謝秋菊

(廣東杏壇中學(xué)，廣東 順德 528300)

1 問(wèn)題的提出

玻爾的原子模型是高中物理原子物理部分的重要內(nèi)容,也是比較抽象、學(xué)生不易理解的難點(diǎn)內(nèi)容.這部分內(nèi)容在高中物理教材中相對(duì)比較孤立．對(duì)于剛剛學(xué)習(xí)原子物理的學(xué)生,以牛頓力學(xué)為核心的經(jīng)典理論知識(shí)根深蒂固,對(duì)于量子、能級(jí)等知識(shí)理解起來(lái)比較困難,不知是否因?yàn)楸竟?jié)課在2017年之前的全國(guó)高考中屬于選考內(nèi)容,2017年后為必考內(nèi)容,考察內(nèi)容比較簡(jiǎn)單,因此本節(jié)課不管是教學(xué)設(shè)計(jì),還是上課視頻及論文資料在網(wǎng)上均極少．上課實(shí)錄只有4個(gè)案例,大部分微課或教學(xué)設(shè)計(jì)均將其作為原子物理中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)來(lái)講,沒(méi)有關(guān)注玻爾理論的提出背景及當(dāng)時(shí)物理學(xué)的整個(gè)大環(huán)境,而這些背景卻是培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)方法和情感價(jià)值觀難得的資料．筆者對(duì)于近幾年“玻爾的原子模型”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)實(shí)錄研究,發(fā)現(xiàn)主要有以下一些模式:以網(wǎng)絡(luò)為載體,學(xué)生自學(xué)為主的教學(xué)方法;以物理學(xué)史為載體的自主探究、合作交流教學(xué)方法．

新一輪的教學(xué)改革中,筆者所在學(xué)校采用“問(wèn)學(xué)”的教學(xué)模式,以“導(dǎo)、學(xué)、展、評(píng)、測(cè)”為教學(xué)主線,學(xué)生以“獨(dú)學(xué)、對(duì)學(xué)、群學(xué)”完成所學(xué)內(nèi)容．筆者認(rèn)為,這樣的教學(xué)模式非常適合于本節(jié)課的教學(xué)．

2 教學(xué)理念與設(shè)計(jì)

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)定位在:以物理學(xué)史和科學(xué)研究方法為線索,以小組合作的“問(wèn)學(xué)”模式為依托,整個(gè)課堂貫穿“學(xué)”和“問(wèn)”兩條主線,通過(guò)對(duì)比、模型、協(xié)同學(xué)習(xí)等教學(xué)方法,滲透玻爾理論的內(nèi)容,解決核式結(jié)構(gòu)在解釋氫原子光譜中存在的問(wèn)題,完成物理核心知識(shí)的學(xué)習(xí)(從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性,內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系),培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)(物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)．教學(xué)設(shè)計(jì)思路概念圖如圖1所示.

圖1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路概念圖

3 問(wèn)題的實(shí)施

3.1 任務(wù)驅(qū)動(dòng),以“學(xué)”帶“問(wèn)”

“問(wèn)學(xué)”模式是筆者所在學(xué)校針對(duì)教學(xué)改革提出的一種課堂教學(xué)模式,它的環(huán)節(jié)為“獨(dú)學(xué)、對(duì)學(xué)、群學(xué)、展示、總結(jié)、反饋”．“獨(dú)學(xué)”是學(xué)生根據(jù)教師布置的任務(wù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、資料、課本等途徑自學(xué)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容,在自學(xué)中記錄下自己的疑問(wèn)．“對(duì)學(xué)”是學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)子之間就獨(dú)學(xué)中存在的疑問(wèn)進(jìn)行討論．“群學(xué)”是學(xué)習(xí)小組就“對(duì)學(xué)”中仍然存在的問(wèn)題進(jìn)行再討論．如何設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)?怎樣的學(xué)習(xí)任務(wù)既能帶領(lǐng)學(xué)習(xí)明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo),又能引發(fā)學(xué)生思考,提出有價(jià)值及針對(duì)性的問(wèn)題?故此,本節(jié)課的教學(xué)流程如圖2所示.

圖2 “玻爾的原子模型”教學(xué)流程圖

根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容,將需要掌握的知識(shí)分成3大任務(wù),學(xué)生查閱資料,以小組為單位對(duì)知識(shí)體系進(jìn)行整理,再選出代表進(jìn)行講解,在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,也培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探索及合作精神．

任務(wù)1:通過(guò)查閱資料,了解玻爾理論產(chǎn)生的背景．

任務(wù)2:通過(guò)閱讀課本和查閱資料,歸納玻爾原子模型假設(shè)的內(nèi)容要點(diǎn)．

任務(wù)3:觀察課本第58頁(yè)圖18.4-2,如何理解氫原子的能級(jí)圖?用玻爾理論如何解釋氫原子模型?

任務(wù)4:玻爾理論存在哪些局限性?總結(jié)其成功之處與不足．

通過(guò)任務(wù)1讓學(xué)生體會(huì)到舊的理論與新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)之間的矛盾,產(chǎn)生思想上的沖擊,讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)過(guò)程與科學(xué)的發(fā)展過(guò)程自然地吻合．設(shè)計(jì)任務(wù)2,培養(yǎng)學(xué)生歸納整理能力,并在歸納中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,如學(xué)生提出以下幾個(gè)疑問(wèn):原子的能量是指什么?為什么能量會(huì)隨著軌道半徑的增大而增大?這里的能級(jí)與化學(xué)的電子層一樣嗎?跟光電效應(yīng)有什么聯(lián)系?學(xué)生在展示小組成果時(shí)還能充分發(fā)揮自己的想象力,如把原子處于定態(tài)比喻成我們?cè)谕粯菍幼邉?dòng)等,充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性．設(shè)計(jì)任務(wù)3,目的是通過(guò)小組協(xié)同學(xué)習(xí),用理論的內(nèi)容去解釋實(shí)驗(yàn)事實(shí),加深對(duì)理論的理解和記憶．設(shè)計(jì)任務(wù)3,使學(xué)生們認(rèn)識(shí)到科學(xué)的探索永無(wú)止境,并在教學(xué)過(guò)程中滲透科學(xué)的研究方法:“實(shí)驗(yàn)(事實(shí))——理論假設(shè)——再實(shí)驗(yàn)(提供新的事實(shí))——修正理論(甚至建立新的修改假設(shè))——形成科學(xué)理論”,為之后學(xué)習(xí)更深層次的原子物理奠定基礎(chǔ)．

通過(guò)4個(gè)任務(wù)的驅(qū)動(dòng),既使學(xué)生形成原子的科學(xué)物質(zhì)觀念,也培養(yǎng)了學(xué)生基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進(jìn)而提出創(chuàng)造性見(jiàn)解的能力與品質(zhì)．激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲．

3.2 小組合作,協(xié)同學(xué)習(xí),以“問(wèn)”帶“學(xué)”

“問(wèn)學(xué)”課堂模式中很重要的一環(huán)是“群學(xué)”,利用小組之間的合作,達(dá)到完成任務(wù)的目的．在本節(jié)課中,多數(shù)學(xué)生能主動(dòng)與他人合作,尊重他人,能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見(jiàn)解,實(shí)事求是．這樣的效果,需要設(shè)置合理的問(wèn)題,對(duì)小組各成員所安排的任務(wù)進(jìn)行合理的分配．因此對(duì)各任務(wù)下又設(shè)置了一系列相互聯(lián)系的題目,如在任務(wù)3“理解氫原子能級(jí)”中引導(dǎo)學(xué)生提出或設(shè)置了以下一些問(wèn)題: (1) 能量為什么是負(fù)的？(2) 能級(jí)與能級(jí)之間的距離代表什么? (3) 什么情況下激發(fā)態(tài)向基態(tài)原子發(fā)生躍遷? (4) 什么情況下基態(tài)原子向激發(fā)態(tài)躍遷? (5) 氫原子會(huì)吸收10.3 eV的能量發(fā)生躍遷嗎?(6) 如果發(fā)生碰撞行嗎?(7) 為什么?(8) 氫原子會(huì)吸收13.7 eV的光子的能量嗎?(9) 一群處于n=4能級(jí)的氫原子,會(huì)輻射出幾種頻率的光?(10) 一個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子,會(huì)輻射出幾種頻率的光?……

4 學(xué)習(xí)效果分析

為了檢驗(yàn)本節(jié)課的學(xué)習(xí)效果,教學(xué)完成后,采用學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查法,從“知識(shí)與技能”“過(guò)程與方法”“情感態(tài)度與價(jià)值觀”3個(gè)方面調(diào)查學(xué)生對(duì)本節(jié)課的反饋與評(píng)價(jià);通過(guò)紙筆測(cè)試法評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果,從而獲得定量的數(shù)據(jù),定量數(shù)據(jù)采用SPSS16.0進(jìn)行分析,調(diào)查問(wèn)卷共15題,采用李克特式5點(diǎn)量表計(jì)分法,選項(xiàng)包括:非常同意、同意、一般、不同意和非常不同意,分別記為5、4、3、2、1分．本次發(fā)放問(wèn)卷48份,回收問(wèn)卷48份,回收率100%．

4.1 問(wèn)卷信度

由表1可知,該問(wèn)卷的α=0.793,信度尚可,統(tǒng)計(jì)結(jié)果具有較高的可靠性．

表1 問(wèn)卷信度

4.2 問(wèn)卷分析

從調(diào)查問(wèn)卷的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析(表2),學(xué)生對(duì)本次教學(xué)的評(píng)價(jià)較高．對(duì)本節(jié)課的基本知識(shí)(第1、2、3題)掌握較好,而在規(guī)律的應(yīng)用和計(jì)算(第4、5題)稍差,這也是接下來(lái)第2課時(shí)要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容．

表2 學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷各題平均分

表3 當(dāng)堂檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

從表3看,1、2、3題答對(duì)率均達(dá)到或超過(guò)80%,可見(jiàn)學(xué)生本節(jié)課的基本內(nèi)容掌握得還是不錯(cuò)的,本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)基本達(dá)成．

5 教學(xué)反思

5.1 “一清一新”

“一清”指教學(xué)目標(biāo)清晰、教學(xué)脈絡(luò)清晰及教學(xué)結(jié)果清晰．“一新”指教學(xué)理念新,教學(xué)方法新．本節(jié)課突出科學(xué)研究方法,發(fā)揮學(xué)生合作與探究能力,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,完成核心知識(shí)玻爾原子模型理論的教學(xué),把比較抽象、難以記憶,不易理解的內(nèi)容通過(guò)設(shè)立一個(gè)個(gè)目標(biāo)與問(wèn)題,層層分解,讓學(xué)生易于理解和記憶,達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果．

5.2 “四有兩能”

一節(jié)好的物理課,應(yīng)該是具備“有興趣、有思維、有生活、有反饋”及“能動(dòng)手、能參考”．本節(jié)課運(yùn)用了基于“問(wèn)學(xué)”模式的協(xié)同學(xué)習(xí),從有趣的視頻《愛(ài)因斯坦與玻爾》導(dǎo)入,來(lái)源于生活,有引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,協(xié)同學(xué)習(xí),讓學(xué)生通過(guò)小組討論、展示等,思考、動(dòng)手、參與到課堂當(dāng)中．

5.3 不足與改進(jìn)

對(duì)能級(jí)、躍遷等概念的要求是“理解”,拔高了要求;課堂引入能夠吸引學(xué)生的興趣,如果能再加些引導(dǎo),更能深化本節(jié)課的主題;最后的歸納提升略顯簡(jiǎn)單了．