问题引导式情境法在“加速度”概念建立中的应用

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  摘 要:问题引导式教学法在突出学本课堂上有较强优越性,能够启发、诱导学生积极参与思考、调动学习气氛。而情境法教学是高中物理中常见的一种教学方式,本文通过“加速度”一课,分享笔者关于两者融合的一些体会。
  关键词:问题导向;情境教学;高中物理
  问题式情境法教学,是课堂教学中重要的一环,是一种以问题导向为核心、以情境分析为抓手的教学方法。教师可以根据教情、学情需要,从某一方面入手合理的利用情境并适时的设置问题进行引导,激发学生的求知欲并引导学生发散思维、深入思考总结,以达到理解掌握某一知识的教学体系。高中物理教学中,必须突出学生的建模能力和联系生活实际的能力,而情境式教学可以让学生身处需要分析的物理环境中,通过“身临其境”的分析物理事物、物理模型,激发科学思维,培养事物联系的能力。师生通过提取科学信息,分析、判断、归纳、证明、总结。发现物理事物、物理规律的内化联系,形成可持续发展的思维模式和核心素养。同时仍然保持着对物理事物的求知与热爱,探索物理规律的渴望,存在着积极的情感体会。笔者下面以人教版教科书高一上物理必修一“加速度”一课为例,谈谈自己运用问题导向的情境教学的方式。
  “加速度”一课教学中,主要的难点在于:1、加速度的概念(加速度是描述物理速度变化快慢的物理量,需要突出“快慢”);2、加速度的方向(加速度是矢量,方向由速度变化方向决定,与速度方向无关)。为了突破这两个难点,笔者共设立了3个情境及对应的6个问题引导。
  一、趣味式情境激发兴趣
  情境式教学首先要对学生的感知、体验做出激发,启动对问题的兴趣和探求。围绕教学内容,设置一个有趣的或者能直接冲击感官的情境(可以是实验、现象或故事等),加以适当引导,能充分调动学生的学习积极性。
  情境1:教师播放情境视频——“赛车与飞机比试速度,飞机却一点都不留情”。
  第一次播放时不加任何说明,学生自由观看。学生体会视频带来震撼感。第二次播放时设置问题。
  问题1:飞机和赛车比试,谁赢得了比赛?起步阶段谁取得了领先?速度大的物体速度变化一定也很快吗?
  学生通过观察,很容易得到答案:飞机的速度可以达到933km/h,赛车的速度只有295km/h(视频里有标注)。比赛的最后飞机赢得很轻松,而起步阶段,赛车却取得了短暂的领先。所以学生在思考“速度大的物体速度变化一定也很快吗”这一问时,绝大多数可以得到正确答案,且回答热烈。这样,新课的引入顺利完成。
  二、探究式情境培养能力
  物理教学的核心,是培养学生的物理思维和应用物理思想分析解决实际问题的能力。而探究式情境教学通过层层设问,步步引导,能极大的激活学生的思维能力,培养观察、解决、联系等一系列能力。在获取知识上是主动的,并提升学生的探究意识,形成物理思想。
  对于刚刚步入高一的学生,加速度的概念较为抽象,且需要理解加速度是描述物理速度变化快慢的物理量。既然要体现出“快慢”,那就有几种常用方法(可参照速度与位移的关系),如:相同变化量比时间长短或者相同时间比较变化量大小。因此,笔者给出了几个常见物体的运动情境。
  情境2:根据下表完成问答
  问题2:比较1、2两种运动,谁的速度变化大?谁的速度变化快?
  问题3:比较2、3两种运动,谁的速度变化大?谁的速度变化快?
  问题4:比较3、4、5三种运动,谁的速度变化大?谁的速度变化快?
  学生通过小组合作探究,发现:当时间相同时,速度变化量大的物体,速度变化快;当速度变化量相同时,时间越短的,速度变化越快。那么如果遇到时间和速度变化量都不同的情况下,如何比较速度变化快慢呢?这时,有的学生就提出了比值越大的,速度变化越快。教师顺势引出加速度的定义、公式、单位、矢量性(因时间是标量,所以加速度方向由Δv方向决定)等概念,就显得水到渠成,。
  三、直观式情境解决抽象概念
  物理研究需要一个化繁为简、内化升华的过程。对于研究的对象,涉及的影响因素非常多,那么我们在研究时就会抓住事物的本质、共性来建立物理模型,通过物理模型的研究,把抽象的事物、过程具体化。前文提过,“加速度”一节的难点在于如何突破“加速度的方向(加速度是矢量,方向由速度变化方向决定,与速度方向无关)”,为了这一难点的突破,笔者采用矢量的模型进行教学。这一模型,相对于其他方式会更加直观,且引导学生认识到矢量作图,为后续力学的教学起到铺垫作用。
  情境3:同学们知道,速度是矢量,既有大小又有方向,速度的正负仅表示方向。那么我们假设一物体运动的初速度为v0,末速度为v1,观察下面四种矢量图。
  问题5:比较四种图,找出加速运动和减速运动对应的图。
  问题6:加速运动和减速运动中Δv的方向有什么共同点,即加速度a的方向有什么特点。
  学生通过矢量长短表示大小,很快就能找出3-2和3-3表示加速运动,3-1和3-4表示减速运动。再通过小组合作找出,当Δv(或a)的方向与v0同方向时,代表物体做加速运动;反之,当Δv(或a)的方向与v0反方向时,物体将做减速运动。这是老师再适当板书,归纳总结出判断物体加减速问题不看速度是正是负,只看加速度与初速度方向是同向还是反向。那么,就可以用一个直观化的模型,解决这一模糊、难掌握的知识点。
  不仅加速度這一概念的建立,可以利用问题引导式情境法进行教学,其实很多模糊概念的建立,都可以采用上诉方法,能够有效降低学习难度,解决物理概念抽象性问题,促进学生学生科学思维的形成,提高学习有效性,最终形成较为稳定的物理思想。
  参考文献
  [1]张燕.构建问题导向学习模式促进信息技术课堂教学[J].中小学电教,2012(12):48-50.
  [2]王革,张莉敏,张乙,齐海燕.问题导向学习在初中物理教学中的研究与实践[J].科技视界,2019(32):173-174.
  作者简介:
  陈翠霞,女,1989年生,中学物理教师,福建宁德人,从事高中物理教学及研究
  陈晖,男,1988年生,中学物理教师,福建宁德人,从事高中物理教学及研究
  2020年5月下旬刊第15期151页,《如何让合作学习在历史教学中发挥作用》作者:肖铭。单位:兴国县第三中学。
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