思維碰撞，激活自我

孫慧等

2012年是NOC活動舉行的第十個年頭，今年7月，NOC活動回到了首次舉辦地——北京，此次參賽選手遍及祖國兩岸四地，總?cè)藬?shù)將近4000人。根據(jù)組委會的安排，決賽后在國家會議中心舉行十周年慶典暨頒獎儀式，這也讓每一位參賽選手對大賽成績有了更高的期待。

此次NOC活動網(wǎng)絡教研團隊賽項決賽高中物理組的比賽題目是《生活中的圓周運動》，本節(jié)課是新課標人教版必修二第五章第八節(jié)，是一節(jié)圓周運動的應用課，也是牛頓運動定律的重要應用之一。教材中的每個實例都各有特點，很有代表性。屬于一個“構(gòu)建新的知識體系”和“掌握分析問題的方法”的課。三天中，歷經(jīng)個人教學設計、團隊教學設計、團隊互評、完善教學設計和可視化陳述與答辯五個環(huán)節(jié)的比賽，我們的設計得到了專家評委、兄弟團隊的肯定，獲得了網(wǎng)絡教研團隊一等獎并最終問鼎了網(wǎng)絡教研團隊恩歐希教育信息化發(fā)明創(chuàng)新獎。

此時，回想起比賽時頭腦風暴式的思維碰撞的場景，心情仍然久久不能平靜，是NOC激活了我們的教育生活，教學設計不再是辛苦的、枯燥的，而是具有無限興趣的，可以讓人如此幸福的。

● 思考的空間—教學片段對比

片段一：一個思考的空間

通過播放視頻“我們生活中的圓周運動”，將學生置于一個主動建構(gòu)自己知識網(wǎng)絡情境中。而如何將學生的思考形成物理的思維，是我們思考和討論的問題。

原始設計：

火車在轉(zhuǎn)彎時，實際是在水平面內(nèi)做圓周運動，因此會受到向心力的作用，那么究竟是什么力提供了向心力呢？

思辨與升華：

【孫慧】視頻中例舉了這么多的圓周運動，每個實例都具有典型的代表性，要讓學生從其中的實際生活中抽象出物理模型，從動力學的角度分析圓周運動的力學特點是這節(jié)課的重點。

【徐興旺】我們不可能讓學生一下子抽象出物理模型，并準確地分析出向心力的來源。而且如火車轉(zhuǎn)彎是受到向心力作用這樣的問題，學生很難理解。

【袁國軍】我們可以先通過鋪墊幫助學生理解，不如從視頻中截取一個生活中的圓周運動，幫助進行分析，便于學生建構(gòu)知識。

【徐興旺】選一個學生熟悉的，可以截取視頻中賽車彎道轉(zhuǎn)彎的圖片。對汽車轉(zhuǎn)彎進行受力分析。

【孫慧】對，這個例子選得好，既貼近學生的生活，又與火車轉(zhuǎn)彎有異曲同工之妙。我們可以通過設置問題，幫助學生理解，為學生形成一個思考的空間。

最終設計：

請同學們仔細觀察其中一幅圖片（如圖1），研究工程師們設計的公路彎道有什么特點？并思考為什么要這樣設計？汽車在水平彎道上轉(zhuǎn)彎時，受哪幾個力的作用？向心力是由誰提供？請同學們在Moodle平臺的討論區(qū)和大家分享。

片段二：一個交流的平臺

教材設計了大量的生活實例，教學內(nèi)容較多，如何更高效地完成教學，是我們思考的問題。波利亞說過：“學習任何知識的最佳途徑是讓學生自己去發(fā)現(xiàn)，因為這種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質(zhì)和聯(lián)系。”我們采用了以問題為引領(lǐng)的小組合作式的學習方式。在學生自愿的基礎上由教師做輔助調(diào)配，將學生分為四組，即A組：鐵路的彎道組。B組：拱形橋組。C組：航天器中的失重現(xiàn)象組。D組：離心現(xiàn)象組。每一組我們都提供豐富的視頻資源和網(wǎng)絡資源，四組學生分別根據(jù)資源解決本組的問題，然后相互交流學習的成果，促進大家在自己原有知識體系的基礎上建構(gòu)共同的知識。

原始設計：

B組：拱形橋組。

課件展示交通工具（自行車、汽車等）過拱形橋。

問題情境：

質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出受力分析圖（如圖2），分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力。通過分析，你可以得出什么結(jié)論？畫出汽車的受力圖，推導出汽車對橋面的壓力。

D組：離心現(xiàn)象組。

觀看視頻：轉(zhuǎn)盤上的木塊加速后的離心運動，回答問題。

（1）木塊作圓周運動時的向心力來源？

（2）轉(zhuǎn)盤加速后，出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

（3）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？（提示：可從木塊所受合力與其做圓周運動所需要的向心力關(guān)系的角度思考）

（4）理解并解釋教材的5.8—8圖（如圖3）。

兄弟團隊對這樣的教學設計給了中肯的建議：①不能將所有的問題都歸結(jié)到向心力的來源，這樣太籠統(tǒng)，可以設置主研問題和次研問題（如B組的教學設計）；②在D組的教學中，在研究離心運動時可以制作動畫幫助進行受力分析。

思辨與升華：

【徐興旺】這節(jié)課的教學重點就是向心力的來源，所以我們設計的問題都應該指向向心力的來源。

【孫慧】對，向心力的來源和分析是這節(jié)課的重點，這不能變。但我們設計的問題太過籠統(tǒng)，我們可以給每一組提出具體的任務，既幫助學生建立建構(gòu)知識的腳手架，又便于學生間的交流。

【徐興旺】在研究離心運動中我們已經(jīng)為學生提供了一個“轉(zhuǎn)盤上的木塊加速后的離心運動”的視頻，沒有必要再做動畫進行模擬了。

【孫慧】過多的動畫設計，削弱了學生獨立分析問題的能力，將物理情境轉(zhuǎn)化成物理模型也是這節(jié)課的學習任務，我們在摩擦力的教學中曾經(jīng)重點講過轉(zhuǎn)盤上的木塊和轉(zhuǎn)盤相對靜止一起做圓周運動的摩擦力方向，可以讓學生通過小組內(nèi)的交流完成木塊的受力分析。

【袁國軍】我們不用做動畫設計，可以設計一個學生實驗：讓學生們利用身邊的物品（書、筆袋……）設計實驗感受離心運動，通過學生親身感受體會圓周運動的向心力來源。

【孫慧】對，這樣設計好，使學生在理解離心運動的基礎上，又回歸到生活中。

最終設計：

B組：拱形橋組。

課件展示交通工具（自行車、汽車等）過拱形橋。

問題情境：

質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，討論與探究：

（1）畫出汽車在最高點的受力分析圖。

（2）分析汽車在拱形橋上向心力的來源。

（3）推導出汽車對橋面的壓力。

（4）分析汽車安全通過在拱形橋最高點時的速度。

D組：離心現(xiàn)象組。

觀看視頻：轉(zhuǎn)盤上的木塊加速后的離心運動，討論與探究：

（1）畫出木塊在轉(zhuǎn)盤上作圓周運動時受力分析圖，研究向心力的來源。

（2）轉(zhuǎn)盤加速后，出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

（3）為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？（提示：可從木塊所受合力與其做圓周運動所需要的向心力關(guān)系的角度思考）

（4）理解并解釋教材的5.8—8圖。

（5）同學們利用身邊的物品（書、筆袋……）設計實驗感受離心運動。

知識拓展：觀看視頻和圖片（如圖4），理解生活中離心運動的應用和危害。

http：//v.youku.com/v_show/id_XMjI5MTc5MjQ4.html

片段三：一個練習的契機

學習后的評價是必要的，因此應該設置習題和物理情境檢測學生的學習效果，但又不能枯燥地將學生置于題海之中。

原始設計：

（1）這節(jié)課你還想就哪些內(nèi)容與其他同學交流？請在Moodle平臺的聊天區(qū)交流。

（2）你還想和老師交流什么內(nèi)容？請在Moodle平臺討論區(qū)給老師留言。

（3）還有的同學在論壇中提出了其他的圓周運動，我們課上沒有進行分析，老師選出一些實例請同學們課下分析，并將結(jié)果上傳，下節(jié)課繼續(xù)討論。

思辨與升華：

【徐興旺】問題（1）的測試是為了讓學生進行自測，學生可以通過自己和其他同學的交流彌補自己知識的不足。

【孫慧】利用Moodle平臺和其他同學交流這樣很好，但是學生的交流太過泛泛，不容易掌握重點，而且受到課堂時間的制約，恐怕效果不好。

【袁國軍】這樣的問題學生確實不好交流，往往很多學生都會認為自己聽明白了就是理解掌握了，所以還應該設置明確的物理情境檢測學生的分析能力。

【孫慧】在豎直面的圓周運動的分析中B組研究的是汽車過拱形橋的問題，我們可以將汽車過凹形橋最低點的情況讓學生分析，檢測學生的學習效果。

【徐興旺】應要求每位學生獨立完成，檢驗學生將實際問題轉(zhuǎn)化為物理思維的過程，并把解答過程通過投影展示，規(guī)范學生的解答過程。

【孫慧】我們在課上只分析了一些典型的圓周運動，視頻中還有很多圓周運動的實例，可以讓學生課下繼續(xù)分析。

【袁國軍】這樣又回歸到生活中圓周運動，將課堂知識的學習過程前移后續(xù)起來，完整地展現(xiàn)了一個從生活到物理、再從物理到生活的過程。

【徐興旺】還可以讓學生將研究的圓周運動寫成研究報告的形式發(fā)布在Moodle平臺上，通過提交的作業(yè)，發(fā)現(xiàn)他們掌握不太好的地方，在下節(jié)課組織繼續(xù)學習。

最終設計：

問題（1）：請同學們獨立完成下面的習題：

公路在通過小型水庫泄洪閘的下游時常常要修建凹形橋（如下頁圖5），也叫“過水路面”。汽車通過凹形橋最低點時，車對橋的壓力是多大？設汽車質(zhì)量為M。

問題（2）：你還對“我們生活中的圓周運動”視頻中的哪些圓周運動感興趣？請抽象物理模型并做出力學和運動學分析，以文件的形式上傳到Moodle平臺。

● 亮點提煉，整合優(yōu)化——精彩之陳述

陳述環(huán)節(jié)時間只有不到8分鐘，在這短短的時間內(nèi)如何展現(xiàn)我們的設計理念，展現(xiàn)我們的特點，我們?nèi)齻€人圍繞這點展開了討論。

【袁國軍】陳述的時間比較短，所以我們不必要面面俱到，必須重點突出，展現(xiàn)我們的亮點，不僅要突出我們的教學理念更要突出我們在信息技術(shù)與課程整合過程中的創(chuàng)新點。

【孫慧】是的，我們設計當中的一個突出的亮點就是基用Moodle平臺實現(xiàn)了學生的分層次教學，學生在自己知識體系的基礎上，選擇了課題完成自我知識的建構(gòu)，激勵學生在信息化環(huán)境進行協(xié)作探究，并在協(xié)作探究過程中感悟方法、發(fā)展能力、形成新的認識成果，促進學生基本學習技能和信息素養(yǎng)，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維。

【徐興旺】還有我們引入新課時，讓學生自己動手制作我們身邊的圓周運動視頻，這樣在體驗生活中的物理的同時，又可以將學生置于一個主動建構(gòu)自己知識網(wǎng)絡情境中，便于教學目標的達成，同時在課堂結(jié)束時，利用Moodle平臺的交互功能，拓展了學習時空，將整個教學過程前延后續(xù)起來，形成一個整體。

在形成統(tǒng)一認識后，我們很快確定了陳述的內(nèi)容，首先展現(xiàn)出我們這節(jié)課的設計理念——通過分層教學讓每位學生都獲得發(fā)展，通過合作學習讓每位學生都在快樂中成長。然后展現(xiàn)我們在課程整合中的創(chuàng)新點和亮點——利用Moodle平臺將網(wǎng)絡、動畫、文本等多種資源進行整合，產(chǎn)生聚焦效應突破教學的重難點，從而完成本節(jié)課的教學設計。

陳述答辯后，臺下響起了熱烈的掌聲，評委老師肯定了我們的設計理念和整合點分析。我們?nèi)齻€人都很激動，因為這使我們最終踏上了國家會議中心的領(lǐng)獎臺。

● 賽后感悟——心與心的溝通

【孫慧】有人說教學設計是一種遺憾的藝術(shù)，而將這種遺憾接近完美，則是我們每位教師所追求的。通過這次比賽我們感到網(wǎng)絡教研團隊的組織形式，極大促進了教師的發(fā)展。個人的教學設計展現(xiàn)了每位教師的特點，團隊的教學設計則展現(xiàn)了集體的風采，在團隊合作中，團隊成員激烈討論激發(fā)出智慧的火花，在思維的碰撞中不斷更新教學觀念，尋求開辟新的教學途徑和方式。他山之石可以攻玉，團隊互評是對我們團隊教學設計的一次升華，不論是兄弟團隊給我們提出的中肯建議還是我們評價的教學設計，都給我們提供了更多學習的平臺。我們在虛心研究兄弟團隊的評價的同時也吸取了其他團隊的精華。將教學設計的每個環(huán)節(jié)都精心研究，促進學生學習方式的轉(zhuǎn)變，發(fā)展學生的能力，將我們的教學設計最終接近完美。

【徐興旺】參加這次比賽，我們?nèi)齻€人從承德到石家莊，從石家莊到北京，一路走來雖然很辛苦但收獲很多。我感到NOC不僅是一個技能大賽，更是一個能夠讓參與者得到精神升華、視野拓展的盛會。整個競賽過程自始至終貫穿信息化教學設計這條主線，在以往的信息化教學設計和教學課件中，過多注意到的是如何方便教師的教，而通過這次競賽我認識到信息化教學設計的目的是激勵學生利用信息化環(huán)境進行協(xié)作探究，在協(xié)作探究的過程中感悟方法，發(fā)展能力，形成認知成果。

【袁國軍】從教近20年的我，一直關(guān)注信息技術(shù)與課程的整合，雖然我也能適當?shù)剡\用PowerPoint、Flash、Moodle等軟件輔助教學，但都是淺層次地運用信息技術(shù)創(chuàng)設情境，以調(diào)動學生學習興趣。通過這次比賽我看到了自己的不足，認識到這只是整合的最低層次，應該把信息技術(shù)的優(yōu)勢運用于突破教學重點，化解教學難點之中。更應該通過信息技術(shù)與課程的整合使學生感悟方法，在教學活動中發(fā)展以創(chuàng)新思維為核心的高層次思維能力和實踐能力，自然突破教學重點難點。