基于心流理論的一次高中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

劉昕浩

摘 要：學(xué)生在課堂上注意力的集中程度是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要因素，為了提高學(xué)生在課堂上注意力的集中程度，借助米哈里契克森米哈里賴(lài)（Mihaly Csikszentmihalyi）提出的心流理論，設(shè)計(jì)了一節(jié)關(guān)于理想氣體狀態(tài)方程的高中物理課。

關(guān)鍵字：心流理論;理想氣體狀態(tài)方程;高中物理

一、心流理論簡(jiǎn)介

心理學(xué)家米哈里契克森米哈里賴(lài)（Mihaly Csikszentmihalyi）在研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)藝術(shù)家在從事藝術(shù)創(chuàng)作時(shí)會(huì)進(jìn)入一種注意力高度集中，以至于完全不會(huì)被外界干擾的狀態(tài)，他將這種狀態(tài)稱(chēng)為“心流”（flow），在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究后，他提出了進(jìn)入“心流”狀態(tài)的兩個(gè)必要條件“技巧”與“挑戰(zhàn)”。

二、心流的組成要素

米哈里的心流理論提出只有當(dāng)人的“技巧”與“挑戰(zhàn)”能夠平衡時(shí)，人才能夠進(jìn)入到心流的狀態(tài)，而這種“技巧與挑戰(zhàn)”的平衡是能夠被人為設(shè)計(jì)的。1985年，馬西米諾發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)技巧與挑戰(zhàn)都達(dá)到了比較高的程度，人才能進(jìn)入心流狀態(tài)，馬西米諾和卡利在米哈里心流理論的基礎(chǔ)上做了更深入的研究，發(fā)展出了更加詳細(xì)的心流結(jié)構(gòu)，他們將技巧與挑戰(zhàn)分為低、中、高三個(gè)層次，來(lái)研究不同條件下實(shí)驗(yàn)者的心理狀態(tài)，具體表現(xiàn)如下表。

珍妮和米哈里一同研究心流發(fā)生的條件，共提出九個(gè)因素：挑戰(zhàn)和技能的平衡、行為和意識(shí)的融合、清晰的目標(biāo)、及時(shí)的反饋、當(dāng)前注意力的集中、自我意識(shí)的喪失、在任何情況下的控制感、主觀時(shí)間感的改變以及自成目的的經(jīng)驗(yàn)。其中挑戰(zhàn)和技能的平衡、清晰的目標(biāo)、及時(shí)的反饋被稱(chēng)為進(jìn)入心流的條件因素，本堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)也將運(yùn)用這三個(gè)因素。

三、方程化思想概述

物理學(xué)是一門(mén)通過(guò)方程描述現(xiàn)象的語(yǔ)言，筆者在另一篇文章《高中物理教學(xué)中的方程思想》中有提到，解決物理問(wèn)題的金鑰匙就是將方程看作語(yǔ)言，運(yùn)用方程描述題干中的物理情景，把問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榧償?shù)學(xué)的計(jì)算問(wèn)題。在方程化思想的支撐下，幫助學(xué)生解決了做題找不到解題思路的問(wèn)題。

四、基于心流理論的教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）清晰的目標(biāo)：

理想氣體狀態(tài)方程的運(yùn)用在高考物理中屬于選考內(nèi)容，本堂課的教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠獨(dú)立解答選考題中的計(jì)算題。根據(jù)這類(lèi)題目的考察方式，將本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)分為兩個(gè)小目標(biāo)：1、學(xué)會(huì)計(jì)算封閉氣體的壓強(qiáng)，2、學(xué)會(huì)運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程分析理想氣體的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題。

（二）挑戰(zhàn)與技能的平衡

為了學(xué)會(huì)計(jì)算封閉氣體的壓強(qiáng)，我總結(jié)了高中物理中兩類(lèi)封閉氣體模型，并準(zhǔn)備了如下例題。

1.由水銀柱封閉的氣體壓強(qiáng)

2.由活塞封閉的氣體壓強(qiáng)

通過(guò)這兩道例題給學(xué)生講解計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)的三種方法：

（1）液片法：選取假想的液體薄片（自身重力不計(jì)）為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng).

（2）力平衡法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng).

（3）等壓面法：在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強(qiáng)相等.液體內(nèi)深h處的總壓強(qiáng)p=p0+ρgh，p0為液面上方的壓強(qiáng).

在掌握了計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)的方法后，通過(guò)方程化思想，利用理想氣體狀態(tài)方程對(duì)氣體變化前和變化后的狀態(tài)進(jìn)行描述，最后通過(guò)解方程完成題目作答。

例：熱等靜壓設(shè)備廣泛用于材料加工中。該設(shè)備工作時(shí)，先在室溫下把惰性氣體用壓縮機(jī)壓入到一個(gè)預(yù)抽真空的爐腔中，然后爐腔升溫，利用高溫高氣壓環(huán)境對(duì)放入爐腔中的材料加工處理，改變其性能。一臺(tái)熱等靜壓設(shè)備的爐腔中某次放入固體材料后剩余的容積為0.13m3，爐腔抽真空后，在室溫下用壓縮機(jī)將10瓶氬氣壓入到爐腔中。已知每瓶氬氣的容積為3.2×10-2m3，使用前瓶中氣體壓強(qiáng)為1.5×107Pa，使用后瓶中剩余氣體壓強(qiáng)為2.0×106Pa;室溫溫度為27℃。氬氣可視為理想氣體。

（3）及時(shí)的反饋

通過(guò)例題的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)具備了計(jì)算封閉壓強(qiáng)的能力，這個(gè)時(shí)候?qū)W生需要通過(guò)一定量的練習(xí)來(lái)明確自己已經(jīng)掌握的能力。在這個(gè)部分我們作為老師需要有一些思維上的轉(zhuǎn)變。在過(guò)去的課堂教學(xué)中課堂練習(xí)通常用來(lái)幫老師確認(rèn)自己的教學(xué)目的是否達(dá)成，在本堂課中課堂練習(xí)的目的是讓學(xué)生通過(guò)練習(xí)，來(lái)確定自己是否真的掌握了相關(guān)的技能以及技能掌握的等級(jí)，所以我設(shè)計(jì)了五個(gè)梯度難度的題目，讓學(xué)生進(jìn)行逐一的挑戰(zhàn)，最后根據(jù)完成題目難度最高的等級(jí)定位當(dāng)前學(xué)生對(duì)該技能的掌握程度，這也可以為日后檢驗(yàn)學(xué)生在能力等級(jí)上是否有進(jìn)步作出鋪墊。

五、教學(xué)流程設(shè)計(jì)

（一）新課導(dǎo)入：給同學(xué)們演示農(nóng)藥噴灑器是如何工作的，演示過(guò)后發(fā)現(xiàn)裝在噴灑器中的水有剩余，提問(wèn)怎樣才能盡量使水噴完。學(xué)生回答多給噴灑器內(nèi)打些氣，從而引出今天課題，通過(guò)挖掘?qū)W生解決生活中問(wèn)題的需求激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。

（二）呈現(xiàn)新知：向?qū)W生介紹理想氣體狀態(tài)方程，幫助其了解氣體三種參量間的聯(lián)系。

（三）指導(dǎo)建構(gòu)：通過(guò)講授與練習(xí)結(jié)合實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的兩個(gè)教學(xué)目標(biāo)，幫助學(xué)生掌握如何計(jì)算封閉氣體的壓強(qiáng)，以及分析氣體的動(dòng)態(tài)變化問(wèn)題。

（四）內(nèi)化新知：回到課堂開(kāi)頭的問(wèn)題，向?qū)W生提問(wèn)至少要再向噴灑器內(nèi)打多少次氣才能將里面的水完全排空。

結(jié)語(yǔ)

學(xué)生在課堂上的專(zhuān)注程度的提高將極大地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過(guò)心流理論的三個(gè)要素來(lái)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，以人為引導(dǎo)的方式將學(xué)生代入到心流的狀態(tài)中，能夠更好地幫助學(xué)生掌握課堂所學(xué)知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1]王淑華：《心流理論視域下青年教師教學(xué)策略研究》

[2]吳飛鵬：《游戲化學(xué)習(xí)活動(dòng)建模及其應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證》

[3]劉昕浩：《高中物理教學(xué)中的方程思想》