一種以學生為中心的物理課堂設計方法

程剛

初中物理教學中，一節好的物理課應以學生為中心，著重從教材和學情、課堂導入、自制教具、課堂活動等方面精心設計，從而提升課堂教學效果。

一、做好教材分析和學情分析，是上好一堂課的重要前提

教材分析和學情分析是備課中的一項重要環節。上好一節課，教師必須要認清本節在教材中的地位與作用、教材所涵蓋的物理知識;學情分析也非常重要，教師要了解班級學生的年齡特點、心理特點、興趣愛好，要分析學生在學習新知識之前的知識儲備，預估在學習新知識時可能出現的個性差異，從而能夠明確地把握本節課的教學重點、難點以及突破方法。下面是教師在講授“杠桿”一節時，進行教材分析和學情分析的部分內容。

“杠桿是人教版八年級下冊第十二章‘簡單機械第一節的內容，它既是‘力的內容的延伸，又是學習后續內容——其他簡單機械的重要基礎。八年級學生有一定的力學基礎，知道力的三要素，會畫力的示意圖，有初步的作圖能力，而且他們對日常生活中的杠桿，例如剪刀、蹺蹺板等有一定的了解，但是他們對杠桿的認識是感性的，比較膚淺、片面。因此，在教學中，教師應把側重點放在鼓勵學生積極地去觀察、討論、猜想、探究等方面，促使學生對知識的理解由感性認識上升到理性認識，從中歸納出杠桿的特征——‘五要素，以及杠桿平衡條件等物理概念和規律。”

二、利用學生認知沖突，巧設新課導入環節

教師要精心設計課堂的導入環節，它是一堂課的開場白，直接影響著學生學習新知識的興趣和狀態。好的導入可以激發學生的好奇心和求知欲，從而使學生在課堂上情緒高漲，專注地投入學習、接受新知識，獲得更好的教學效果。

在杠桿教學中，利用掰手腕比賽進行課堂導入，制造學生認知沖突。選兩名學生，比一比誰的力氣更大，學生積極舉手，踴躍參與。第一次，學生甲、乙正常比賽，學生甲由于力氣較小，很快輸掉比賽。輸掉比賽的學生甲內心特別想贏，但他知道如果以同樣的方式再進行比賽肯定還是輸。此時，教師可以故作神秘地說：“老師可以利用物理規律來幫你反敗為勝”，在所有學生半信半疑的氣氛中，我調整雙方掰手腕的姿勢，將學生乙手握在學生甲的手腕上，開始第二局比賽，結果學生甲反敗為勝，結局出乎了所有人的意料，但問了好幾個學生，都無法說清楚學生甲獲勝的道理。看到這樣的情景，教師告訴學生：“要想明白他反敗為勝的道理，就一定要學好今天的課程——杠桿。”這樣的導入激發了學生的求知欲，同時自然地引出本節課的主題。

三、利用自制教具，設問引導，深入探究，建構科學的物理概念

物理概念是物理學科這座大廈的基石，但有些物理概念是非常抽象的，初中生不能輕松理解。在這樣的背景下，有些教師很可能直接將物理概念灌輸給學生，認為只要讓學生背熟概念，練題練多了，概念自然就輕松理解了，而忽視了學生對物理概念的認識需要經歷有效的探究過程，導致學生不能科學地理解某些物理概念的本質。例如：在講解杠桿的“五要素”時，由于受到教具的限制，大多數教師直接講授支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂是杠桿“五要素”，而忽視了“五要素”是怎么獲得的，尤其是動力臂、阻力臂的定義是如何從實驗中得到，導致學生在運用杠桿平衡條件分析問題時，經常出現錯誤。為此，教師應積極設計實驗教具，來彌補實驗器材的不足，引導學生通過一個個“自主探究”活動，建構科學的物理概念。

在“杠桿”一課教學過程中，我利用自己設計的演示教具和自制教具，通過設問引導，進行探究，使學生認識了杠桿“五要素”。教師首先演示自制教具——投石車，學生結合生活經驗，找出了杠桿共同特點：固定點、轉動、受力、硬棒，從而讓學生概括出了杠桿定義——在力的作用下，能繞某一固定點轉動的硬棒。學生踴躍嘗試使用投石車，將石頭拋射得更遠。在體驗中，學生很順利地找到杠桿的支點、動力、動力作用點、阻力、阻力作用點所在位置。緊接著教師提問：在使用投石車時，石子拋射的距離不同，你能否猜想一下，哪些因素可能影響杠桿轉動的效果呢？

大多數學生能夠答出：動力大小、阻力大小、阻力作用點、動力作用點影響杠桿轉動效果。教師說：那就請你們利用自制教具進行探究，并說出自己探究的結論，來驗證一下你們的猜想是否正確。

學生觀察教具上有A、B、C、D四個杠桿情況發現（如圖1）：（杠桿A、B阻力大小不同、杠桿A、C動力作用點不同、杠桿A、D阻力作用點不同），然后教師引導學生在四個杠桿指定的動力作用點，掛上相同鉤碼（保證動力大小相同）。①只改變對杠桿A的壓力大小，杠桿轉動效果變化，說明動力影響杠桿轉動效果;②杠桿A、B掛上相同鉤碼，轉動效果不同，說明阻力影響杠桿轉動效果;③杠桿A、C掛上相同鉤碼，轉動效果不同，說明動力作用點影響杠桿轉動效果;④杠桿A、D掛上相同鉤碼，轉動效果不同，說明阻力作用點影響杠桿轉動效果。學生根據實驗現象，得到初步的探究結果：力的大小、力的作用點都能影響杠桿的轉動效果。但有的學生探究發現：力的方向不同，杠桿的轉動效果也不同。

教師肯定大家發言的同時說：既然力的作用點和力的方向都在影響杠桿的轉動效果，出示另一自制教具（如圖2），如果把杠桿右側力的作用點和方向都改變一下（力的大小不變），杠桿轉動效果一定改變嗎？調節鉤碼位置和方向，發現杠桿狀態沒有變（如圖3），此時學生感到疑惑，教師抓住機會提問，那到底是什么因素影響著杠桿的轉動狀態呢？

經過思考，學生分析：只說力的方向或力的作用點影響杠桿轉動效果是不全面的，應該把作用點和力的方向結合起來，可能是支點到力的作用線的距離影響著杠桿轉動效果。并使用自制演示教具繼續探究發現：確實是支點到力的作用線的距離影響杠桿狀態。這樣就在探究活動中逐步構建力臂的概念，并理解支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂為什么是杠桿的“五要素”，從而建構了科學的物理概念。

四、巧設課堂活動，優化物理教學，助推學生物理思維

教師在課堂教學中，巧妙地運用競賽、游戲等活動，激發學生學習興趣，發揮學生的主體作用，優化課堂教學效果。

在講杠桿分類時，并不是直接告訴學生杠桿的分類，而是通過活動，讓學生用普通剪刀、鐵皮剪刀去剪鐵皮，談談自己的感受。學生體驗后說后者省力。教師馬上問為什么鐵皮剪刀比較省力呢？學生觀察了兩種剪刀結構后說：在杠桿平衡時，如果動力臂大于阻力臂，動力小于阻力，為省力杠桿。反之，如果動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。教師肯定學生的同時繼續提問，如果要剪樹枝，用什么樣的剪刀更省力？學生說：動力臂遠遠大于阻力臂的杠桿。教師拿出樹枝剪刀，讓學生輕松剪斷樹枝，引起了學生對省力杠桿的陣陣驚嘆。

就在這個學生感嘆省力杠桿的“特異功能”時，馬上進行第二場比賽——剪紙大比拼，可以引導說：既然這個同學非常喜歡省力杠桿，那就讓這個小組用鐵皮剪刀、其他小組用普通剪刀，比賽剪出一個笑臉，看哪個小組用時最短？經過一番激烈的比賽，其他小組已經完成比賽，獲得勝利，使用鐵皮剪刀的小組卻還沒剪完，輸掉了比賽。這時，可以啟發學生：“你覺得輸掉比賽的原因是什么？”學生說：“鐵皮剪刀不僅笨重，而且每剪一次，手柄都要移動很大的距離才能將紙片剪開，使用起來不方便，而普通剪刀移動很小一段距離就可以剪開很長的距離，使用起來靈活方便。”一個活動，讓學生真正認識到省力杠桿的特點是省力費距離，費力杠桿的特點是費力省距離，聰明的人們就是在日常生活中，根據不同的需要選擇合適的剪刀。補充：還有一種杠桿，如天平，動力臂和阻力臂相等，稱為等臂杠桿。

（責任編輯? 徐德明）