情景創(chuàng)設(shè)法教學(xué)研究論文
物理概念與規(guī)律是在實(shí)踐中逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，它是某類物理現(xiàn)象或過程所具有的共同本質(zhì)在人們頭腦中的反映，是觀察、實(shí)驗(yàn)與思維的產(chǎn)物。因此，物理概念和規(guī)律在形式上是概括、抽象、主觀的，在內(nèi)容上是具體的、生動(dòng)的、客觀的。
建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)的獲取是學(xué)習(xí)者在與環(huán)境交互作用的過程中逐漸建構(gòu)的結(jié)果，它強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的主動(dòng)建構(gòu)性、社會(huì)互動(dòng)性和情境性，而“讓學(xué)生在生動(dòng)具體的情境中學(xué)習(xí)”是新課程倡導(dǎo)的理念之一。我們通過創(chuàng)設(shè)情境，引起學(xué)生認(rèn)知的沖突，引導(dǎo)學(xué)生解決問題，促進(jìn)學(xué)生解決問題，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的建構(gòu)。
在開展物理概念和規(guī)律的教學(xué)過程中，教師可以考慮學(xué)生的先前知識(shí)，創(chuàng)設(shè)各種情境，如體驗(yàn)型情境、問題型情境和探究型情境等，讓學(xué)生的思維在情景中受到激發(fā)，把學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從原來(lái)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中生長(zhǎng)出新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，建構(gòu)新的物理概念。學(xué)生理解物理概念與規(guī)律的內(nèi)涵和外延時(shí)，我們又可以創(chuàng)設(shè)不同的拓展型情境，通過變式訓(xùn)練和伴隨錯(cuò)誤的反饋練習(xí)，疏通思維障礙，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
下面以牛頓第二定律為例，談?wù)勄榫皠?chuàng)設(shè)法教學(xué)研究。
1.教學(xué)設(shè)計(jì)思路
對(duì)牛頓第二定律的探究，一方面讓學(xué)生體會(huì)如何用所學(xué)概念和規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問題；另一方面讓學(xué)生了解歷史上人們對(duì)牛頓第二定律研究的智慧和思辨，了解人們追求真理的執(zhí)著態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。對(duì)于剛進(jìn)入高中階段學(xué)習(xí)的高一學(xué)生來(lái)說，從思維、數(shù)據(jù)結(jié)合及數(shù)據(jù)處理的角度去探究牛頓第二定律是有相當(dāng)難度的。故在教學(xué)過程中首先創(chuàng)設(shè)學(xué)生有體驗(yàn)的情景作為新內(nèi)容學(xué)習(xí)的切入點(diǎn)，讓學(xué)生興趣盎然地進(jìn)入科學(xué)探究的世界，再設(shè)計(jì)有層次的情景進(jìn)入探究牛頓第二定律的特點(diǎn)和規(guī)律之旅，最后設(shè)計(jì)情景分析解決一些實(shí)際問題。
故本節(jié)內(nèi)容先設(shè)計(jì)體驗(yàn)型情境，讓學(xué)生充分體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程，感悟其中的方法；然后設(shè)計(jì)問題型情境在實(shí)驗(yàn)情境中切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神和實(shí)事求是的科學(xué)精神；最后設(shè)計(jì)拓展型情境拓寬學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，開發(fā)新的研究課題。
2.教學(xué)情境的層層創(chuàng)設(shè)
（1）情景1利用火車與馬車賽跑幻燈片創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)情境，激發(fā)興趣，感受體驗(yàn)。
教師先放幻燈片，讓學(xué)生仿佛身臨其境，然后請(qǐng)學(xué)生設(shè)想：如果你參加比賽，請(qǐng)你描述參加比賽的整個(gè)過程及其過程中的心理感受。學(xué)生的興趣瞬間提高，他們從不同角度描繪自己的心理感受。然后教師提出下列問題：火車與馬車賽跑，誰(shuí)比較快？（答案可能有多種：由生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，大部分學(xué)生想當(dāng)然認(rèn)為是火車快；少部分學(xué)生認(rèn)為沒有說明提供給火車的牽引力大小，故無(wú)法比較；很少部分學(xué)生認(rèn)為沒有明確研究過程，而馬車和火車均有最大速度限制，故有可能是先馬車快而后火車快）
�。�2）情景2利用游戲創(chuàng)設(shè)問題情景，層層深入分析。
教師請(qǐng)學(xué)生將事先選好的器材取出，進(jìn)行兩項(xiàng)趣味比賽。
第一項(xiàng)進(jìn)行兩名力氣相差較大的同學(xué)并列推兩輛質(zhì)量相同的小車，同時(shí)出發(fā)前進(jìn)相同的位移，觀察誰(shuí)快誰(shuí)慢，并說明理由。
第二項(xiàng)進(jìn)行兩名力氣相近的同學(xué)并列推兩輛質(zhì)量大小不同的小車，同時(shí)出發(fā)前進(jìn)相同的位移，觀察誰(shuí)快誰(shuí)慢，并說明理由。 通過這一游戲，引起學(xué)生認(rèn)知的沖突，引導(dǎo)學(xué)生思考：物體運(yùn)動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)，是什么因素影響物體運(yùn)動(dòng)的.快慢？如何研究這些因素的相互關(guān)系呢？
師生共同分析開始比較快慢的游戲，通過分析知道：在相同的位移內(nèi)，初速度都為零，根據(jù)x＝at2，相同的位移，加速度越大，所用時(shí)間越短，越快。
�。�3）情景3通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景研究牛頓第二定律。
為了探究力、質(zhì)量對(duì)物體運(yùn)動(dòng)快慢的影響，利用情境引導(dǎo)學(xué)生緊緊圍繞“猜想、假設(shè)”尋找設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“猜想、假設(shè)”，鼓勵(lì)他們以問題為中心，展開自主學(xué)習(xí)和相互討論。
教師：要想知道a與F、m之間的定量關(guān)系，要測(cè)量哪些數(shù)據(jù)？采取什么方法？
學(xué)生：保持m不變，改變F，研究a與F的關(guān)系。保持F不變，改變m，研究a與m的關(guān)系。
教師：怎樣給物體提供一個(gè)恒定且可以測(cè)量的外力呢？
學(xué)生：計(jì)算出鉤碼的總重力，將其當(dāng)做小車受到的拉力。
教師：為了使小車所受拉力約等于鉤碼重力，如何消除摩擦力影響？
學(xué)生：將木板無(wú)滑輪的一端墊高，用重力的分力來(lái)抵消摩擦力，使小車不掛重物時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)（平衡摩擦力）。
教師：鉤碼的重力大小一定等于小車所受合外力大小嗎？
學(xué)生：小車和鉤碼都在運(yùn)動(dòng)，鉤碼的重力應(yīng)該是兩個(gè)物體受到的合外力。
教師：只要鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，那么可以近似認(rèn)為鉤碼所受的重力大小等于小車所受合外力的大小。如何測(cè)量物體的加速度？
學(xué)生：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量。
�。�4）情景4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車運(yùn)動(dòng)，其中一半學(xué)生用個(gè)數(shù)較多的鉤碼開始改變鉤碼個(gè)數(shù)，一半學(xué)生用個(gè)數(shù)較少的鉤碼開始改變鉤碼個(gè)數(shù)來(lái)做實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)后，用不同個(gè)數(shù)鉤碼做實(shí)驗(yàn)獲得的紙帶創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析紙帶呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)特征及數(shù)據(jù)后面隱藏的規(guī)律。
�。�5）情景5根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情境，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力。
以a為縱軸，m為橫軸，作出a—m圖像，依據(jù)所描出的圖像，你認(rèn)為加速度與質(zhì)量是什么關(guān)系？及如何確定它們的關(guān)系？
�。�6）情景6通過實(shí)際問題創(chuàng)設(shè)人文情境，鞏固規(guī)律。
大家都知道，質(zhì)量可以用天平來(lái)測(cè)量，顯然，在宇宙空間中應(yīng)用天平不能測(cè)量出物體的質(zhì)量，那么在宇宙空間中如何測(cè)量質(zhì)量呢？下圖是采用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)量空間站質(zhì)量的原理圖，若已知飛船質(zhì)量為3.0×103kg，其推進(jìn)器的平均推力為900N，在飛船與空間站對(duì)接后，推進(jìn)器工作5s內(nèi)，測(cè)出飛船和空間站速度變化了0.05m/s，則空間站的質(zhì)量為多少？
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