走進(jìn)學(xué)生世界 觸摸課堂脈搏

張鵬

摘 ? 要：簡單樸素的器材制成的實驗裝置往往比經(jīng)典實驗裝置對學(xué)生更具親和力，更能有效引導(dǎo)學(xué)生突破錯誤前概念;教學(xué)活動的組織只有充分滿足學(xué)生的心理需求，才有可能激起學(xué)生的求知欲望。

關(guān)鍵詞：前概念;彈簧測力計;學(xué)生心理;主動學(xué)習(xí)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2019）5-0077-4

2018年3月份筆者在學(xué)校上了一節(jié)公開課——《二力平衡》，兩次使用彈簧測力計制作的簡單裝置，迅速、有效地糾正了學(xué)生的前概念，由于教學(xué)進(jìn)度不統(tǒng)一，之后在宜興市初二物理研討會上上了一節(jié)力學(xué)起始課《力 彈力》，這兩節(jié)課都涉及到彈簧測力計。當(dāng)筆者重新回味以前的教學(xué)設(shè)計，發(fā)現(xiàn)了一些教學(xué)設(shè)計中沒有注意到的盲區(qū)，導(dǎo)致目標(biāo)定位出現(xiàn)了一些始料未及的變化。而平時教學(xué)中不注意的潛在問題，恰能引導(dǎo)教師通過了解學(xué)生真實的內(nèi)心，更好地激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。現(xiàn)將具體過程呈現(xiàn)出來，以供交流、參考，不當(dāng)之處敬請指正。

在學(xué)校試上《二力平衡》這節(jié)課，根據(jù)筆者以往的經(jīng)歷，感到利用教材的經(jīng)典實驗裝置來驗證二力平衡的條件，存在幾處問題：平衡狀態(tài)被學(xué)生容易接受的是靜止?fàn)顟B(tài)，因此驗證二力平衡的大小關(guān)系一般從靜止?fàn)顟B(tài)開始驗證;學(xué)生使用彈簧測力計測量物體重力時，考慮學(xué)生缺乏二力平衡的知識儲備，教師往往直接告知學(xué)生，靜止物體所受豎直向上的拉力和重力大小相等，這一點學(xué)生的內(nèi)心其實是不認(rèn)同的。生活中的經(jīng)驗早就幫助學(xué)生形成了錯誤的前概念——水平方向拉小車，小車不動時，靜止小車所受拉力大于摩擦力，因此在探索平衡力的大小關(guān)系前，教師必然要先利用學(xué)生的生活感受，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知和教師前面灌輸知識之間的思維沖突，讓學(xué)生對平衡力的大小關(guān)系充滿好奇，喚醒學(xué)生主動探索的欲望。理論上講，用如圖1所示的課本實驗裝置很合適，但由于實驗器材相對復(fù)雜，相當(dāng)一部分學(xué)生一時半會難以接受，以往實驗驗證二力平衡的大小關(guān)系過程中，學(xué)生熱情不高，教學(xué)效果難如人意。筆者借用如圖2的一個設(shè)計方案，很好地彌補了書本裝置的這一缺陷。用兩個經(jīng)過水平校零的彈簧測力計，拉住正方形紙片對角線上的兩孔，通過觀察彈簧測力計的示數(shù)來驗證二力平衡的大小關(guān)系，不斷增大拉力使紙片處于靜止?fàn)顟B(tài)，多次實驗驗證靜止這種平衡狀態(tài)時二力的大小關(guān)系。由于實驗器材簡單、樸素，操作容易，能夠在課堂迅速、有效地幫助學(xué)生擺脫錯誤前概念的糾纏，教學(xué)過程自然流暢。后續(xù)教學(xué)中指出此方案的缺點，放在手上不方便操作，可以自然過渡到書本典型實驗裝置，驗證二力平衡的另外三個條件。

如果僅僅從靜止?fàn)顟B(tài)入手驗證二力平衡的大小關(guān)系，否定學(xué)生錯誤前概念過程顯然進(jìn)行得不徹底，原因是學(xué)生對勻速直線運動狀態(tài)也存在前概念需要否定。生活經(jīng)驗同樣幫助學(xué)生形成了勻速直線運動時的錯誤前概念——當(dāng)拉力大于物體重力時，物體向上運動，因此學(xué)生認(rèn)為向上運動的物體（包括勻速直線運動），拉力大于重力。考慮實驗結(jié)論的普遍性，有必要從勻速直線運動這種平衡狀態(tài)入手，再次實驗驗證。

書本裝置驗證二力平衡的大小關(guān)系時，考慮繩子和滑輪之間的摩擦，驗證勻速直線運動時平衡力的大小關(guān)系很不方便。筆者將書本課后一個實驗活動修改后前置（如圖3），該活動裝置更接近生活產(chǎn)生錯誤前概念的原型，運用前面靜止?fàn)顟B(tài)時二力平衡大小相等的實驗結(jié)論，先用彈簧測力計靜止時測出兩鉤碼的重力，然后通過觀察彈簧測力計示數(shù)來判斷，勻速向上直線運動時、勻速向下直線運動時，拉力和重力的大小關(guān)系。當(dāng)然，實驗前對學(xué)生進(jìn)行了引導(dǎo)，為最大限度接近勻速直線運動，要求彈簧測力計吊兩鉤碼必須緩慢運動;當(dāng)實驗現(xiàn)象出乎學(xué)生意料時，一下子打破了學(xué)生的這種心理定勢，此實驗從學(xué)生生活中來，完全否定了生活中的所謂的常識，學(xué)生自然徹底地實現(xiàn)了感性認(rèn)識向理性知識的轉(zhuǎn)化。

身邊常見材料制作的實驗器材能夠迅速縮短學(xué)生和課程的心理差距，器材簡單、方便操作，給學(xué)生自己動手創(chuàng)造了機會，增加了實驗對學(xué)生的吸引力。教學(xué)設(shè)計越走近、走進(jìn)學(xué)生的世界，越容易在探索未知領(lǐng)域時觸發(fā)學(xué)生的好奇心，使學(xué)生對學(xué)習(xí)產(chǎn)生期待和向往，教學(xué)過程就越具有感染力。

經(jīng)過彈簧測力計測量重力、滑動摩擦力的課堂活動，再聯(lián)系估測氣壓大小、探究杠桿平衡條件等活動，發(fā)現(xiàn)學(xué)生缺乏水平校零、倒置校零的想法，當(dāng)然不能理解為何要如此操作。筆者強烈感受到課堂活動中讓學(xué)生了解彈簧測力計的結(jié)構(gòu)、制作彈簧測力計的必要性。

《力 彈力》的教學(xué)涉及內(nèi)容較多，既有利用生活的力現(xiàn)象歸納力概念環(huán)節(jié)，又有引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建彈力概念、揭示彈性形變與外力關(guān)系的分組實驗活動，后面還有粗略介紹彈簧測力計的原理，再讓學(xué)生通過閱讀方式學(xué)會使用彈簧測力計的活動，最后是介紹彈性勢能的板塊。前面力和彈力比較抽象，教學(xué)環(huán)節(jié)比較繁瑣、零碎，不容易組織，后面受時間限制，使用彈簧測力計的過程往往只是走過場，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對彈簧測力計的制作原理、使用注意點的充分了解。

學(xué)生首次接觸到彈簧測力計，對此具有一定的神秘感，有參與的心理需求。同時，考慮彈簧測力計結(jié)構(gòu)簡單，使學(xué)生參與探索彈簧測力計的制作過程具有可能性。而且，它的制作必然涉及力、彈力的產(chǎn)生原因，這就為以探究彈簧測力計為主線組織教學(xué)確立了目標(biāo)。于是，筆者預(yù)設(shè)了這樣的教學(xué)方案：利用彈簧、橡皮筋、氣球、直尺、橡皮泥這些非常生活化的材料來幫助學(xué)生完成探索任務(wù)，中間穿插了幾個活動，引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建力、彈力這兩個抽象的物理概念。

沒有機會試上、完善教學(xué)設(shè)計的第一節(jié)課，反而促使筆者強烈意識到了教師與學(xué)生對待課程素材的不同心理。于是嘗試通過回顧教學(xué)主要的過程，依靠參會教師的智慧，找到解決問題的對策。以下為課堂主要流程，主要是關(guān)注了在課堂上學(xué)生行為和課前預(yù)設(shè)有較大出入的地方，并對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行完善的過程。

3月20號外出到某中學(xué)借班上課，課前為學(xué)生準(zhǔn)備了2人一組的實驗器材：橡皮泥、橡皮筋、氣球、鋼尺、彈簧、彈簧測力計等。這些簡單、樸素的器材像極了學(xué)生成長階段的路標(biāo)，有一定親和力。學(xué)生陸續(xù)進(jìn)場后，正如課前預(yù)料，學(xué)生的注意力不自覺地被桌上的實驗器材吸引住，開始擺弄實驗器材，器材似乎比筆者更具吸引力。為消除學(xué)生對陌生教師的緊張情緒，營造一種寬松、和諧的學(xué)習(xí)氛圍，借班上課的老師一般要在課前和學(xué)生隨意聊上幾句。從他們的自發(fā)行為開始，筆者提了一條善解人意的建議，請學(xué)生將自己感興趣的器材舉過頭頂，并對舉起不同物體的學(xué)生，按照筆者的意圖傾向性地進(jìn)行了所謂的心理解讀。舉起橡皮泥、橡皮筋、氣球的學(xué)生屬于童心未泯，內(nèi)心充滿快樂、愉悅;舉起鋼尺、彈簧、彈簧測力計的學(xué)生屬于熱愛學(xué)習(xí);舉起彈簧、彈簧測力計的學(xué)生表明對它們充滿神秘感，有科學(xué)探索的愿望。然后引出本節(jié)課，讓我們來探索彈簧測力計的制作原理，并學(xué)會如何使用。

議課過程中參會的多數(shù)老師對這種打破教材固有模式、以探索彈簧測力計制作原理為主題展開教學(xué)活動的形式給予了積極評價，認(rèn)為這種課題引入給人以耳目一新的感覺。

1.引入課題后，預(yù)設(shè)以學(xué)生拉著橡皮筋、拉彈簧測力計、吹氣球等現(xiàn)象，自然而然歸納力的概念，然后延伸到其他生活中的力現(xiàn)象，如運動員舉重、狗拉雪橇等。但學(xué)生稍稍熟悉器材后，居然沒有出現(xiàn)以上情況，因此筆者迫不得已直接用書本上的事例歸納力的概念，教學(xué)過程顯得被動。參會老師很含蓄地指出這個環(huán)節(jié)的不足，建構(gòu)力概念的事例不貼近學(xué)生生活，沒有能夠調(diào)動學(xué)生主動投入，教學(xué)過程不順暢。并且給了建議，如果能在課上開展掰手腕、拔河比賽的活動能夠更加直觀地展現(xiàn)力的現(xiàn)象，有助于學(xué)生對力概念的歸納，而通過肌肉組織的酸疼讓學(xué)生體驗力的存在，同時能讓學(xué)生感受到力的作用效果，這樣自然過渡到下一個教學(xué)環(huán)節(jié)——彈力的產(chǎn)生原因。但經(jīng)過推敲，發(fā)現(xiàn)如果課上開展掰手腕、拔河比賽的活動，突然轉(zhuǎn)換話題，并不適合。首先，與引入課題時形成的課堂氛圍不協(xié)調(diào);其次，這里要解決的矛盾主要是怎樣讓學(xué)生樂意開展這些曾經(jīng)熟悉的“小兒科”活動，讓他們感覺這些有意思。因此，對教學(xué)環(huán)節(jié)做了適度改變：對學(xué)生感興趣的器材進(jìn)行心理解讀后，讓學(xué)生利用實驗器材擺Pose， 以拍照形式顯示充滿好奇的幼年、玩耍的幼稚園、打理小辮子的女孩、開始學(xué)習(xí)的小學(xué)階段、充滿探究精神的中學(xué)，以組成自己美好記憶的成長標(biāo)志，一下子就能激發(fā)學(xué)生的表現(xiàn)欲望，將這些玩耍實驗器材的力現(xiàn)象淋漓盡致地表現(xiàn)出來。

2.上一環(huán)節(jié)歸納出力的概念后，順便提出測量力大小的儀器——彈簧測力計。首先，用力拉一下彈簧測力計后松開，請學(xué)生觀察彈簧的變化，直接由教師給出彈性形變的概念;進(jìn)一步提出問題，桌面上哪些器材有這種物理屬性，請學(xué)生通過活動驗證，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分彈性形變和塑性形變。

3.總結(jié)前面力現(xiàn)象的施力物體，請學(xué)生歸納，是否只有人這樣的生物才能施力，并建議學(xué)生以桌面器材和橡皮泥驗證，進(jìn)一步讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)彈力產(chǎn)生的原因、彈性形變與外力的關(guān)系。筆者在課堂上真實感受到：學(xué)生對重復(fù)利用實驗器材的做法產(chǎn)生了疲勞感，對活動的開展、成果展現(xiàn)缺乏興趣。一位參會教師建議利用教師自制的教具完成演示實驗，如圖4，運用彈簧、小車組合的演示實驗引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)彈力產(chǎn)生的根源，并且順便拓展彈力的外延，指出生活中的推力、拉力、支持力等都是彈力，以學(xué)生拉拉力器的感受得出彈簧測力計的原理，進(jìn)而熟悉彈簧測力的使用，這樣課堂氣氛活躍，可以一氣呵成完成教學(xué)任務(wù)。

筆者教學(xué)設(shè)計過程中力圖運用簡單、樸素的實驗器材設(shè)計出簡約而不簡單的課堂，如果把上述器材嫁接過來，與這節(jié)課的設(shè)計風(fēng)格不匹配;而且在課上頻頻轉(zhuǎn)換實驗器材，看似豐富的教學(xué)活動，有可能在關(guān)鍵的知識生成處不能給學(xué)生留有足夠的自主支配的時間和空間。課后經(jīng)過苦苦思考，找到了激發(fā)大部分學(xué)生開展這種簡單活動興趣的對策，補充“時髦”事物——航母上的彈射器，請學(xué)生開展以手邊器材模擬彈射飛機（為安全建議以橡皮模擬飛機），這樣就給這些簡單器材展示活動賦予了意義。學(xué)生展示豐富多樣的方案，彈簧的拉伸或壓縮、直尺的彎曲、橡皮筋的拉伸、氣球的壓縮、甚至氣球的放氣都產(chǎn)生了彈力。此時老師以問題啟發(fā)學(xué)生，彈射過程中的力是如何產(chǎn)生的，在學(xué)生活動的基礎(chǔ)上還可以順便滲透彈性勢能的概念。

4.課標(biāo)沒有要求學(xué)生探究彈性形變和彈力的關(guān)系，但本節(jié)課學(xué)生自制彈簧測力計，必然要了解刻度均勻這一知識。因此，筆者從彈簧測力計里拆出一根彈簧，如圖5依次掛上相同重力的鉤碼，拍照并將照片依次平移放在同一圖中，讓學(xué)生通過觀察圖片快速獲得這一知識。在此基礎(chǔ)上動員學(xué)生用橡皮筋在課上制作簡易測力計，以鐵架臺固定直尺，只給2 N的大鉤碼一只，要求標(biāo)出零刻度并可以測量1.5 N重的物體，依次熟悉彈簧測力計的主要結(jié)構(gòu)、理解制作原理，為后面正確使用彈簧測力計埋下伏筆。

5.接觸真正的彈簧測力計，學(xué)生通過閱讀書本說明學(xué)會使用彈簧測力計。

教學(xué)設(shè)計中不注意的盲區(qū)，主要是體現(xiàn)在1、3兩環(huán)節(jié)。筆者反思自己平時的教學(xué)是不是太功利化了，組織活動時只關(guān)注了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评磉^程，脫離了學(xué)生的世界，導(dǎo)致較難進(jìn)入他們的內(nèi)心，只有設(shè)計合理的教學(xué)情境，學(xué)生才有可能學(xué)得主動，才有可能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望。

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[2]皮連生.學(xué)與教的心理學(xué)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2009.

（欄目編輯 ? ?李富強）