(1. 江蘇省無錫市立人高級中學(xué),江蘇 無錫 214000; 2. 江蘇省太湖高級中學(xué),江蘇 無錫 214000)

1 引言

筆者參加了無錫新課程培訓(xùn)并聽了調(diào)研課,上課內(nèi)容是“牛頓第三定律”。由于學(xué)生已經(jīng)對相互作用有了定性了解,傳統(tǒng)教學(xué)往往給學(xué)生帶來的是枯燥、重復(fù)的感覺。如何打破常規(guī),提升學(xué)生的核心素養(yǎng)？授課教師創(chuàng)設(shè)了一系列物理情境,讓學(xué)生在實驗探究過程中體驗，直至領(lǐng)悟,在自主建構(gòu)知識的過程中達成核心素養(yǎng)的提升。

2 教學(xué)片段與評析

片段一：以“拔河比賽”導(dǎo)入,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

教師選取力氣懸殊很大的兩個學(xué)生進行拔河比賽,讓學(xué)生回答勝負(fù)的原因，勝負(fù)似乎和力氣大小有關(guān)。接著讓力氣大的同學(xué)站在滑板上，與站在地面上力氣小的同學(xué)再次進行比賽,力氣小的同學(xué)輕而易舉地贏得了比賽。

評析:本環(huán)節(jié)實驗的設(shè)計選取了差異性很大的學(xué)生進行比賽,很容易使學(xué)生慣性地認(rèn)為贏的一方力氣大,即對繩子的拉力大。針對常見的思維錯誤,教師用實驗給予學(xué)生“當(dāng)頭一棒”，喚醒了學(xué)生的思考熱情。同時實驗的設(shè)計頗有趣味性,吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。

片段二:運用系列實驗,擴展學(xué)習(xí)思維

通過“拔河比賽”我們發(fā)現(xiàn)拉力的作用是相互的,那么這種相互性是不是普遍存在？教師展示一系列實驗,讓學(xué)生觀察、總結(jié)相互作用力存在的普遍性,得出作用力與反作用概念，進而猜想兩力的特點。

演示實驗1:感應(yīng)飛行器的飛行

教師演示感應(yīng)飛行器的飛行,解釋感應(yīng)飛行器的原理?？諝夂娃D(zhuǎn)動的螺旋槳之間存在相互作用的推力。當(dāng)手靠近飛行器感應(yīng)器時螺旋槳轉(zhuǎn)動加速,飛行器上升。當(dāng)手遠(yuǎn)離飛行器感應(yīng)器時螺旋槳轉(zhuǎn)速下降,飛行器下落。

演示實驗2:小車在地面上行駛

教師演示小車的運動，小車前進的原因是由于受到了地面的摩擦力。同時小車也給地面施加了摩擦力的作用,地面之所以沒動是因為地面是固定的。如果使地面可移動，會如何？教師用輕薄的泡沫板代替地面,發(fā)現(xiàn)小車施加的摩擦力使得泡沫板運動起來。

演示實驗3:水中的瓶子

教師在豎直彈簧秤下面掛著個瓶子，當(dāng)瓶子進入水中彈簧秤的讀數(shù)會如何？學(xué)生發(fā)現(xiàn)讀數(shù)會變小。那么原因是什么？因為水對瓶子施加了浮力的作用。那么瓶子對水有無作用力？有什么辦法測出這個力？教師先把水放電子秤上測水的重力,再把瓶子放入水中測所受合力，用合力大小減去水的重力大小，最終測出瓶子給水的作用力大小。

演示實驗4:同名磁體相對的兩小車相互遠(yuǎn)離

生活中常見的力的作用是相互的,那么對于電場力、磁場力它們的作用是否也是相互的？教師拿出裝有磁鐵的兩輛小車，當(dāng)同名磁極相對靠近釋放時,學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩車相互遠(yuǎn)離。

評析:教師從生活中的常見情景出發(fā)設(shè)計系列實驗,讓學(xué)生從多方位、多角度去體驗、感受，同時實驗對象包含了不同物態(tài)、不同運動狀態(tài)和不同性質(zhì)的力，實驗充分說明了力的相互作用是普遍存在的,從而引出了作用力和反作用力的概念。同時也說明了作用力和反作用力是相對而言的,即兩個力的地位是平等的,為兩力特點的學(xué)習(xí)打下伏筆。

片段三:探究體驗,感受過程

既然力的相互作用是普遍存在的,那么作用力和反作用力之間到底存在何種關(guān)系？教師引導(dǎo)學(xué)生以上述實驗為依據(jù)，并結(jié)合自身感受進行猜想。在學(xué)生提出等大、反向、共線的猜想后,教師質(zhì)疑,引導(dǎo)學(xué)生通過實驗來驗證。學(xué)生根據(jù)力的大小的測量和力的方向的確定的常用方法，選擇用彈簧測力計、細(xì)線等器材,最后通過討論交流，設(shè)置一靜一動、雙方都動、雙方都靜止的兩個彈簧測力計，利用細(xì)線互拉的方案研究定量關(guān)系。

評析:(1) 自然生成科學(xué)探究的方法,讓學(xué)生體驗探究過程,在過程中思考、質(zhì)疑、評價，由體驗逐漸上升到對物理規(guī)律本質(zhì)的理解。

(2) 培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任觀。學(xué)生都能積極參與,實驗?zāi)康拿鞔_,操作熟練,尊重實驗數(shù)據(jù),通過交流、討論得出結(jié)論。

片段四:質(zhì)疑完善,由感受到領(lǐng)悟

在實驗評價過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)使用彈簧測力計測量的誤差較大,對實驗結(jié)果提出了質(zhì)疑,為了達到更好的實驗效果，使用力傳感器替代彈簧測力計。教師在使用力傳感器前先調(diào)零,然后通過DIS(數(shù)字化實驗系統(tǒng))軟件觀察如圖1所示的F-t圖像,由圖像可以得出作用力與反作用力等大、反向、作用在同一直線的關(guān)系,并且同時產(chǎn)生、同時消失。

圖1

評析:(1) 傳感器已經(jīng)普遍應(yīng)用于我們的生活中,在高中力學(xué)實驗中常用力傳感器替代彈簧測力計。力傳感器能更為方便和精確地讀出力的大小,并且在使用過程中和彈簧測力計相似,也需要調(diào)零。

(2) 通過實驗采集數(shù)據(jù)、畫出圖像是物理數(shù)據(jù)處理的常規(guī)方法，利用F-t圖像分析比前面的彈簧測力計實驗更直觀地反映了每個時刻一對相互作用力的大小、方向的關(guān)系,讓學(xué)生對牛頓第三定律有更深入的理解,也為區(qū)分相互作用力和平衡力打下基礎(chǔ),最終讓學(xué)生在實驗中從體驗上升到領(lǐng)悟。

(3) 相互作用力關(guān)系的探究過程經(jīng)歷了從定性到定量,從粗略到精確,讓學(xué)生體會到物理規(guī)律來之不易,它不僅需要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,還需要有充分的證據(jù),更需要經(jīng)過實驗的驗證。

3 本節(jié)課的亮點

(1) 教學(xué)生成合理自然,知識、方法和諧統(tǒng)一

教學(xué)設(shè)計的思路為：由“拔河比賽”提出問題,再通過系列實驗，建立相互作用模型,進行定性猜想,最后經(jīng)歷實驗論證等。在力的相互作用普遍性研究上先以“拔河游戲”為例,再以4個不同物態(tài)、不同狀態(tài)、不同性質(zhì)力的實驗為例,由特殊到一般來進行歸納、總結(jié)。

(2) 情境設(shè)計源于生活,探究過程真實有效

本節(jié)課設(shè)計了“拔河游戲”、4個演示實驗、用彈簧秤和力傳感器研究作用力與反作用力的關(guān)系，讓學(xué)生觀察、質(zhì)疑，感受物理規(guī)律的生成、證實過程,讓學(xué)生在探究體驗中領(lǐng)悟,實現(xiàn)了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。

4 結(jié)語

如何在日常教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)？我們應(yīng)該多關(guān)注教學(xué)生成的過程,使教學(xué)不唐突、更自然。應(yīng)基于教學(xué)目標(biāo),以問題為紐帶,以實驗為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供有意義的學(xué)習(xí)素材,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)、解決問題,讓學(xué)生在體驗過程中提升核心素養(yǎng)。