借助心理學效應構建微素材課堂
——以“共點力的平衡條件”教學為例

2019-07-30 06:10:24戴遠輝

物理教師 2019年6期

戴遠輝

(清遠市第一中學，廣東清遠 511500)

《普通高中物理課程標準(2017年版)》將物理學科的核心素養凝煉為4個方面:物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任．在這些核心素養中,物理觀念是學科基礎,科學思維是關鍵能力,科學探究是學習方式,科學態度與責任是價值觀念和必備品格．新課標已經發布一年多了,作為物理教師,在教學過程中,必須以新課標為行動指南,認真研究新課標,讓核心素養的培育真正落地．

根據核心素養的要求來定義一節好課,不光考驗教師深入細致的課堂分析能力,更考驗教師運用教育教學理念、借用各種教學資源的綜合能力．心理學作為教育教學的指導學科,存在著許多有益于教學實效的理念,而在教學設計中需要準備一些微素材,在實際課堂中也會產生很多隨機的微素材．如果能夠對這兩個方面進行結合,勢必會重塑課堂．下面筆者就以粵教版必修1第3章第5節“共點力的平衡條件”教學實踐為例,探討怎樣在教學中對這兩個方面進行融合從而培養學生的核心素養．

1 首因效應,導入課堂

良好的開頭是成功的一半,“首因效應”正是有著這樣的作用．“首因效應”又稱第一印象,是指初次與人或事接觸時形成的印象,對人們后來的認識起到了先入為主的作用．這種印象不易改變,甚至會左右對后來獲得的新信息的解釋．

圖1 空中芭蕾

課堂導入作為課堂的第一個環節,利用“首因效應”能夠很好地激發學生的學習興趣,如同戲劇的序幕,讓學生瞬間安靜,心馳神往．在設計“共點力的平衡條件”教學的開頭部分時,筆者直接百度搜索播放一段微視頻“空中芭蕾——平衡的藝術”(圖1)．學生一下子被精彩的表演吸引,對這節課充滿了期待,為接下來的教學做了一個很好的鋪墊．

又如,隨著時代的進步,教學目標從原來的“雙基”、“三維目標”已經升級為“核心素養”,所以教師在課堂教學中有必要強化學生對核心素養的認識．本節課一開始,筆者也利用“首因效應”,在看完微視頻后就展示本節課的教學目標和素養目標,使學生帶著明確的目標進入本節課(表1)．這兩個新課導入環節,簡短有效,為突破本節課的重點、難點留下了充足的時間．

表1 學習目標

2 共生效應,小組合作

自然界有這樣一種現象:當一株植物單獨生長時,顯得矮小、單調,而與眾多同類植物一起生長時,則根深葉茂,生機盎然．人們把植物界中這種相互影響、相互促進的現象,稱之為“共生效應”．在現代組織中,經常通過小組合作形式來進行研發,這正是運用了“共生效應”．

筆者在設計本節課時,主要抓住兩條主線來開展教學:第一條,由特殊到一般,由二力到三力,由共線的三力到非共線的三力,再到四力平衡,最終到n力平衡;第二條,遵循科學探究的步驟,提出問題,收集證據,解釋現象,交流結論．對于第二條主線,探究三力平衡條件的實驗需要拉動3根彈簧測力計,還需要同學協助固定同心圓紙,記錄力的大小、方向和作用點,正是開展小組合作,形成“共生效應”的好機會．從實際效果來看,學生通過小組合作,順利地完成了實驗,而且有多個小組超額完成了多組實驗．整個小組討論、合作探究的過程,學生的主體地位突出,組員的動手能力與合作精神都得到了鍛煉．更重要的是,學生在小組合作探究實驗中,密切交流,充滿了笑容,這種自主學習的愉悅遠不是其他學習途徑所能比擬的．

新課標提出,應注重物理課程的時代性,加強與社會、技術的聯系,微信作為常見的一個通訊交流工具,有著許多有益于教學的功能．在學生分組實驗的過程中,筆者走動指導．在實驗尾聲,筆者使用微信的“文件傳輸助手”同步功能把每一個小組的實驗結果都逐一展現在大屏幕,并做了匯總．

學生對于教師使用微信拍照上傳的方式很感興趣,看到自己的實驗成果被展現在大屏幕更是興奮．面對這樣的一組大數據,學生進行了熱烈的分組討論．接著,在分組代表發言中,學生一致地得出了實驗結論:物體受3個力作用而平衡時,任意兩個力的合力與第三個力等大反向．同時,也有多位學生指出了“作圖比例尺不恰當,結果導致作圖時合力超出了同心圓范圍”、“ 平行四邊形作圖沒有使用虛線”、“實驗過程三根細繩的結點松動,導致方向記錄不準確”等問題．整個實驗過程,各個學習小組有成有敗,但都尊重實驗的原始素材和數據,實事求是.這既培養了學生的證據意識,也在培養學生的科學態度與責任觀．

3 近因效應,不斷小結

“近因效應”是與“首因效應”相對應的一種效應,是指在印象形成的過程中,新近獲得的信息比原來獲得的信息影響更大．“艾賓浩斯遺忘曲線”也提醒我們,遺忘在學習之后立即開始,而且遺忘的進程并不是均勻的,最初遺忘速度很快,以后逐漸放緩．

圖2 風吹氣球

習題演練就是應用“近因效應”的一種好辦法,能夠及時鞏固新知．在突破難點“用平衡條件分析和解決問題,培養科學思維”的環節,除了課本例題示范外,我還專門搬了風扇到課室,并綁住一個氣球,打開風扇后,很好地還原了課本上關于風吹氣球的微情景(圖2)．為循序漸進,筆者首先提出忽略氣球重力時求解細繩拉力的問題．因為學生剛剛根據實驗探究得出了“物體受3個力作用而平衡時,任意兩個力的合力與第三個力等大反向”的結論,教師趁熱打鐵立即要求應用新知識解決新問題,“近因效應”明顯,學生很快就得出了答案．

又如,一節課下來,學生的知識與技能都有了一定的提升,但是由于學生往往一天要上很多節課,需要接受巨大的知識容量,“近因效應”帶來的遺忘現象會比較嚴重．為了減輕“近因效應”的負面作用,在課堂的各個環節都及時總結,無疑是提高教學效率的有效途徑．隨著本節課的師生互動,結論不斷出現,筆者的板書不斷添加,但又簡潔、清晰(圖3),學生對整節課的重點、難點一目了然．

教學設計第五節共點力的平衡條件1. 平衡狀態:物體處于靜止或勻速直線運動2. 平衡條件① 兩個力:等大反向② 三個力: 任意兩個力的合力與第三個力等大反向③ n個力:任意(n-1)個力的合力與第n個力等大反向結論: 合外力F合=0(右邊用作例題、拓展的作圖和計算)

圖3 板書設計

4 鯰魚效應,激活課堂

從前,挪威人在海上捕得沙丁魚后,如果能讓它們活著抵港,賣價就會高得多,但只有一條漁船能做到帶活魚回來．后來,人們發現這條船的魚槽內不過是多了一條鯰魚而已．原來,當鯰魚裝入魚槽后,由于環境陌生,就會四處游動,而沙丁魚發現這一“異類”后,也會因緊張而加速游動．如此一來,沙丁魚便保持了活力．這就是“鯰魚效應”．

在教學中,其實“鯰魚效應”隨處可用,是營造良好課堂氛圍的常用技巧．例如,通過個別學生的積極發言,能夠創造一個適度緊張的學習氛圍,引導學生在思維活躍的環境中學習．為了使學生達成本節課的教學目標—“了解共點力作用下物體處于平衡狀態的概念,形成正確的物理觀念”,在觀看了一段精彩的微視頻“空中芭蕾”后,筆者立即請一位學生回答下面表格上的4個小問題(圖4)．緊接著,我又現場借用學生的一個水瓶構建了一個微情景“細線拉水瓶”(圖5),請另一位學生回答相同的4個小問題,順利地導出了“平衡狀態”的概念．

圖4

圖5

在這兩個學生的回答過程中,全班學生積極思考,由共線力的情形轉入非共線力的情形,自然引發猜想:如果物體受到的各個共點力不共線(有夾角),若要物體處于平衡狀態,其條件會是什么呢?面對眼前的實驗器材,最好的辦法,那就是讓學生一起做個實驗來回答這個問題．通過提問兩個學生,形成“鯰魚效應”,全班學生對分組實驗已經迫不及待．

再如,分析完氣球的三力情形后又讓學生分析氣球重力不能忽略的4力情形．很明顯,第一個舉手回答的學生對于重力的處理并不完全正確,一下子引起很多學生的反駁．學生們不單提出可以應用本節知識來解決問題,甚至還結合過往知識提出了三角形法則、正交分解法等多種解決方案．通過充分的辨析,學生也意識到,其實實驗結論可以推而廣之,得到一個更普適的推論:物體受到n個力的作用處于平衡狀態時,其中任意(n-1)個力的合力必與第n個力等大反向,換句話說,合外力為0．這樣,本節課的內容就從形象思維升華到了抽象思維．

5 反差效應,情感激蕩

“反差效應”是指不同事物或同一事物的不同方面進行對比,它們的差異程度如同美學中的斷臂維納斯一樣,能給人一種震撼的心靈體驗．

圖6 陽剛之美

課堂一開始的“空中芭蕾”微視頻展現了女性的柔美,在課堂最后,筆者又播放了一段微視頻“震驚世界的雙人雜技”．在大屏幕上,兩位男性雜技演員時而在同一直線,時而成超大角度,震撼的表演加上激昂的配樂,激起學生的一片驚嘆．同樣的表演主題,男性的陽剛之美與女性的柔和之美截然不同(圖6),男生、女生的感受也有所不同,而這些現象都蘊含了共點力平衡的知識,這就是新課標“從實驗走進物理,從物理走向社會”的一種體現．

又如,我們都知道,教師的教學設計并不能對所有的教學過程進行預設,在實際教學中,總會生成一些隨機的小問題,如果教師有發現課堂原始問題的睿智,這些小問題就會成為我們培養學生科學思維的微素材．在探究得出共點力的平衡條件后,筆者及時梳理應用共點力平衡條件的解題步驟,首先解決課本例題(圖7)．在學生獨立思考的同時,筆者走動巡視,驚訝地發現學生有著多種解法,很多都不是本節課的原先設想．所以,筆者當即讓兩位學生在黑板上板演了他們的解答過程(圖8)．這兩個截然不同的結果在學生中引起了巨大的疑問,兩種結果都有一些學生贊成,哪一種才對呢?這種反差暴露出了學生對實驗結論中“等大反向”的理解偏差,也說明本節課的實驗過程還有不盡如人意的地方．學生在這個過程先是產生矛盾,繼而形成共鳴,最終統一了認識．

圖7

圖8 學生解答