为加强对高中新一轮课程改革实施以及新教材使用的研究,助力教师专业发展,推进高中新课程改革的进程及教学质量的优化提升,促进学生、教师和学校的协同优质发展。广东广雅中学、湖南长郡中学、华南师大近日联合举办了以“新课程新教材新课堂”为主题的高中高校教学研讨活动。
在工作室组织下,通过网络回看方式观摩了广东广雅中学洪丽丽、湖南长沙长郡中学沈新桂、华南师大许桂清三位老师执教的粤教版高中物理《超重 失重》,并聆听学习了该版本教材主编、华南师大张军朋教授《超重与失重教学的研讨》讲座。
一、关于三堂课的观摩与评价
三堂课各具特色,从不同角度落实物理核心素养,发展学生能力,亮点纷呈,对我们教学具有很大启发性。
1.洪丽丽老师的课充满时代气息、现代教育技术与物理课堂深度融合、注重学生数据处理能力的训练、凸显了教材的育人功能。
该课以嫦娥5号发射视频引入课题,指出飞船升空中会存在超重和失重现象,这种现象在生活也存在。接下来以重是什么,如何准确测量一个物体重量展开研讨活动,得出视重概念,视重等于实重的条件---平衡。然后出示电梯中台秤测量物体的视频,台秤数字变化,提出问题:台秤视数变化与电梯运动有何关系?借助手机phyphox软件对电梯上行和下行两种情景下软件测量出的:高度图、V-T图、Z轴a--T图进行分析,利用牛二定律分析分析该情景中视重与实重关系,归纳得出超重与失重概念,以及二者对应的运动关系。再次利用手机中获取的a--t图片逆向展开下蹲和起立问题的研讨,学生手持平板展开实验、获取a--t图像分析运动情况。最后以太空中完全失重现象,发射中的超重现象等视频素材落实努力学习、热爱科学、报效祖国的情感教育。
值得探讨的是,该课过于重视学生对实验产生的数据处理,忽视了该现象中运动和力的本质分析,没有从相互角度探讨仪器读数变化的根本原因,对牛二定律和牛三定律的应用训练不够。
2.沈新桂老师的课为常规课堂的典型代表,实验简洁、所用器材简单,课堂逻辑清晰,注重物理观念的理解,注重基于现象观察的思考和分析
沈老师以纸带吊钩码实验提出问题,开启课题;播放电梯中体重秤各种情况下的视频,指出其中发生了超重和失重现象,并得出概念;学生通过弹簧秤拉钩码的分组实验探寻失重和超重产生的条件;从动力学角度利用牛顿第二定律解释产生超重和失重的条件;通过矿泉水瓶抛体实验演示完全失重现象;回顾电梯视频,解释体重秤发生变化的原因和其对应的运动关系;用自编诗歌总结课题。
值得探讨的是:该课和上节课一样,没有从相互性角度让学生认识到秤的读数与物体运动状态的关系;探究和演示实验可视性不强,学生探究实验由于秤在运动,要观察出现象难度较大,包括后面学生站在体重秤上的下蹲起来演示,由于时间太短暂,观察出来的结果是教师引导出,学生真实体验感不强;较为忽视对学生观察能力的训练,电梯视频中秤的现象和电梯运动不应该用语言解释,应该用该素材让学生观察现象,记录数据,培养思维习惯的能力。
3.华南师大许桂清老师的课重视思维能力培养,强调科学探究的模式,重视学生建模能力和科研能力的培养;重视对学生出现错误的指导
许老师提出问题:物理学的开端从谁开始?以伽利略的落体实验研究过程回顾其研究历程,得出现象--逻辑推理--假设--实验验证 的探究范式,并以此为范式指导本课的学习。让学生站立体重秤上分组实验,观察静止、下蹲、上升三种情景下的读数情况,对现象定义超重和失重。提出问题:为什么有这三种情况?以向下运动为例从力学角度,利用牛顿第二定律和第三定律分析读数大于和小于重力的原因,指出学生出现的共同错误,总结出超重和失重现象与运动的关系。利用传感器展示示超重和失重中的拉力图像,展示完全失重现象。
值得探讨的是:本课过于强调物理结论的严谨精神,引入宇航员训练中向下加速8g这个现象,去质疑学生总结的加速度方向和超重和失重关系,此举不符合学生认知,干扰了学生物理观念的建立(中学阶段);本课前10分钟用于回顾伽利略探讨落体运动的过程,虽然总结出了探究的4个过程,但是过于冗长,冲淡了后面的教学,在课堂40分钟内,时间安排和教学重点应吻合。
二、对该课教学的思考。
1.定位:本课是基于具体生活现象,利用牛顿运动定律分析物理本质
(该图为张军朋教授的教材分析)
2.对本课教学过程中几个问题的思考:
(1)物体放置在仪器上时候,物体和仪器各自的受力分析必须清楚明白。(牛三定律的应用),这是本课理论分析的基础。
(2)实验的体验性、直观性、科学性。本课教材安排的学生在体重秤上的下蹲和起立、教师通常应用的弹簧秤拉物体等实验虽然让学生有所体验,但体验时间过短,效果不明显,甚至很难得出视数变化的具体情况。因此,在条件许可情况下,利用传感器辅助呈现实验现象具有必要性,强烈推荐DIS展示力的情况。推荐此处设计:电梯感觉(飘、坠)---体重秤上学生蹲起观察视数,或者利用弹簧秤挂钩码实验(突出一个变字,不提倡明确大小变化具体情况,观察不清楚的事情,留后面)----利用DIS实验演示力的变化具体情况---通过图像得出力与运动的关系(条件不具备的学校利用视频慢放)。该实验思路的设计突出学生观察和体验、更强调观察技术实验手段的前进对实验的促进作用。
(3)训练学生归纳探究能力。
通过(2)得出的关系寻找超重失重与运动中V和a的关系,训练学生的数据分析、归纳能力。
(4)落实牛顿运动定律的应用训练。
对运动过程从动力学角度分析超重、失重产生的根本原因。训练学生的建模能力和逻辑推理能力,培养学生从推理角度认识物理本质。