潘春芳 項薔媛
(寧波市鄞州區正始中學 浙江 寧波 315131)
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“生本教育”理念下的平拋運動導學課堂初探
潘春芳項薔媛
(寧波市鄞州區正始中學浙江 寧波315131)
隨著課程改革的深入,課堂教學改革正朝著內涵提升的方向發展,課堂教學形式也不斷創新.正是為了順應學習方式變革這一時代和現實需要,我們積極倡導“學科探究教學”,積極探索“生本課堂”模式.
課程改革生本課堂教學實踐
隨著課程改革的深入,課堂教學改革正朝著內涵提升的方向發展,課堂教學形式也不斷創新.鄞州區2011年4月正式成為中國教育科學研究院教育綜合改革實驗區.近5年來,積極探索課堂教學改革和學生學習方式變革,鄞州區各校已探索和推廣了高效課堂、幸福課堂、生動課堂等多種教學創新模式,取得了一系列理論和實踐的成果.我校也在積極穩妥推進課堂教學改革,正是為了順應學習方式變革這一時代和現實需要,我們提出并積極倡導“學科探究教學”,積極探索“生本課堂”模式.
在生本教育理念的指導下,本文筆者僅以高中《物理·必修2》第五章第2節(人教版2010年4月第3版)“平拋運動”為例,嘗試構建“學生前置性學習—小組合作學習—課后反饋鞏固”的生本導學模式來說明生本課堂的構建對提高物理課堂教學的效益是切實可行的.
生本教育理念指導下的“生本導學”課堂是以學生為主體,以導學案為載體,以先學(預習導學)為基礎,以指導為途徑,以合作學習為形式,以學生和教師發展為根本目的的高效課堂.生本教育理念下的高效課堂需要有前置性作業為前提.前置性作業,又稱為前置性學習,是生本教育理念的一個重要表現形式.它指學生學習新課內容之前,讓學生先根據自己的知識水平和生活經驗所進行的嘗試性學習.但是,自我并不是要學生漫無目的地進行摸索,在這一環節中,教師明確的學習目的的指導是關鍵.教師要在學生自學前,仔細研讀教材內容,明確教學目標,突出重難點,同時在全面了解學生的知識水平和學習特點的基礎上,為學生設計出合理的自學前置性作業,以期激發學生的學習興趣.
為此,平拋運動的前置性作業布置如下:
(1)認真研讀教材第8~11頁內容;
(2) 建立拋體運動、平拋運動概念.
嘗試1:以任意角度向空中拋出一個氣球、紙飛機和粉筆頭,請同學們觀察氣球、紙飛機和粉筆頭的運動軌跡.分析它的受力情況,判斷它的運動性質.生活中有哪些物體的運動與它們的運動情況相似?
嘗試2:從這些例子中我們可以看出,所有這些物體都是以一定的速度被拋出,忽略空氣阻力情況下,在只受重力的情況下做曲線運動,我們把這種運動稱為拋體運動.
嘗試3:在拋體運動中有一種特殊情況,即物體被拋出時的初速度方向沿水平方向,物體只受重力作用下的運動,我們稱之為平拋運動.
通過動手實驗、現象的觀察,激發學生的求知欲望;培養學生的實驗操作能力、觀察能力、歸納能力和自主學習的能力;特別是深刻體會物理理想模型的建構——突出主要因素,忽略次要因素的思想,以及物理模型在探索自然規律中的作用.
生本理念中課堂活動是有效教學的重點環節,課堂上的各種活動都應該以學生為主體,教師擔當的角色應該是一個引導者——指引學生順利完成本課堂要達到的學習目的.課堂活動交流是生本課堂的中心環節,而交流的形式多以小組合作展示,學生在自學的基礎上再根據科學合理的小組分組進行交流討論,可以讓學生交流在自學過程中出現的疑難問題或者覺得有討論價值的問題,互通有無,互相合作幫助.生本課堂中倡導的“少教多學”,重點是要教師“講到關鍵處”,要求教師在課堂上少講,一是以學生的學定教師的教,讓學生在自我和小組合作學習中得到真正的啟發,而不是以教代學;二是為了給予學生以更多的時間和空間,讓學生更切身去學,投入到問題的探究之中,真正成為學習的主人,而不是只是流于討論形式的小組合作模式.
以研究平拋運動規律為中心而展開的本節課教學中,突出了一條研究物理科學方法的一般主線:觀察現象,初步分析→科學猜測→實驗研究→總結規律→規律的運用.
在平拋運動的規律的教學環節中,設計群學(小組合作探究學習)問題如下:
(1)拋體的位置
首先我們來研究初速度為v0的平拋運動的位置隨時間變化的規律.
用手把小球水平拋出,小球從離開手的瞬間(此時速度為v0,方向水平)開始,做平拋運動.(我們以小球離開手的位置為坐標原點,以水平拋出的方向為x軸的方向,豎直向下的方向為y軸的方向,建立坐標系,并從這一瞬間開始計時.)
嘗試1:在拋出后的運動過程中,小球受力情況如何?
嘗試2:那么,小球在水平方向有加速度嗎?它將怎樣運動?
嘗試3:我們用函數表示小球的水平坐標隨時間變化的規律將如何表示?
嘗試4:在豎直方向小球有加速度嗎?若有,是多大?它做什么運動?它在豎直方向有初速度嗎?
嘗試5:那根據運動學規律,請大家說出小球在豎直方向的坐標隨時間變化的規律.
嘗試6:小球的位置能否用它的坐標(x,y)描述?能否確定小球在任意時刻t的位置?
接下來繼續完成下面(2)、(3)、(4)任務,限于篇幅,不再贅述了.
(2)拋體的軌跡;
(3)拋體的速度;
(4)拋體的位移.
在小組合作探究學習的教學過程中,教師注重對學生探究性能力和合作學習能力的培養,在教學中多引導學生進行探究性學習,給予學生更多獨立思考的空間,再加以指導,對學生的綜合性能力的培養是十分有意義的.同時讓學生感知并領會研究物理科學方法的一般主線:觀察現象→初步分析→科學猜測→實驗研究→總結規律→規律的運用,其重要性并不亞于具體物理知識的學習,為學生終身學習奠定了基礎.
生本教育提倡的“少教多學”是提倡教育者要“授人以漁”,教會學生學習的方法.新課標更加強調學生應把學習的重心由學會課本知識轉移到知識遷移、掌握方法、培養能力上.因此,在每節課后,無論是學生還是教師都應該進行反思,總結自己學習(教學)感受、心得、收獲、體會或疑惑問題等,這樣有利于培養學生敢想敢問敢做的品質,使學生真正成為學習的主人.
為此,學習平拋運動后,筆者布置了一道拓展性的題目,以滿足學生的不同層次需求.
【題目】如圖1所示,一高度為h=0.2 m的水平面在A點處與一傾角為θ=30°的斜面連接,一小球以v0=5 m/s的速度在平面上向右運動.求小球從A點運動到地面所需的時間(平面與斜面均光滑,取g=10 m/s2).

圖1
某同學對此題的解法為:
小球沿斜面運動,則
由此可求得落地的時間.
問:你同意上述解法嗎?若同意,求出所需的時間;若不同意,則說明理由并求出你認為正確的結果.
(1)一題多解
嘗試1:不同意,小球應在A點離開平面做平拋運動,而不是沿斜面下滑.計算小球做平拋運動的水平距離(即射程)x=1 m,比較射程與斜面底寬
l=hcotθ
代入數據有
x>l
所以,小球離開A點后不會落到斜面,因此落地時間即為平拋運動時間,則
代入數據有


h=0.2 m比較,有
h1>h
嘗試3:假設小球以速度v在A點離開平面做平拋運動剛好落到斜面與地面的連接處,計算小球做平拋運動的初速度,有
比較有
v0=5 m/s
故
v0>v
嘗試4:巧用平拋運動中的一個常用推論解.即對于平拋運動軌跡上的任一點A(x,y),其瞬時速度方向、位移OA方向分別與v0方向的夾角要滿足tanα=2tanθ的關系,如圖2所示.

圖2
對本題:假設斜面足夠長,小球以速度v0在A點離開平面做平拋運動,落到斜面時,其位移方向與v0方向的夾角即為θ=30°,此時,其瞬時速度方向與v0方向的夾角為α.

h1>h
嘗試5:如圖3所示,將v0和g分解到垂直于斜面和平行于斜面的兩個方向上.則垂直于斜面方向上的分運動是初速度為
v1=v0sinθ
加速度為
a1=-gcosθ
小球做勻減速直線運動;
平行于斜面方向的分運動是初速度為
v2=v0cosθ
加速度為
a2=gsinθ
小球做勻加速直線運動.
當垂直于斜面方向上的速度變為
-v1=-v0sinθ
此時,小球剛好落到斜面.由-v1=v1+a1t得:小球離開A點到落到斜面所用的時間為

圖3
因此,小球沿平行于斜面方向上運動的距離為
代入數據,得

(2)方法歸納
從以上求解的過程可以看出,嘗試1~5從不同角度去分析、解答.嘗試1~3注重對物理規律的理解和掌握,簡單、明了,屬于常規方法;嘗試4則另辟蹊徑,熟能生巧;嘗試5則體現知識的活用,不拘一格,實屬創新之杰作.本習題中,通過一道較基礎的平拋運動問題出發,讓學生嘗試評價判斷解決,得到多種解法后,幫助學生歸納解題策略,從而優化思維.通過評價分析,培養學生的思維嚴謹性,讓學生加深對解決此類問題的方法,培養學生解決綜合問題的能力.
總之,學生是學習的主體,是課堂教學的根本,在生本理念指導下,教師在教學過程中構建“以學生為本”的生本導學課堂是新課程改革的要求,也是學生發展的需要.這種符合減負增效教育理念的生本課堂是未來教學發展的必然方向,值得廣大教師為之不斷探索.
2016-02-18)