朱忠海

在同課異構活動中研究課堂教學的優(yōu)化策略是當前各類教研活動的重要手段，以筆者所在學校為例，高中物理教研組每周都會安排兩位教師對某一節(jié)內(nèi)容進行教學，教研組同事進行觀摩和點評，以總結改進課堂教學的思路和方法.本文以《機械能守恒定律》一節(jié)的同課異構活動為例，談談筆者的一些思考.

1案例呈現(xiàn)

案例1活動1：認識動能與勢能的轉化關系

教師演示滾擺實驗，引導學生分析上升過程和下降過程中滾擺勢能與動能的相互轉化特點.

教師播放視頻，引導學生分析：①水平方向的彈簧振子運動過程的能量轉化特點；②小球沿斜面下滑過程中的能量轉化特點；③蹦床表演過程中的能量轉化特點.

活動結論：動能、重力勢能與彈性勢能三者之間可以發(fā)生相互轉化.

活動2：定量探究動能與勢能相關轉化過程的規(guī)律

學生探究：已知物體質(zhì)量為m，要求分別研究出物體在以下六種情況中的初態(tài)動能、初態(tài)勢能、末態(tài)動能、末態(tài)勢能，進而總結相關數(shù)據(jù)間的聯(lián)系.

（1）在拉力的作用下，物體以速度v從地面勻速升高h；

（2）物體自由下落h的過程；

（3）物體以初速度v進行平拋運動，豎直方向下降h的過程；

（4）物體由靜止出發(fā)，沿著光滑的斜面下滑高度為h的過程；

（5）物體由靜止出發(fā)，沿著粗糙的斜面下滑高度為h的過程，并且已知動摩擦因數(shù)為μ；

（6）物體在光滑的水平面上進行勻速圓周運動.

學生在結果交流中，分析討論并總結：機械能守恒定律.

活動3：理論推導并理解機械能守恒定律的內(nèi)涵

啟發(fā)學生從動能定理的角度對機械能守恒定律進行推導，從而對活動2的結論進行證實；

引導學生對機械能守恒定律進行深度理解：基本內(nèi)容、表達式以及規(guī)律的適用條件；

引導學生進行單擺實驗來驗證相關結論，并總結使用規(guī)律的解題步驟.

活動4：隨堂鞏固

通過課堂練習讓學生熟悉規(guī)律的使用.

作業(yè)布置：略.

案例2活動1：實驗探究：動能與勢能的相互轉化及規(guī)律

教師演示1：水平方向彈簧振子的來回振動；

教師演示2：單擺擺動過程中，用手擋在繩子中間觀察小球運動的特點.

學生總結：上述兩個實驗中動能與勢能發(fā)生相互轉化，而能量總和保持不變.

活動2：機械能守恒定律的理論推導和驗證

（1）教師創(chuàng)設情境：某物體的質(zhì)量為1 kg，現(xiàn)將其從50 m的位置靜止釋放，問題：①剛下落瞬間的動能、勢能以及機械能分別為多少？②物體下降45 m時的動能、勢能以及機械能分別為多少？③物體下落30 m時的動能、勢能以及機械能分別為多少？（學生結合問題的思考與討論，總結出動能與勢能在相互轉化過程中的特點）

（2）教師引導學生從動能定理的角度對機械能守恒定律進行推導；

（3）教師引導學生在氣墊導軌實驗中實現(xiàn)規(guī)律的驗證.

活動3：規(guī)律總結

學生結合推導和實驗，對規(guī)律內(nèi)容進行總結，并通過閱讀教材理解其內(nèi)涵.

2課堂點評

兩位教師都是結合教材中的相關內(nèi)容進行教學部署，都是先引導學生認識動能與勢能相互轉化，再推動學生將認識發(fā)展到機械能守恒定律.兩個案例的宏觀規(guī)劃基本相同，但是具體操作中卻又大不相同，其差別可以從以下三個角度進行對比.

2.1教學內(nèi)容分析

因為同課異構是在同一學校學科組內(nèi)進行，因此教師所擁有的教學資源基本一致，所面對的學生作為平行班級，學情特點也基本相同，所以教師的教學內(nèi)容框架上是一樣的.當然細致對比，也有以下不同：案例1教學容量大，實驗演示、視頻播放、情境探究、理論推導、驗證實驗以及隨堂鞏固；案例2更加注重教學過程中的實驗安排，運用了兩組演示實驗以及一個驗證實驗，并結合PPT課件以及具體的情境探究，在理論推導中實現(xiàn)了規(guī)律的總結，但是因為實驗環(huán)節(jié)凸顯細節(jié)，以致于授課后階段時間緊張，有關規(guī)律的深入理解和鞏固環(huán)節(jié)有所缺失.

2.2教學結構分析

兩個案例的教學內(nèi)容選擇存在一定的差異，直接導致課堂組成結構的差別.

案例1的教學結構：（1）通過對滾擺實驗的演示，將學生引入對動能與勢能轉化過程的探究；（2）結合三個視頻分別從彈性勢能與動能、重力勢能與動能、動能與兩類勢能等三個方面的轉化關系進行定性研究；（3）教師通過六個情境創(chuàng)設引導學生在分組討論中，實現(xiàn)能量轉化過程的定量分析；（4）從理論角度實現(xiàn)規(guī)律的嚴謹推導；（5）在驗證性實驗中實現(xiàn)有關結論的驗證；（6）深入理解相關規(guī)律，并梳理規(guī)律使用步驟；（7）在隨堂練習中促使學生深化認識.整個教學結構條理清晰，由情境引出問題，在問題解決過程中又順著“定性分析→定量分析→理論證明→實驗驗證”的過程，有助于學生由淺入深地發(fā)現(xiàn)規(guī)律，構建認知.

案例2的教學結構：（1）通過課件引出問題，在彈簧振子和單擺實驗中，引導學生探索動能與勢能的轉化關系；（2）在具體情景中引導學生分析動能與勢能相互轉化的定量關系；（3）引導學生結合動能定理推導規(guī)律；（4）通過實驗對規(guī)律進行驗證.

案例2的大體框架基本與案例1相似，但是案例2的教學過程基本圍繞實驗展開，所以教學過程推進緩慢.

2.3實驗特點分析

實驗是學生認識規(guī)律的基礎，而且唯有在教學中輔以恰當?shù)膶嶒?，學生的興趣才能更為有效地被激發(fā)，學生對規(guī)律的理解才更加深刻，他們的綜合素養(yǎng)才能獲得培養(yǎng).兩個案例雖然在教學內(nèi)容上有所差異，教學方法上更是大相徑庭，但是都很注重實驗在教學中的作用，只不過實驗的器材和設計不同，在教學中的側重也不一樣：案例1用到了兩個實驗，一是問題引入階段的滾擺實驗，還有就是結論驗證階段的單擺實驗，由實驗提出問題，在實驗中完成問題解決，體現(xiàn)了前后呼應的設計效果；案例2用到了三個實驗，先借助彈簧振子與單擺兩個實驗，引導學生對能量轉化關系規(guī)律的探索，最后通過氣墊導軌實驗進行理論探究成果的驗證，最后這組實驗通過氣墊導軌減小阻力的影響，應該說實驗非常完美地證實了機械能守恒定律的正確性，但是操作復雜，耗時太長，實驗過程中只見教師手忙腳亂地操作，學生淪為實驗的看客，而且導致后階段教學活動的草草收尾.

3對教學的啟示

結合教研組同事對兩節(jié)課的對比分析，筆者認為本次[HJ2mm]同課異構活動對教學有以下啟示.

3.1充分挖掘?qū)嶒炘诟咧形锢斫虒W中的功能

做好實驗是學生學好物理的重要前提，課標也明確將實驗列為高中物理的教學內(nèi)容之一.高中實驗包括演示實驗、學生實驗以及課外實驗等，不同的實驗能對教學起到不同的效果.此外實驗也是教學過程中最不穩(wěn)定的因素之一，教師要在正式上課之前多次重復進行實驗，充分預設實驗過程中的突發(fā)事件，預留彈性的生成空間.例如，本節(jié)課中的單擺實驗，如果不做恰當?shù)靥幚?，效果就很不明顯.案例1中，教師在單擺實驗中進行了對比實驗：第一次用金屬小球，第二次用泡沫小球，明顯對比出空氣阻力對系統(tǒng)機械能的影響.案例2中驗證性實驗的數(shù)據(jù)處理，占用時間較多，因此教材將驗證實驗獨立安排為一節(jié)也不無道理，所以在本節(jié)課上不宜過分深入.此外本節(jié)內(nèi)容的重心在于機械能守恒的探究，案例2讓學生通過紙帶處理來計算速度的安排值得商榷，在條件允許的情況下，還是倡導通過DIS設備進行數(shù)據(jù)的測量和處理，既能減小實驗誤差，又能節(jié)約時間.

3.2充分體現(xiàn)科學探究在高中物理教學中的地位

課標提倡讓學生在科學探究的過程中體驗知識形成的過程，進而讓他們在實現(xiàn)知識習得的同時，也能感悟其中的過程與方法.高中物理課堂離不開科學探究，但絕不是將科學探究的流程生搬硬套地移植到我們的課堂上.我們提倡有效的整合，但絕不是簡單僵化的模仿，是按照教學的實際需要，將科學探究的某一個環(huán)節(jié)或幾個環(huán)節(jié)運用于課堂教學，讓學生體驗.教師還要明確的是：科學探究不局限于實驗探究，理論探究也是至關重要的一個方面.例如，在兩個案例中，教師都通過情境創(chuàng)造，提出了問題，讓學生通過運動學的已有認知完成規(guī)律在理論層面的探究，這就屬于科學探究的一個范本，也有利于學生規(guī)律的構建和方法的養(yǎng)成.

3.3充分考慮學生實際，進行梯度化的教學設計

學生對高中物理的學習過程，是在教師的引導下，實現(xiàn)科學素養(yǎng)的提升，而這一過程不是一步到位的.教師在實際教學中，要積極樹立“以學定教”的教育理念，充分研究學生的“最近發(fā)展區(qū)”，有梯度地設計課堂教學，讓學生在經(jīng)過一定程度的努力之后有所收獲，讓每一個學生都能感受到探究成功的喜悅.具體來講，教師要結合學生的知識基礎和認知特點，將某些較難的問題進行分解，引導學生步步為營、各個擊破，最終實現(xiàn)規(guī)律的認識和理解.例如案例1中，有關動能與勢能的關系，教師就將這一問題分解為動能與兩種勢能三種組合的問題，由簡單到復雜地呈現(xiàn)出不同的情境，逐步提高學生認知的難度，也加深了學生對問題的理解，并取得較好的效果.