周孝明

(江蘇省無錫市懷仁中學(xué)，江蘇 無錫 214196)

“三動”課堂教學(xué)模式在實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用
——以“實(shí)驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)為例

周孝明

(江蘇省無錫市懷仁中學(xué)，江蘇 無錫 214196)

本文以“實(shí)驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)為例，介紹了“三動”課堂教學(xué)模式在物理實(shí)驗教學(xué)中的應(yīng)用，提出了相應(yīng)的實(shí)施策略。

三動；教學(xué)模式；實(shí)驗教學(xué)

1 問題的提出

物理是一門以觀察和實(shí)驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段。通過實(shí)驗，不僅可提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力、分析能力，更重要的是可以提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。目前比較常見的實(shí)驗教學(xué)方法有兩種：(1) 程序化教學(xué)。教師通過介紹和閱讀課本的方式讓學(xué)生知道實(shí)驗?zāi)康?、?shí)驗原理、實(shí)驗器材、實(shí)驗過程、數(shù)據(jù)的記錄和處理，教師隨后會演示一遍，以提高學(xué)生實(shí)驗操作正確性。學(xué)生在實(shí)驗操作過程中比較順利，也得到了教師所期望的實(shí)驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒灲Y(jié)果。但是整個實(shí)驗過程都是機(jī)械的完成，缺失了學(xué)生對實(shí)驗的獨(dú)立思考，其實(shí)驗?zāi)芰o法得到提高。(2) 習(xí)題化教學(xué)。有教師認(rèn)為學(xué)生做分組實(shí)驗就是浪費(fèi)時間，因此就用教師的講解和演示(或視頻)來代替學(xué)生的分組實(shí)驗，然后通過大量的習(xí)題強(qiáng)化實(shí)驗中的知識點(diǎn)。這樣的實(shí)驗教學(xué)將大大挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，同時,學(xué)生的能力也得不到提高，至于教學(xué)效果用教師的話就是“這個實(shí)驗題都做了好幾遍也講了好幾遍，還是錯”。沒有經(jīng)過思考和實(shí)際操作，學(xué)生靠做題是很難掌握的，因此錯不應(yīng)在學(xué)生身上，這是值得教師反思的。

2 “三動”課堂教學(xué)模式簡介

“三動”課堂教學(xué)模式中的“三動”是指問題驅(qū)動、主體活動和立體互動。“三動”課堂教學(xué)模式簡單地說就是一種問題導(dǎo)引、通過活動學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)模式，即以與學(xué)習(xí)任務(wù)及學(xué)習(xí)疑問相關(guān)的問題驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和思維，以學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行主體活動去探究、解決問題，針對所提出問題，由學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師進(jìn)行立體互動，討論、解決問題。問題驅(qū)動就是以問題為抓手、以問題為載體來驅(qū)動學(xué)生的學(xué)，在研討問題的過程中解決學(xué)與教的問題。在實(shí)驗教學(xué)中，采用“三動”課堂教學(xué)模式，可以改變目前高中物理實(shí)驗教學(xué)存在的“重知識、輕方法；重講授、輕動手；重結(jié)論、輕過程；重機(jī)械訓(xùn)練、輕實(shí)質(zhì)體驗”的問題。下面就以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為例，介紹筆者在學(xué)生分組實(shí)驗教學(xué)中“三動”課堂教學(xué)模式運(yùn)用的嘗試。

3 “三動”課堂教學(xué)模式的實(shí)踐應(yīng)用

問題驅(qū)動：如何研究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系？

主體活動：采用控制變量法，研究加速度與力的關(guān)系時保持質(zhì)量不變，研究加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系時保持力不變。

師生互動：控制變量法是物理實(shí)驗中比較常用的一種方法，通常是研究一個物體的三個或三個以上的物理量之間的關(guān)系時使用。

教學(xué)反思：問題驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生提出實(shí)驗方法，讓學(xué)生知道在研究三個及其以上物理量之間的關(guān)系時，需采用控制變量法。

問題驅(qū)動：加速度、力和質(zhì)量是描述一個物體的三個方面，你認(rèn)為這個實(shí)驗需要哪些器材？以前后四位同學(xué)為一個小組，分組討論。

同時教師利用多媒體展示以下問題：(1) 如何讓研究對象做勻加速直線運(yùn)動？(2) 測質(zhì)量、加速度、力各需要什么實(shí)驗器材？

師生互動：學(xué)生分組討論，教師請小組代表發(fā)言，互相補(bǔ)充。

教學(xué)反思：學(xué)生通過問題引導(dǎo)，積極思考與分析，得出了很多種實(shí)驗方案。在實(shí)際教學(xué)中，主要出現(xiàn)了三種：(1) 利用彈簧秤拉著木塊在水平面上做勻加速直線運(yùn)動。(2) 將氣墊導(dǎo)軌傾斜，結(jié)合光電門，讓滑塊做勻加速直線運(yùn)動(在前面學(xué)習(xí)牛頓第一定律時介紹過氣墊導(dǎo)軌的使用及原理)。(3) 運(yùn)用教科書上的實(shí)驗裝置(受必修1的第一、第二章中學(xué)生實(shí)驗的啟發(fā))。

師生互動：分析以上3種實(shí)驗方案的利弊，根據(jù)學(xué)校實(shí)際的配備情況，選擇第三種實(shí)驗方法作為今天的實(shí)驗方案，學(xué)生自主列出實(shí)驗所需器材。

問題驅(qū)動：用天平測質(zhì)量在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過了，通過紙帶測物體的加速度在前面我們也已掌握，那么小車所受到的力是指什么力呢？

學(xué)生：小車所受的合力。

問題驅(qū)動：小車在水平軌道上加速運(yùn)動，受哪些力的作用？合力怎么表示？

學(xué)生：小車受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，合力的大小為拉力減去摩擦力。

問題驅(qū)動：顯然測合力的大小相當(dāng)麻煩，請同學(xué)們思考，能否改變一下實(shí)驗裝置，讓測量合力簡單些？

學(xué)生：將水平軌道傾斜，重力沿軌道斜面向下的分力等于重力，那么小車所受到的合力就是細(xì)線的拉力了。

問題驅(qū)動：如何檢驗重力沿軌道斜面向下的分力等于重力了呢？

學(xué)生：在不掛沙桶的情況下，小車做勻速直線運(yùn)動。紙帶上的點(diǎn)間距相等表示小車做勻速運(yùn)動。

問題驅(qū)動：那么平衡摩擦力之后，小車做勻加速所受的合力，即細(xì)線的拉力就是沙和沙桶的重力之和嗎？

學(xué)生：不是，因為沙和沙桶也在做勻加速運(yùn)動。

問題驅(qū)動：那么怎么做可以讓細(xì)線的拉力近似等于沙和沙桶的重力呢？如何達(dá)到這個效果呢？

學(xué)生：沙和沙桶的加速度要小，小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的質(zhì)量。

教學(xué)反思：通過問題的層層深入和教師的不斷引導(dǎo)，學(xué)生自主突破了本實(shí)驗的兩個難點(diǎn)，即實(shí)驗前要平衡摩擦力和實(shí)驗時保證小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的質(zhì)量，對于后一個要求目前只能停留在表象上，理論依據(jù)可在學(xué)完牛頓第二定律后，由學(xué)生自己推導(dǎo)。實(shí)驗為什么要這么設(shè)計呢？主要還是源于簡化實(shí)驗操作和數(shù)據(jù)測量。

師生互動：學(xué)生以兩人一組，設(shè)計實(shí)驗步驟和數(shù)據(jù)記錄表格，教師巡視指導(dǎo)。請部分同學(xué)展示，然后互相補(bǔ)充和糾正，形成完整的實(shí)驗步驟和完善的實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄表格，學(xué)生開始分組實(shí)驗。

教學(xué)反思：實(shí)驗步驟是通過學(xué)生的思考、討論和互相補(bǔ)充、完善得出的，因此在學(xué)生操作實(shí)驗前已經(jīng)在腦子中形成了完整的實(shí)驗步驟，實(shí)驗操作非常順利，而且數(shù)據(jù)也有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性。

問題驅(qū)動：同學(xué)們都得到自己的數(shù)據(jù)了，那么如何知道加速度與合力、質(zhì)量之間的關(guān)系呢？

學(xué)生：(1) 直接觀察數(shù)據(jù)；(2) 利用圖像。

問題驅(qū)動：請同學(xué)們利用以上兩種方法尋找加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系，并比較兩種方法的優(yōu)劣。

師生互動：加速度與力成正比，加速度隨著質(zhì)量的增大而減小。直接觀察比較困難，利用圖像更直觀而且可以避免偶然誤差。

問題驅(qū)動：加速度與質(zhì)量到底是什么關(guān)系呢？請同學(xué)們先提出猜想，然后想辦法驗證。

學(xué)生：加速度與質(zhì)量成反比，可作出a-1/M的圖像予以驗證。

師生互動：綜合以上結(jié)論可以知道：加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。

教學(xué)反思：實(shí)驗數(shù)據(jù)處理最好的辦法就是利用圖像，圖像的應(yīng)用也是實(shí)驗考查的重要部分，通過以上教學(xué)能讓學(xué)生熟悉和掌握利用圖像處理實(shí)驗數(shù)據(jù)的一般方法。

4 結(jié)語

隨著教學(xué)改革的深化，教師更多的精力應(yīng)集中到課堂教學(xué)這一主陣地，集中到切實(shí)提高課堂教學(xué)效益上來。教學(xué)過程中要充分突出學(xué)生的主體地位，教師起主導(dǎo)作用，將教學(xué)任務(wù)和學(xué)生疑問設(shè)置成相關(guān)問題，驅(qū)動學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和思維。讓學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行主體活動，去探究、解決問題，物理教學(xué)將會起到事半功倍的效果。

曹東.淺談問題驅(qū)動中的問題設(shè)計[J].物理教學(xué)探討，2016，(2).