单元的多样性学法

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  文章以苏科版“力的作用是相互的”的学习为例,阐述多样性学法才是达成多元学习目标的根本保障,文章例谈体验与观察、分析与综合、探究与推理、归纳与练习、思辨与制作等学法在相互作用力概念规律的形成、知识的应用和问题的解决等过程中的充要性.
  一、多元化的学习目标
  除知识目标外,经历必要的感知觉、思维、记忆及情感体验和意志努力过程是初中生完整实现物理课程三维目标的基本手段.所以,“力的作用是相互的”一课的学习目标可设计如下:
  1.学生经历体验与观察、分析与综合等过程,建立施力物体同时也是受力物体的概念.
  2.学生经历探究与推理、归纳与练习等过程,理解作用力与反作用力的特点.
  3.在发现和感悟相互作用力特点的过程中,培养学生独立思维、合作探究和确切表达的习惯,领略相互作用力的简洁与对称之美.
  4.在相互作用力的仿真问题解决中,强化学生的创新意识、实践能力和辩证唯物主义世界观.
  二、多样性的学习方式
  笔者设计3个课堂学习任务和荐用的学法如下:
  学习任务一(理解):“怎样正确建立施力物体同时也是受力物体这个概念?”
  体验:①用手指主动去按压没装笔芯的“按压式”圆珠笔;②用左手用力打右手手背;③手持一把学生用塑料软尺去平推一本桌面上的词典.
  学法设计意图:体验①中用没装笔芯的按压式圆珠笔代替教材设计的铅笔,让学生既可以感受到施力效果和受力效果,又能巧妙避免笔尖可能对手指的伤害.体验②一手打另一手手背,既可避开两手互相施力嫌疑,还可产生“本来是左手想打痛右手,结果发现‘左手也很痛’”的深切感受.体验③发现本来是软尺主动推词典,结果是软尺反而先被折弯,并且巧妙地从“由人直接体验的相互作用情形”过渡到“由两个物体间的相互作用情形”,便于产生认识上的飞跃.
  观察:①结合教材P57图所示的内容,安排两位大力男生穿好旱冰鞋在座位间的长走道里先面对面互推,再让同学甲推同学乙的背;②让水平实验凳上固定了磁体的小车A与固定了铁块的小车B在较近距离时松手.
  学法设计意图:男生的力气相对大些,而且让学生在面对面推和面对背推的比较中思辨“主动被动”和“作用力反作用力”的区别,生动而有效.磁铁和铁块的演示实起迁移与强化作用.
  分析:①电线与吊灯、纸面与橡皮之间将怎样相互作用?②一个物体对另一个物体施加作用力时,另一个物体也 (同时/先后)对这个物体 ,即力的作用不但是 的,而且是 的.
  学法设计意图:两个事例对应着三大常见力中的弹力和摩擦力,相互作用力概念以填空的形式来定义和理解,也是从适合于大部分初中生认知水平的角度进行的设计.
  举证:①利用桌面、弹簧、笔管、钩码、纸屑等器材,你可以找到几个“力的作用是相互的”的证据?②从科技、生产、生活、体育及学习等五方面的事例中,你能找出3个可以证明“力的作用是相互的”的证据吗?
  学法设计意图:传统课堂教学中,也常出现“在实验和事例中寻找证据”的环节,但从学法的角度看,课堂上应先组织学生利用提供的器材进行独立研究,然后再与学生一起分享各自的实验方法和列例,随后,还需要组织学生利用“批注”等方式提高学习水平.
  学习任务二(探究):“相互作用的两个力有什么特点?”
  图1研究相互作用力大小
  实验:将两只弹簧测力计按图1所示的方法联结,用测力计甲去拉测力计乙时,你有什么观察?改变拉力的大小,重复实验3次,你有什么发现?再3次改变拉力的方向,你又有什么发现?
  梳理上述实验现象,完成下列问题解答,要求先独立思考,再同伴交流:
  归纳:①甲对乙的拉力作用在 测力计上,乙对甲的反拉力作用在 测力计上;②甲对乙拉力的大小 (>,=,<)乙对甲拉力的大小;③甲对乙拉力的方向 (相同于,相反于)乙对甲拉力的方向.
  思辨:手托排球时,手和排球间的相互作用力都是弹力;地上滚动时,排球和地板间存在相互作用的摩擦力作用;吸引的反作用是反吸引,排斥的反作用是反排斥……你能继续推想吗?
  相互作用的两个力的性质应该是 (相同/不同)的.
  图2路面上行驶的汽车
  练习:如图2所示,在①汽车的重力、②路面对汽车的支持力、③汽车对路面的压力、④路面对汽车的摩擦力、⑤发电机的牵引力五力中,肯定存在相互作用力关系的是 (填序号).
  学法设计意图:实验时,固定一只测力计,只让另一只测力计主动去拉是为了去除互拉嫌疑.同一方向上拉数次,而且多次改变拉力方向,是为了得到普适意义的规律,以防止实验的偶然性.对于定向思维问题,归纳、思辨、练习等环节,都应要求学生先独立思考,再小组交流.对于开放性质的问题,独立思考或操作后,教师可组织学生们利用小组交流方式“分享”同伴的智慧和经验.
  学习任务三(感悟):“人类是怎样利用相互作用力规律的?”
  演示:①用弹簧测力计提起一只微型电扇称出它的重力,给电扇通电,你将发现什么?②理解实验现象原因后,小组交流你的联想.
  图3
  活动:如图3所示,在旧光盘中央用玻璃胶倒着粘上一只中央开有小圆孔的塑料瓶盖晾干,将吹足气的中号气球开口处套上瓶盖上且平放光盘后松手放气,观察气球放气时在水平桌面上的运动,小组交流你的联想.
  观看:教师播放水母运动的视频,小组交流你的联想.
  在学生相对充分交流的基础上,教师发放选编材料或播放相关视频,组织学生进一步了解相互作用力在科技中的典型应用,从中培养实践能力和创新意识.
  学法设计意图:直升飞机、气垫船、磁浮列车、火箭等科技产品的工作原理其实很复杂,所以,达成多元化学习目标的愿望大多会遗憾落空.笔者设计学生在观察、活动、演示的基础上,一变“听中学”为“玩中学”、“发现中学”,二变“被动学”为“主动学”、“自主学”,三变“单体学”为“单体与同伴合作学”,四变“单学课本”为“多渠道学课程”,五变“单方式学”为“多方式混合学”,以切实推进物理学科的素质教育.
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