循序而漸進 強學而提能
——以蘇科版“力 彈力”為例

戴玲娟

(江蘇省南通第一初級中學，江蘇 南通 226001)

心理研究表明:人們在創造性地解決問題的過程中,思維是按照先粗后細、先寬后窄、由表及里的層次展開的,于此提升科學思維水平.第8章《力》的編排遵循“總—分—總”之序,第1節“力 彈力”帶領學生認識力、歸納力的概念之后,再具體闡述彈力及彈簧測力計的使用.本節是力學的開篇,其作用非同小可,因此,教師應創設有趣的情境、豐富學生的體驗、在嘗試中探究測量工具的使用,在不斷發現問題和解決問題的過程中,掌握技能、提升科學思維.本文試著論述一些嘗試,以期能拋磚引玉.

1 由感性到理性,提升歸納思維的品質

德國哲學家康德認為:“我們所有的知識都開始于感性,然后進入到知性,最后以理性告終”．在教學中,教師可以借助學生耳濡目染的具體事物、現象來激起學生的感性認識,獲得生動的表象,并在頭腦中進行思維加工,建立對新知識比較全面、深刻的理解,進而實現從感性認知到理性認識的飛躍.

圖1

力與我們的生活密不可分,大到天體的運動,小至微觀粒子都與相互作用的力有關;力的概念比較抽象,是學生首次通過系統的抽象過程建立概念,加之學生的前概念誤認為:“力是由肌肉的緊張引起的,只有有生命的物體才能產生力”、“施力在先,受力在后”等,因此,在力的概念形成過程中,筆者的設計如下.

活動1：體驗力(請同學拉拉力器，如圖1).

師：你剛才用力了嗎？肌肉有什么感覺？

師：其他同學認為他用力了嗎？你怎么看出來的？

師：我們可以通過一些看得見的現象來研究看不見的力，這是一種轉換的思想，那什么是力？請同學們用彈簧、橡皮筋、氣球、橡皮泥等來體驗力.

圖2

師生共同總結，如圖2.

(1) 有生命的和沒有生命的物體都能產生力的作用.

(2) 將用力者、受力者概括為物體，將用力方式“壓、捏、拉”等抽象為作用.

(3) 歸納：力是一個物體作用于另一個物體.

設計意圖：利用生活中的拉力器帶領學生走進力學的世界，無痕滲透“轉換”的物理方法，體現“從生活走向物理”的課程理念，在學生充分體驗力的基礎上，對概念進行歸納、概括得出相關表述，形成力的概念.

2 從已知到未知,凸顯邏輯思維的進階

8年級的學生好奇心強,樂于探索未知并加以應用,教師應捕捉學生的這一心理特點,深入挖掘教學資源、精心設計探究活動,如從操作、思維進階的角度展開,使我們的課堂向著深度和寬度延伸.

測量力既是本節課的重點,亦是難點,“如何突出重點、突破難點”是筆者在備課時思考的一個重要問題.筆者沒有采用閱讀說明書和議一議圖片中的操作哪一個是正確的?其余的錯在哪里?雖然這樣的處理方法便于教師按部就班地展開教學,表象上是提升課堂效益,同時也能很好地培養學生閱讀說明書和使用新的測量工具的能力,但是整個過程學生是處于被動接受的狀態.教師過分注重知識目標的達成,學生不明就里,同時忽略了對學生的發現問題、分析問題以及解決問題能力的培養,并且對學生思維的深度和廣度的訓練也比較淺層.

“授之以魚,不如授之以漁”.筆者認為:只有讓學生在實際操作發現沖突,通過生生合作、師生互助,尋找解決辦法,這樣學生才能“魚漁”并獲、終生受益,所以筆者的設計如下.

活動3：初測力.

(1) 將兩個鉤碼掛在彈簧測力計的秤鉤上，讀出彈簧測力計的示數.

設計意圖：兩個鉤碼對彈簧測力計的拉力，是一個靜態的力，測量時的操作比較簡單，但因為事先未將彈簧測力計校“0”，所以導致數據各不相同，探尋原因，察覺在使用彈簧測力計之前要進行校正“0”點，同時也為學習重力打下伏筆，一舉兩得.

(2) 用彈簧測力計拉動木塊在桌面上緩慢運動，讀出其示數.

設計意圖：測量木塊緩慢移動時的拉力，這是一個動態的力，如何使彈簧測力計在運動過程中示數穩定？對學生們的實驗操作提高一點難度.因事先未規范彈簧測力計的規范操作，所以學生會出現圖3的情景，教師借助于手機與電腦的即時連接，共同分析、發現問題并解決問題，達成了在使用彈簧測力計時，其軸線方向與受力方向一致，本實驗也為后面學習摩擦力做好鋪墊，一箭雙雕.

圖3

活動4：再測力.

師：請用彈簧測力計來感知身邊物體對彈簧測力計的拉力.

設計意圖：本實驗能充分調動學習的興趣，增強對力的大小認識，為學生形成正確的估計能力增磚添瓦.

活動5：學以致用.

師：有個成語“千鈞一發”原意是一根頭發懸掛著3×104kg的物體，你覺得對嗎？你估一估大概是多少？測一根頭發絲能承受的最大拉力.

圖4

設計意圖：頭發能承受的最大拉力，是個瞬時的力，如何較準確讀數？是這個實驗中的問題，經過小組討論，不斷優化實驗方案.(方案1：掛鉤碼；用鉤碼的個數來顯示了這個最大拉力，但是每增加一個鉤碼，對秤鉤的拉力不連續，怎么改進一下呢？學生想到用細砂等物體來替代；方案2：指針固定，如圖4.)發散學生的思維，將理性的認知回歸生活實踐，落實從物理走向社會的新課程理念.

通過以上層層遞進、環環相扣的進階實驗設計(測“靜態力——動態力——瞬時力”),師生共同剖析錯誤,形成規范的操作技能.搭建貼近學生最近發展區的思維臺階,學生的智慧方能穩步攀登、拾級而上.

3 從簡單到復雜,開拓學生思維的空間

圖5

美國心理學家加涅認為:人類的學習是復雜多樣的、是有層次性的,其總是由簡單的低級學習向復雜的高級學習發展,構成了一個依次遞進的層次與水平.平時的教學中,教師依據知識的內在聯系,由淺入深、循序漸進地設計,學生才能真正學有所得、學有所獲．微小形變書本中未涉及,但是基于學生在“探究聲音的產生”時,已經接觸過放大法研究看不見的現象(圖5),至此,通過光斑的變化顯示桌面的微小形變,也就順理成章了.

師：對于彈簧、橡皮泥等的形變我們直接看到，手壓桌子，桌子是否發生形變？

圖6

設計意圖：微小形變是學生認識上的盲區，學生通過觀察平面鏡兩次反射后光斑位置的變化，逆向推導出手壓桌子時，桌子也會發生形變(圖6)，啟迪學生的思維，開拓學生的見識.

初中階段,教材中對于彈簧形變與外力的關系只做了定性的介紹,但是學生有個疑問:依此制成的彈簧測力計,刻度均勻嗎?因此,筆者的設計如下.

活動2：探究力.

請高矮不等的兩個學生比較力(圖7)，其他同學猜想形變與外力的關系，并利用桌上的器材，盡量多設計實驗驗證.

追問：彈簧的形變與外力之間具體是什么關系呢？(傳感器展示，圖8)

圖7

圖8

師：看來他們之間還存在著線性關系，所以，人們就用這個原理制成了測力計.

設計意圖：在初識力的概念后，通過有趣的“比較力”生活情境，活躍課堂氛圍，并放手讓學生自主探究彈性形變與外力的關系，效果顯著；再借助傳感器拓展學生的視野范圍(雖然學生的數學知識并未涉及正比函數，但是在物體的運動中，學生已經會用s-t圖像描述勻速直線運動)，完善學生的思維過程，培養學生嚴謹的科學態度，并為學生的后續學習做好鋪墊.

總之,教師應立足于學生感性的、已知的、簡單的認知,創造豐富有趣的情境,引領著學生向著理性的、未知的、復雜的領域探索.唯此,物理的課堂才能讓思維綻放、讓智慧閃光,科學思維的提升才能真正落地生根.