关于物理规律应用的有效教学设计的个案研究

1、关于物理规律应用的有效教学设计的个案研究上海市曹杨二中物理教研组 李菡 200062摘要：由于物理规律具有客观性、因果性、隐蔽性、近似性和局限性等基本特点，因此学习物理规律具有复杂性、反复性的特点，是物理学习的难点也是重点。掌握物理规律通常通过运用物理规律解决实际问题，来加深对物理规律的理解，同时也可以了解对物理规律掌握的情况。研究物理规律应用的有效教学设计和实施可以提高学生学习有效性与主动性。本文通过平衡的种类 稳度的教学设计来加深学生对物体平衡规律的理解，提高规律教学的有效性。体会到激发学生的学习动机，是“有效学习”的基本前提，运用“主体性、体验式、活动化、生活性”的物理规律应用的教学模式

2、是“有效教学”的基本保证。 关键词: 物理规律应用 有效教学设计 行动研究 物理规律是物理学习的重点也是难点。掌握物理规律需要学生透过现象，抓住事物的本质，在教学设计时，可以设计不同情境，让学生将物理规律和情境联系起来，通过应用理解规律，通过应用规律，提高解决问题的能力。由于高中物理学习和初中物理学习之间存在很大区别，帮助学生跨越物理学习的高初中台阶，成为高中物理教学必须直接面对的任务；高一学生具有感性思维活跃，抽象思维能力不强的特点，对于概念和规律的理解具有一定的片面性和肤浅性；在利用规律解决实际问题方面还存在一些不足，具体表现为：片面分析问题，只见局部，不见整体；凭自己的主观想象，缺乏从论

3、证推理得出结论的习惯；死记硬背某些物理公式和某些结论，对具体问题不会具体分析；对于处理问题的基本观点和方法往往比较模糊；容易受错误的思维定势的影响缺乏推理能力等。让学生学会处理具体问题的基本观点和方法，将有益于学生的持续发展、终身发展。作者通过平衡的种类 稳度的教学设计与实施，加强学生对规律的理解和应用，探究提高规律教学的有效性和学生学习的主动性。一、教材分析 “平衡的种类 稳度”是二期课改教材中新增加的内容，高一学生对于该内容有一定的前科学概念，但是比较零散、无序，知识理解难度不高，在考试评价中，知识应用的要求较低（了解），通过教学设计可以拓展教材内容，为学生提供思维拓展的空间（横向和纵向）

4、，重点培养学生解决具体问题的能力和方法。我们认真分析了该部分内容，体验到该部分具有以下一些教育意义：一是培养学生学会研究的较好的载体。高一学生研究水平相对较低，对具体的问题往往浅尝辄止，不懂研究的基本方法和策略，更谈不上深入的研究。因此选择较易理解的内容作为探究的载体是比较有实际意义的，这样做的优点是：探究易于成功，让学生能够品味实验探究成功的喜悦，初步体验探究的过程与方法。当然通过教学设计可以进一步控制探究的条件，便于学生进行探究性学习。二是提高学生各种能力的较好载体。和生活实际有广泛的联系，经过巧妙的设计，学生的观察能力、知觉能力、记忆能力、抽象能力、概括能力、表达交流的能力以及和他人的合

5、作能力、在解决具体的问题情景中知识迁移能力，建构认知结构的能力都能得到较大的提高。 三是易于实现以学生为主体的教学。相对较多的物理情景提供了较多的典型情景，感知、抽象、解决实际问题等都可以由学生自己来完成。 最突出的作用是可以作为培养学生应用能力的较好载体。因为该内容较易理解，因此知识的内化过程较易实现，这样课堂的重点就可以放在外显（从理解到“会用”的飞跃）过程中，可以通过应用加深思维深度，达到训练思维，理解规律的效果。应用属于认知的高级阶段，一直都是高中学生感到头疼的问题，如果在这里能够得到突破，将在其他部分的学习中起到积极的作用。基于以上的考虑，我收集材料进行初步的教学设计。二、初步设计步

6、骤和程序内容设计目的达成度情况引入主要内容：1、一段杂技（晃梯）录像2、演示实验1：一个方形纸盒（内部一侧固定较重的铁块），将其慢慢朝桌边移动，观察小纸盒将会出现什么现象？三种平衡的演示观察（自制简单的教具）概念的呈现与讲解（概念的展开）自主讨论一些现象（图片展示），判断属于何种平衡稳度的概念（直接给出）稳度的要素（自制简单的教具，同样支面重心不同的一组和不同支面重心高度相同的一组）问：物体的不翻倒条件是什么？请同学体验冯启明老师：该部分既花费时间又与稳度要素的两个演示实验有重复，建议删掉。：双脚站立、单脚站立以及侧身紧贴墙，抬起外侧的脚，用内侧的脚站立。体会哪种站立较为容易？为什么?单脚紧贴

7、墙站立你能站一分钟吗？ 请同学讨论为什么单脚紧贴墙站立几乎是不可能的？从而总结物体不翻倒的条件。小实验制作冯启明、童海燕：意见：该部分是亮点，应该加强师生间的交流（进行过程中和结论得出后）实现教师的有效引导。，根据你刚刚学过的平衡的知识，现在有器材如下:铅笔、钥匙链、小折刀、砝码、细铁丝，你能想出多少种可以让铅笔稳定站立的方法?并演示.设计认知冲突激发学生学习动机和求知欲创造物理情景，引导、刺激学生有目的的、有计划、有思维参与的观察（培养学生观察、分类、概括、抽象的能力）通过直观的语言提示，帮助学生形成理性认识。简单的应用，运用所形成的理性认识进行判断，从而加深对概念的理解（简单的应用能力）应

8、用自制教具，人为的排除当前对象的干扰因素，使学生获得一定概括程度的感性认识利用问题促进学生对知识的理解。多数学生不能作答，激发学生求知欲望，进而主动探究，在过程中理解。语言引导，帮助学生整理知识。（交流能力、表达能力、抽象能力、判断推理能力、综合分析能力、归纳概括的能力）运用知识解决具体物理问题，通过解决该问题促进学生认知的再组织。（动手能力、知识迁移能力、解决实际问题的能力，培养基本科学素养等）好较好较好反应热烈，积极参与，达成很好讨论热烈多数同学进行了认真投入的思考达程度较好第一次教学的效果没有达到理想效果。主要原因在于：物理情景的设计缺乏有机的联系，比较零散；学生学习动机和热情没有充分的

9、激发和调动。经过物理组全体教师的讨论和建议，做了如下的修改：调整主要事件的次序和主次，突出问题设计的冲突性、层次性、关联性。三、教学再设计教师活动一：平衡的种类引入:1、播放录像（杂技：晃梯）2、如图，一盒子（内侧固定铁块）在桌面上伸出桌面较长却不翻倒。内容：一：物体不翻倒条件的教学1、提出问题：思考：物体不翻倒的条件是什么？2、请同学体验：双脚站立、单脚站立以及侧身紧贴墙站立，抬起外侧的脚，用内侧那只脚站立。体会哪种站立较为容易？为什么?单脚紧贴墙站立你能站一分钟吗？3、提问：从刚才的体验中总结物体不翻倒的条件。4、和学生一起得到结论二、平衡的种类（概念和规律）教学1、教师演示实验，并启发学

10、生注意观察思考：、偏离平衡位置后，三种情况下物体的重心分别怎样变化？、是否能自动回到原来的平衡位置2、给出设计表格在第一次试讲的基础上根据吴绍宗老师建议所作的修改，事实证明该方法在比较不同物理现象、突出本质特征，进而抽象出概念方面非常有效。3、语言引导4、水到渠成的给出概念5、展示“奔马”，有支点物体的平衡，简单解说。三：规律的深入理解（重点）小实验1：思考:根据你刚刚学过的平衡的知识，现在有器材如下:铅笔、钥匙链、小折刀、砝码、细铁丝，你能想出多少种可以让铅笔在你手指上跳舞（稳定站立）方法并演示. (教师巡视，注意学生完成情况，及时与他们交流，并给学生适当指导和帮助）四：稳度的概念及要素1、

11、 提出稳度概念并请同学根据刚才体验总结支面相同的物体，重心高低和稳度有何关系根据冯启明的建议删掉一组实验，改为直接演绎推理认识新问题。2、 教师进一步提出：支面相同的物体，重心高低和稳度有何关系?(利用支面相同重心不同的一组自制教具进行演示.)3、 教师提出：你能否用物体不翻倒的条件来解释:“物体的重心越低，支持面越大，则稳度越大”?（提示画图听课专家建议在前面稍做铺垫。）五：运用新知识解决实际问题根据王洋的建议和推荐，增加该小实验，提升问题情景的层次，进一步培养、巩固学生解决问题的能力。小实验2：制作简易自动翻斗车的小实验，如下：利用一次性杯子、细铁丝（硬）、小铁片、双面胶（烧杯、水槽）制作

12、自动翻斗小车，思考：简易自动翻斗车的物理原理是什么？若想减少自动排水量，怎么办？若想增加自动排水量，怎么办？若想在支点较低的情况下，增加自动排水量，怎么办？若想在任何时候都不倾覆，有哪些办法？六：联系生活实际解决比较简单的实际性的问题生活中你能不能举一些比较常见的增大物体稳度例子?七：小结学习内容学生活动观察、思考1到2名学生体验，其他学生观察，并在老师的提示下思考学生按照表格暗示的顺序逐步抽象出三种平衡的各自的特征学生观察到“奔马”与生活中印象发生了冲突，打破了学生的认知平衡。思维发散，既可以模仿“奔马”也可以灵活运用知识，发散出比如用小折刀调整铅笔的重心、或者用铁丝做成关于铅笔对称的形状，

13、总之需要学生根据问题调整自己的知识结构。学生观察思考得出正确结论。利用头脑中形成的关于稳度的规律，逆向思维。提升问题情境的层次，进一步提高学生灵活运用知识的能力。在图片提示下学生进行积极的思考，如F1赛车、摔跤、老人拄拐杖等目标设计认知冲突激发学生学习动机和求知欲学生在和自己的认知冲突的情景中充分的感觉，在老师的引导下慢慢由直观现象总结理性的规律。创造物理情景，引导学生有目的的、有计划、有思维参与的观察（培养学生观察、分类、概括、抽象的能力）运用知识解决具体物理问题，1、检验学生是否理解了知识，2、在解决问题促使知识从“懂”到“会用”。重点培养学生解决实际问题、重组知识的能力（知识迁移能力）同

14、时培养基本科学素养等。和平衡的种类的概念的目标相同。学生根据问题重组头脑中的知识，并能主动解决问题，以此来达到新的认知平衡图像思考能力，逆向思维能力，形成新知识的能力强调规律和规律之间的联系，提升运用物理图像解决问题的能力学生在前一个小实验中初步尝试了灵活应用知识的策略和方法，但思维意识还不能形成思维惯性，故在这里再次设计具体的问题情境，促使学生进一步巩固关于如何调动认知中的知识解决问题的能力。发散思维，运用所学新知识解决简单的实际问题，实现知识与社会生活的联系 几经修改最后的效果基本达到了预期的目的，学生及参加教师的情绪也被充分调动，很多教师几乎站着或者走动着（观察、参与学生的体验、实验、讨

15、论）参与了整节课专家意见： 整体感觉：“半节课时候我就感觉书本上的知识要求都解决了，我们在思考后面该怎么设计？设计很有新意。 建议：稳度的概念之后与前面三种平衡再次相互印证，加强规律之间的联系。，直至结束后还觉得有余味，对于教师来说陆勤（地理） 亮点:实验内容丰富，课堂探究意味浓，教学模式上有创新，有效提高了学生的兴趣，将物理学科的学习与实际的生活融于一体，课堂效果较好，并向课堂外衍伸。对于促使学生在生活中探究、理解、应用物理知识有较好效果。       不足：1、老师过分注重自己教学的程序，还不能充分放开去；2、留给学生讨论的空间还显不足。该课时吸引他们的与传统的教学的对比，而对于学生来讲则是全身心的参与后自己的认知结构不断的在与周围的物理情景碰撞中更新、扩展，这个过程带给他们巨大的成功的愉悦，这种愉悦又成为他们更高形式的成功的感觉。 四、总结与体会从该课例出发，我深刻体会到物理规律应用的有效教学设计有以下一些做法：1典型物理情景贯穿始终，营造适合以学生为主体的物理环境；2尤其注重设计和学生的认知冲突的情景，充分的调动学生的学习动机； 3设计的问题要适