摘 要:新的時期賦予了教學(xué)新的使命,高中物理教師也要結(jié)合物理學(xué)科的特點,按照教育部立德樹人的標(biāo)準(zhǔn),在教學(xué)中為學(xué)生構(gòu)建出物理的生態(tài)課堂、互動課堂,充分的發(fā)揮學(xué)生的潛力,促進(jìn)學(xué)生各項素質(zhì)的全面發(fā)展,從而提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。本文以物體運動為例,通過直觀、形象的圖像將物理的抽象知識概念表達(dá)出來,讓學(xué)生掌握物理的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的物理價值觀,讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中利用更多的資源,生成更多的知識,從而實現(xiàn)高效課堂教學(xué)的目的。
關(guān)鍵詞:高中物理;核心素養(yǎng);生態(tài)課堂;圖像教學(xué)
當(dāng)下是一個信息與技術(shù)多元化發(fā)展的時代,僅僅是課堂教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)不能滿足學(xué)生多樣化的需求,教師應(yīng)該從學(xué)科的特點入手,構(gòu)建一種開放、靈活的教學(xué)課堂。在學(xué)科素養(yǎng)理念之下,教師不再將自己置于教學(xué)過程中的主導(dǎo)地位,而是充分的尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性,善于聽從學(xué)生的物理學(xué)習(xí)觀念和物理學(xué)習(xí)意見,通過與學(xué)生進(jìn)行及時的交流與溝通,形成了一種良好的學(xué)習(xí)氛圍。因此,高中物理教師應(yīng)該幫助學(xué)生構(gòu)建起互動、和諧、友好的生態(tài)課堂,從而全方位的促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。
一、 構(gòu)建高中物理生態(tài)課堂的意義
生態(tài)課堂充分的體現(xiàn)了學(xué)生的主體性,注重學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,讓學(xué)生的個性特點能有效的發(fā)揮出來,高中物理教師可結(jié)合物理學(xué)的特點,運用多媒體技術(shù),以實驗、圖像為教學(xué)載體,將課堂教學(xué)和學(xué)生的發(fā)展有機的統(tǒng)一起來,構(gòu)建起符合時代要求的生態(tài)課堂。在素質(zhì)教育的背景下,生態(tài)課堂更符合教育發(fā)展的規(guī)律,促進(jìn)學(xué)生的茁壯成長,發(fā)揮學(xué)生的主動性,讓學(xué)生的個性發(fā)展起來,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
高中物理知識具有高度的抽象性和邏輯性,傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能很好的促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,而生態(tài)課堂的出現(xiàn),為新形勢下的高中物理教育提供了方向,相對于傳統(tǒng)教學(xué),生態(tài)課堂具有以下的特點:(1) 師生民主平等,學(xué)生之間與教師之間建立和諧友誼的教與學(xué)的關(guān)系;(2) 自主與合作,生態(tài)課堂更注重學(xué)生的能力發(fā)展,真正的實現(xiàn)了少教多學(xué)的教學(xué)模式;(3) 探究與生成,生態(tài)課堂強調(diào)學(xué)生的主動性,讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中生成更多的資源,幫助學(xué)生進(jìn)行知識的內(nèi)化;(4) 開放性,生態(tài)課堂中,學(xué)生具有更多的選擇,教學(xué)更趨于開放性,這就讓學(xué)生的個性能夠充分的發(fā)揮出來。
二、 基于圖像教學(xué)的生態(tài)課堂構(gòu)建
就學(xué)習(xí)難度來說,高中物理相對于高中的其他科目學(xué)習(xí)要困難得多,這是由高中物理的學(xué)科性質(zhì)決定的。因此,高中物理教師可通過圖像教學(xué)將物理的知識難度降低,幫助學(xué)生更直觀的走進(jìn)物理世界,培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念,讓學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)思維,通過實驗探究、自主思考以及合作探究,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。這就更加的突出高中物理生態(tài)課堂構(gòu)建的必要性和重要性,那么,如何才能構(gòu)建起符合學(xué)生學(xué)習(xí)需求的生態(tài)課堂呢?
(一) 轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,幫助學(xué)生形成物理觀念
高中物理雖然抽象但是具有其本質(zhì)的規(guī)律,這就要求教師要結(jié)合物理知識的本質(zhì),通過模擬和圖像為學(xué)生進(jìn)行呈現(xiàn),鼓勵學(xué)生進(jìn)行積極的參與互動,從而構(gòu)建良好的學(xué)習(xí)氛圍。教師在教學(xué)中,不僅要從物理教學(xué)的角度去進(jìn)行知識的考慮,也要從學(xué)生的角度進(jìn)行考慮,以激發(fā)學(xué)生的積極性,進(jìn)而建立起符合學(xué)生認(rèn)知的生態(tài)課堂,將學(xué)生的潛力充分的發(fā)揮,幫助學(xué)生建立物理觀念,讓學(xué)生運用物理知識去進(jìn)行生活現(xiàn)象的描述,具體問題的解決以及對自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)和分析,升華學(xué)生的物理認(rèn)知。
相對于初中物理來說,高中物理的速度概念具有了方向,用矢量表示,并且引入了加速度的概念,讓學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較困難,這就要求教師要將速度與時間的關(guān)系具體化,通過圖像讓學(xué)生進(jìn)行直觀的觀察,幫助學(xué)生形成科學(xué)的物理觀念,從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。比如右圖的時間與速度圖像中,a表示勻加速運動,b表示勻速運動,c表示勻減速運動,教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過圖像來思考:如何通過vt來求出物體的位移?學(xué)生通過計算發(fā)現(xiàn),物體的位移就是圖像中線段與坐標(biāo)軸圍成的面積。如果物體先加速后勻速運動,圖像是怎樣的呢?通過思考學(xué)生很容易就能理解在a、b交點的1~2 s內(nèi)取a的圖像,后面取b的圖像就是物體先加速后勻速運動的圖像。幫助學(xué)生建立速度與時間的圖像關(guān)系,更有利于學(xué)生物理觀念的形成。
例題:2017年全國3卷20題:一質(zhì)量為2 kg的物塊在合外力F的作用下從靜止開始沿直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示,則( )
A. t=1 s時物塊的速率為1 m/s
B. t=2 s時物塊的動量大小為4 kg·m/s
C. t=3 s時物塊的動量大小為5 kg·m/s
D. t=4 s時物塊的速度為零
本題主要考查學(xué)生速度與時間的關(guān)系,教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物體的Ft圖像,作出物體的vt圖像,這樣問題就更直觀了,由題意可知物體的加速度1~2 s內(nèi)為a=1 m/s2,2 s時候的速度為2 m/s,2~4 s內(nèi)為a=-12m/s2,則4 s時的速度為1 m/s,則可以作出物體的vt圖像如圖所示:很容易看出A正確,根據(jù)動量公式可知B正確。
(二) 構(gòu)建開放性課堂,引導(dǎo)學(xué)生積極參與
新課改視角下的生態(tài)課堂應(yīng)該是具有開放性、趣味性以及互動性的,這樣才能體現(xiàn)出學(xué)生的主體性,讓學(xué)生的個性充分的發(fā)揮,積極的進(jìn)行教學(xué)活動的參與,從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。這里所謂的開放性課堂不是讓學(xué)生隨心所欲的進(jìn)行,而是做到少教多學(xué),以學(xué)促教,讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維特點進(jìn)行知識的探究,教師做好學(xué)生的引導(dǎo)工作,為學(xué)生的學(xué)習(xí)保駕護(hù)航。開放性的課堂更符合現(xiàn)代教育理念,讓學(xué)生身心放松的進(jìn)行學(xué)習(xí),更能激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑的精神,生成更多的教學(xué)資源。
教師可以讓學(xué)生進(jìn)行合作探究,通過問題、圖片或是情景引導(dǎo)學(xué)生開展合作學(xué)習(xí),發(fā)揮出學(xué)生的作用,體現(xiàn)出學(xué)生的主體地位,有效的提升學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。合作學(xué)習(xí)的模式十分的符合學(xué)科素養(yǎng)和核心素養(yǎng)教育的要求。比如在進(jìn)行拋物運動教學(xué)的時候,教師可以組織學(xué)生探討一下“物體做平拋運動的軌跡與哪些因素有關(guān)”,用圖像的形式進(jìn)行表示。由于速度與物體的運動有關(guān),是一個矢量,因此,這就要對物體做受力分析,在不考慮空氣阻力的情況下,物體只受重力作用,因此具有向下的加速度g,這樣可以排除物體質(zhì)量的影響,那么物體平拋軌跡與物體的初速度有關(guān),通過思考,學(xué)生可以容易的明白平拋運動原理,教師引導(dǎo)學(xué)生作出如圖所示的運動軌跡示意圖,通過圖片,學(xué)生發(fā)現(xiàn),在豎直方向物體做自由落體,水平方向做勻速運動,二者的合成矢量就是物體的瞬時運動狀態(tài)。這樣不僅降低了學(xué)生理解的難度,也能夠讓所有的學(xué)生都進(jìn)行問題的積極參與,發(fā)表自己的意見和看法,同時借鑒其他學(xué)生的觀點,提升學(xué)生的思維能力。
比如下面的試題:(2017全國高考1卷)發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網(wǎng),速度較小的球沒有越過球網(wǎng)。其原因是( )
A. 速度較小的球下降相同距離所用的時間較多
B. 速度較小的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大
C. 速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少
D. 速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大
本題只要學(xué)生在紙上畫出大致的軌跡圖像進(jìn)行分析,很容易就能得出速度小的球,同一時間內(nèi)平面上運動的距離短,從而選出正確答案C。
三、 巧設(shè)物理實驗,提升學(xué)生的實踐能力
高中物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理實驗對于提升學(xué)生的觀察能力、操作能力以及實踐能力具有重要的作用。物理實驗是學(xué)生通過實驗的方式探索科學(xué)規(guī)律的過程,物理實驗可以使物理知識由抽象變直觀、由枯燥變有趣、由說教變實踐,有利于學(xué)生對物理現(xiàn)象的直觀觀察及對物理規(guī)律的深入理解,是學(xué)生通過動手完成知識建構(gòu)的過程。因此,高中物理教師要在運動實驗中引導(dǎo)學(xué)生會運用圖像進(jìn)行分析,讓學(xué)生在實驗中感受物理的規(guī)律,探索知識的奧妙,有效的促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。教師也要根據(jù)學(xué)生的興趣,注重學(xué)生進(jìn)行實驗競賽,鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新,同時也要讓學(xué)生多參加一些實驗講座,同學(xué)之間互相交流,共同探討實驗的方案設(shè)計、操作流程、探究目的等。這樣不僅能提升學(xué)生的興趣,促進(jìn)學(xué)生的交流互動,也能讓學(xué)生在實驗的過程中,掌握物理的學(xué)習(xí)方法,能夠從課內(nèi)外積極的尋找實驗的素材,并進(jìn)行實驗的嘗試,多動手、多觀察,將教材實驗和自己的想法結(jié)合起來,從而有效的提升學(xué)生的實踐能力。
比如2017年全國2卷的實驗題,本題對速度時間圖像進(jìn)行了創(chuàng)新,通過實驗得出平均速度v和時間差Δt的圖像讓學(xué)生進(jìn)行實驗探究,求出物體的速度vA和加速度a,這就要求學(xué)生要通過圖像建立起vA與a之間的聯(lián)系。圖像中并沒有要求的量,因此先從圖像中的量開始,由運動學(xué)公式可知,v=vA+Δv=vA+12aΔt,這樣將圖像的數(shù)字代入問題就迎刃而解了。因此,教師在引導(dǎo)學(xué)生實驗的時候,不僅讓學(xué)生知其然,也要知其所以然,這樣不僅能提升學(xué)生的實驗?zāi)芰?,也能讓學(xué)生在面對實驗的時候,有創(chuàng)新的意識,通過分析有效的解決問題,提升學(xué)生的實踐能力。
四、 合作探究,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度
結(jié)合高中物理學(xué)科的復(fù)雜性、科學(xué)性、探究性等特點,引導(dǎo)學(xué)生展開合作交流、互助探究的教學(xué)活動,從而促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)變方法、滿足自我發(fā)展需要。合作探究在物理知識的學(xué)習(xí)過程中具有獨特的優(yōu)勢。通過分組可以讓學(xué)生進(jìn)行知識的互補、性格的互補,通過分工協(xié)作來進(jìn)行物理學(xué)習(xí)活動的參與,培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度。引導(dǎo)學(xué)生逐步的認(rèn)識到物理的本質(zhì),在和其他學(xué)生共同合作探究的過程中,既能獨立思考,實事求是,也能參考和借鑒他人的意見,尊重他人,建立良好的合作關(guān)系。提升學(xué)生的探究態(tài)度和可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。
比如教師可以給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個教學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作探究:假如某汽車在路面剎車時的加速度大小為a m/s2,求汽車的安全距離s和車速v的關(guān)系式。學(xué)生進(jìn)行探究,大部分通過公式進(jìn)行計算,通過推導(dǎo)得出v2=2as,而有的學(xué)生則借助于圖像,學(xué)生認(rèn)為汽車剎車與汽車加速是一樣的道理,汽車剎車通過的位移可以等效于汽車勻加速與坐標(biāo)軸圍成的面積。顯然運用圖像要更直觀,學(xué)生也更容易理解,通過學(xué)生的合作探究,可以將學(xué)生的想法和思路充分的展現(xiàn)出來,讓大家互相學(xué)習(xí)和借鑒,從而提升學(xué)生的整體水平,培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)和探究態(tài)度,增強學(xué)生之間的情感,從而更有利于學(xué)生之間的互動和合作,促進(jìn)教學(xué)效率的提升。
總之,核心素養(yǎng)下的高中物理生態(tài)課堂,教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容通過圖像給學(xué)生進(jìn)行物理知識的呈現(xiàn),讓學(xué)生進(jìn)行主動的思考,互相之間進(jìn)行研究和探析,能夠生成更多的物理知識,從而構(gòu)建起物理的生態(tài)互動課堂。這樣,不僅能將教師從以往的講授模式中解放出來,為學(xué)生的引導(dǎo)工作做好充分的準(zhǔn)備,同時也能讓學(xué)生避免以往的題海戰(zhàn)術(shù),減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān),達(dá)到少教多學(xué)的目的。
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作者簡介:劉華,福建省龍巖市,福建省長汀第一中學(xué)。