情景創(chuàng )設法教學(xué)研究論文
物理概念與規律是在實(shí)踐中逐步形成和發(fā)展起來(lái)的，它是某類(lèi)物理現象或過(guò)程所具有的共同本質(zhì)在人們頭腦中的反映，是觀(guān)察、實(shí)驗與思維的產(chǎn)物。因此，物理概念和規律在形式上是概括、抽象、主觀(guān)的，在內容上是具體的、生動(dòng)的、客觀(guān)的。
建構主義認為，知識的獲取是學(xué)習者在與環(huán)境交互作用的過(guò)程中逐漸建構的結果，它強調學(xué)習的主動(dòng)建構性、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”是新課程倡導的理念之一。我們通過(guò)創(chuàng )設情境，引起學(xué)生認知的沖突，引導學(xué)生解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生解決問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生認知能力的協(xié)調發(fā)展，有利于學(xué)生對物理概念和規律的建構。
在開(kāi)展物理概念和規律的教學(xué)過(guò)程中，教師可以考慮學(xué)生的先前知識，創(chuàng )設各種情境，如體驗型情境、問(wèn)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)生原有的知識經(jīng)驗作為新知識的生長(cháng)點(diǎn)，引導學(xué)生從原來(lái)的知識經(jīng)驗中生長(cháng)出新的知識經(jīng)驗，建構新的物理概念。學(xué)生理解物理概念與規律的內涵和外延時(shí)，我們又可以創(chuàng )設不同的拓展型情境，通過(guò)變式訓練和伴隨錯誤的反饋練習，疏通思維障礙，幫助學(xué)生建構知識網(wǎng)絡(luò )。
下面以牛頓第二定律為例，談?wù)勄榫皠?chuàng )設法教學(xué)研究。
1.教學(xué)設計思路
對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)概念和規律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題；另一方面讓學(xué)生了解歷史上人們對牛頓第二定律研究的智慧和思辨，了解人們追求真理的執著(zhù)態(tài)度和嚴謹的科學(xué)精神。對于剛進(jìn)入高中階段學(xué)習的高一學(xué)生來(lái)說(shuō)，從思維、數據結合及數據處理的角度去探究牛頓第二定律是有相當難度的。故在教學(xué)過(guò)程中首先創(chuàng )設學(xué)生有體驗的情景作為新內容學(xué)習的切入點(diǎn)，讓學(xué)生興趣盎然地進(jìn)入科學(xué)探究的世界，再設計有層次的情景進(jìn)入探究牛頓第二定律的特點(diǎn)和規律之旅，最后設計情景分析解決一些實(shí)際問(wèn)題。
故本節內容先設計體驗型情境，讓學(xué)生充分體驗實(shí)驗探究的過(guò)程，感悟其中的方法；然后設計問(wèn)題型情境在實(shí)驗情境中切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)驗技能，培養學(xué)生的協(xié)作精神和實(shí)事求是的科學(xué)精神；最后設計拓展型情境拓寬學(xué)生的思維，培養學(xué)生的人文素養，開(kāi)發(fā)新的研究課題。
2.教學(xué)情境的層層創(chuàng )設
�。�1）情景1利用火車(chē)與馬車(chē)賽跑幻燈片創(chuàng )設體驗情境，激發(fā)興趣，感受體驗。
教師先放幻燈片，讓學(xué)生仿佛身臨其境，然后請學(xué)生設想：如果你參加比賽，請你描述參加比賽的整個(gè)過(guò)程及其過(guò)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(wèn)題：火車(chē)與馬車(chē)賽跑，誰(shuí)比較快？（答案可能有多種：由生活經(jīng)驗出發(fā)，大部分學(xué)生想當然認為是火車(chē)快；少部分學(xué)生認為沒(méi)有說(shuō)明提供給火車(chē)的牽引力大小，故無(wú)法比較；很少部分學(xué)生認為沒(méi)有明確研究過(guò)程，而馬車(chē)和火車(chē)均有最大速度限制，故有可能是先馬車(chē)快而后火車(chē)快）
�。�2）情景2利用游戲創(chuàng )設問(wèn)題情景，層層深入分析。
教師請學(xué)生將事先選好的器材取出，進(jìn)行兩項趣味比賽。
第一項進(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(chē)，同時(shí)出發(fā)前進(jìn)相同的位移，觀(guān)察誰(shuí)快誰(shuí)慢，并說(shuō)明理由。
第二項進(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(chē)，同時(shí)出發(fā)前進(jìn)相同的位移，觀(guān)察誰(shuí)快誰(shuí)慢，并說(shuō)明理由。 通過(guò)這一游戲，引起學(xué)生認知的沖突，引導學(xué)生思考：物體運動(dòng)的快慢與哪些因素有關(guān)，是什么因素影響物體運動(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(kāi)始比較快慢的游戲，通過(guò)分析知道：在相同的位移內，初速度都為零，根據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(guò)實(shí)驗創(chuàng )設情景研究牛頓第二定律。
為了探究力、質(zhì)量對物體運動(dòng)快慢的影響，利用情境引導學(xué)生緊緊圍繞“猜想、假設”尋找設計，實(shí)驗驗證“猜想、假設”，鼓勵他們以問(wèn)題為中心，展開(kāi)自主學(xué)習和相互討論。
教師：要想知道a與F、m之間的定量關(guān)系，要測量哪些數據？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)恒定且可以測量的外力呢？
學(xué)生：計算出鉤碼的總重力，將其當做小車(chē)受到的拉力。
教師：為了使小車(chē)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(chē)不掛重物時(shí)勻速運動(dòng)（平衡摩擦力）。
教師：鉤碼的重力大小一定等于小車(chē)所受合外力大小嗎？
學(xué)生：小車(chē)和鉤碼都在運動(dòng)，鉤碼的重力應該是兩個(gè)物體受到的合外力。
教師：只要鉤碼的質(zhì)量遠小于小車(chē)的質(zhì)量，那么可以近似認為鉤碼所受的重力大小等于小車(chē)所受合外力的大小。如何測量物體的加速度？
學(xué)生：利用打點(diǎn)計時(shí)器測量。
�。�4）情景4用打點(diǎn)計時(shí)器研究小車(chē)運動(dòng)，其中一半學(xué)生用個(gè)數較多的鉤碼開(kāi)始改變鉤碼個(gè)數，一半學(xué)生用個(gè)數較少的鉤碼開(kāi)始改變鉤碼個(gè)數來(lái)做實(shí)驗。
實(shí)驗后，用不同個(gè)數鉤碼做實(shí)驗獲得的紙帶創(chuàng )設情境，引導學(xué)生分析紙帶呈現的數據特征及數據后面隱藏的規律。
�。�5）情景5根據實(shí)驗內容創(chuàng )設情境，培養數據分析能力。
以a為縱軸，m為橫軸，作出a—m圖像，依據所描出的圖像，你認為加速度與質(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(guò)實(shí)際問(wèn)題創(chuàng )設人文情境，鞏固規律。
大家都知道，質(zhì)量可以用天平來(lái)測量，顯然，在宇宙空間中應用天平不能測量出物體的質(zhì)量，那么在宇宙空間中如何測量質(zhì)量呢？下圖是采用動(dòng)力學(xué)方法測量空間站質(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，在飛船與空間站對接后，推進(jìn)器工作5s內，測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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