拋錨式教學模式在物理教學中的應用
——以“光電效應”為例

曾 燕

(江蘇省常熟中學，江蘇 常熟 215500)

?

拋錨式教學模式在物理教學中的應用
——以“光電效應”為例

曾 燕

(江蘇省常熟中學，江蘇 常熟 215500)

拋錨式教學模式有利于激發學生學習動機、培養合作學習能力，教師通過設計合理的“錨”，利用恰當的方法將“錨”進行“設”“拋”“解”“起”，從始至終，不是直接把知識告訴學生，而是進行引導，從而由學生通過自己及小組的努力，構建相應的知識體系.

物理教學；拋錨式教學模式；光電效應

“光電效應”是人教版物理選修3-5第十三章第2節內容，光電效應是指在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出的現象，在探究光的本性的歷史過程中，有著重要的地位.利用傳統教學方式，學生對該知識的理解顯得有點吃力，筆者在“光電效應”的教學中運用拋錨式教學模式，取得了較好的教學效果.

1 課堂教學實錄

片段一

師：大家都知道愛因斯坦是偉大的物理學家，1921年因成功解釋光電效應等而獲得了諾貝爾物理學獎，大家想不想知道什么是光電效應？愛因斯坦又是如何成功解釋的？首先看一組圖片(如圖1)，來談一談你對光的認識.

生：光是沿直線傳播的，光能發生折射、反射、干涉等現象，光可以分成單色光和復色光等.

師：同學們對光還是有著比較豐富的認識，但是有沒有思考過，光到底是什么？

生：光是粒子.

生：光是波.

師：同學們提出的觀點都必須要有依據，試著討論一下，并說出你的依據(回顧關于粒子說與波動說的爭論).

片段二

師：先看如圖2的電路(分別介紹鋅板、銅網、高壓電源、檢流裝置)，如果開關閉合，電路中會有電流嗎？理由是什么？

圖2

生：沒有.銅網與鋅板間是空氣，不導電.

師：(演示實驗)第一步用紫外線照射鋅板，第二步用日光燈照射鋅板，第三步把紫外線移近或者遠離鋅板，分別觀察檢流計讀數變化(如圖3).

圖3

師：看了這幾個實驗現象，你有什么樣的想法或者疑問？

生：為什么會有電流？電流的有無為什么會和所用照射光有關？……

師：首先要找出電流的來源(電荷定向移動)，是什么在銅網和鋅板之間的空氣中定向移動？(自由電子)，它來自于金屬，鋅板內鋅原子核外最外層價電子比較容易脫離原子核的束縛，受到紫外線照射后，這些電子便從鋅板表面逸出，這便是光電效應現象，這些電子叫做光電子.在歷史上光電效應現象對光的本性的認識有著重要的作用.

片段三

圖4

師：關于光電效應的研究對象，你覺得應該是什么？

生：入射光和光電子.

師：入射光有強弱之分以及頻率高低的區別，那么光電子呢？

生：有從金屬板內出來的個數，還有出來時的速度.

師：很好，我們把語言規范下，是單位時間內出來的光電子數目以及它們的初動能.

師：如何測出單位時間內逸出的光電子數？

生：讓它們全部進入電路，用電流表讀數反映.

師：很好，如何設計這樣一個電路圖？

學生通過小組討論，設計出如圖4所示的電路.

片段四

圖5

師：看這樣一個演示實驗，請同學們體會一下“逸出功”.在如圖5所示的一個圓弧曲面上，乒乓球放置在曲面最低點，相當于電子在金屬內部，它要飛離曲面，需要一定能量，我們用另外一個小球從一定高度釋放，通過撞擊，讓乒乓球獲得能量，相當于利用入射光讓電子獲得能量.

學生參與實驗操作，體會逸出功的概念.

師：我們用不同頻率的入射光，對應的是一個光子的能量高低，所以我們可以用本實驗中撞擊球的初始高度來類比為入射光的頻率，為了直觀一點，我們用高度類比為頻率，頻率越高，撞擊球的初始位置越高，我們可以從低到高貼上紅、黃、藍的標記，表示相應入射光的頻率.

學生再次參與實驗操作，體會愛因斯坦的光電效應方程的物理意義.

2 拋錨式教學設計分析

(1) “設錨”

拋錨式教學是以美國教授約翰·布蘭斯福德為首的旺達比爾特認知小組于20世紀80年代末、90年代初提出的教學策略，這種教學要求建立在有感染力的真實事件或真實問題的基礎上，確定這類真實事件或者問題被形象地比喻為“拋錨”，因為一旦這類事件或問題被確定了，整個教學內容和教學進程也就被確定了.在片段一中，筆者將“錨”以圖片的形式引出，讓學生利用當前已有的知識，對圖中豐富的光的現象作出相應的光特性描述.一方面可以對以往知識進行鞏固，提高學生的口頭表達能力.另一方面讓學生在合作討論過程中對光的本性作進一步思考.

(2) “拋錨”

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，能讓學生親眼目睹實驗現象，那是最佳的教學手段，因此在片段二中設計了用實驗作為“拋錨”(設置真實的實驗情景)，這一目的是讓學生清楚地發現這節課需要解決的中心問題.光電效應的實驗裝置簡單明了，實驗現象清晰，利用紫外線和日光燈兩種不同光源照射鋅板，并對比實驗現象，學生可以加深對光電效應中“極限頻率”這個概念的理解.

另外，通過觀看實驗現象，筆者提出了一個問題：“看了這幾個實驗現象，你有什么樣的想法或者疑問？”這樣的“拋錨”(拋出問題)要比直接把所有疑問幫學生羅列出來要好得多.拋錨式教學模式重視讓學生參與問題的提出，讓學生主動建構知識.在拋錨式教學模式中，教師的任務是做好引導、協助的工作，所以在學生提出各種各樣的問題后，做好總結，之后引導學生如何解決這些問題.

(3) “解錨”

“解錨”就是解決問題，需要師生配合，以學生為主體，學生可以進行分組討論.在對光電效應現象的研究過程中，首先要找到研究對象，“光”指入射光，“電”是金屬板里飛出來的電子，通過小組討論的形式，學生用“集體的智慧”找到這兩個關鍵的研究對象，那么之后的實驗現象歸納就顯得比較順利.

對實驗現象的歸納，需要重新設計電路圖，而且這個電路圖在高考中出現的概率也很高，因此在片段三中，通過師生合作，逐步將電路圖設計出來.之后利用多媒體視頻播放，將實驗過程展示出來，并找到四個實驗規律.

“物理物理，見物講理”，接下來，就是對這些實驗現象的解釋了，此時利用傳統的電磁理論解釋光電效應現象、“矛盾”、愛因斯坦的“光子說”等教學過程，均通過小組合作討論后由代表總結.

在片段四中，筆者設計了一個類比實驗，幫助學生理解逸出功、光電效應方程，讓學生親手做實驗，逐步體會.當初次接觸一個新的物理模型，有些“會學習”的同學會努力在腦海中搜索熟悉的相近模型來作類比，而這個意識并非人人都有，而且在40分鐘課堂的限制下，可能沒有更多的時間讓他們去“搜索”，所以，教師幫助他們設計一個比較直觀簡單的模型來熟悉光電效應，教師起到了“協助”作用.

(4) “起錨”

一節課要首尾呼應，有始有終，既然開始時“拋”了“錨”，最后一定要“收起”這個“錨”.這就是教師評價、學生自我評價以及學生間互評的階段，學生自己來回答剛才所提出的問題，在回答過程中有不足之處，由同學補充說明，同時教師給出合理的評價.

3 結束語

拋錨式教學模式有時也稱“實例式教學”或“基于問題的教學”，它不是把現成的知識直接傳授給學生，而是給學生一個現實的情景，由學生自己提出問題，解決問題.在此期間，教師適時介入，做好相應的援助以及幫忙“搭一下腳手架”.學生在小組合作過程中，培養了合作意識、分享意識，通過小組成員之間的探討、互補知識共同提高，同時也提高了同學們提出和解決問題的能力.

[1] 高文，王海燕.拋錨式教學模式(一)[J].全球教育展望，1998，(3).

[2] 高文，王海燕.拋錨式教學模式(二)[J].全球教育展望，1998，(4).

[3] 王超良.物理實驗在創設問題情景中的作用[J].教學月刊(中學版)，2011,(11).

[4] 陳冠群，黃樹生.拋錨問題情景 激發主動探究[J].江蘇教育研究，2014，(1).