探究性概念教学中“点183;断#183;立”模式的构建与实践_向心加速度论文

探究性概念教学中“点#183;破#183;立”模式的构建及实践,本文主要内容关键词为:概念论文,探究性论文,模式论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

“于不疑处有疑,方是进矣。”概念教学应该摒弃传统的“填鸭式”教学模式,不能仅仅满足于让学生“知其然”,更应该让学生“知其所以然”。那如何搞活物理概念教与学的双边活动,提高概念教学的效果?笔者认为,新概念的建立应该是一个打破学生原有认识平衡的过程,是学生自我认知瓶颈得以突破的过程,是学生概念体系进一步自我丰实的过程。鉴于此,笔者在教学中尝试着应用“点·破·立”教学模式实施物理概念教学,通过教师对情境的创设与适当的点拨,打破学生认知上的平衡并引发质疑,进而生成问题并激发出学生探究问题的原动力,通过多边探究活动实现瓶颈的突破,建立新的认知平衡,最终逐步推进和完善物理概念网络的构建。

一、“点·破·立”概念教学模式实施的基础

1.理清概念本身的网格脉络

物理概念不是孤立存在的,一个具体的概念是概念体系中的一个交叉点,承上启下,是原有概念的延续或是一种新的突破,同时又是引入更多、更新概念的基础。其探究和学习的过程是帮助学生应用已有概念和认知基础辨识出一组物体或观点共同属性的过程,概念的形成如果不是学生自主探究而获得的,那么学生即使记住了概念,概念的学习也是残缺的,缺少了应用原有概念和认知进行对比并取得突破的体验。

物理概念具有高度的概括性和抽象性,那么学生的自主探究从何入手,如何在短暂的45分钟里体验探究过程并获取成功呢?学生自主探究的成功,离不开教师的点拨和引导,教师应该清楚地看到新的概念与原有概念之间的联系,将新概念进行必要的分解,创设一些学生应用原有知识就能解释的问题情境,其中的联系“点拨”而不“点破”,旨在激发学生探究的好奇心,同时也为学生的探究方向提供一定的参考。

2.把握学生概念学习的心理

学生概念学习的心理具有双重性,渴望获知,又畏难避之:一方面,“求知欲望人皆有之”,新的事物,学生往往比较好奇,内心里都渴望探索未知,了解事物的本质;另一方面,抽象难懂的物理概念让学生望而却步,枯燥乏味的字母与符号让学生的兴趣难以调动。教学中要充分关注学生的学习心理,注意学生的情绪,将抽象且难懂的概念进行适当的分解和铺垫,想方设法多感官调动学生的参与兴趣,诱发学生产生好奇心,引起“质疑”,并以此为原动力驱动探究活动的开展,通过探究破除疑团,实现认知上的突破。整个过程学生获得的不仅仅是概念,更是一种体验,在体验中内化原有概念和物理方法,在体验中提升成就动机和学习心理品质。

二、“点·破·立”概念教学模式环节的设计

1.教师:“点”悬而不“破”

概念教学的目标是让学生通过探究认识新的物理概念,体验探究的过程,建立新、旧概念间的联系。整个获知过程必然离不开教师的“点拨”,“点拨”是“点·破·立”概念教学模式的重要环节,“点”悬而不“破”是本环节的特点。

“点拨”是创设问题情境的过程,具体操作由以下两个部分组成:(1)分析概念的本身特点和学生的具体学情,将抽象的物理概念分解为几个具体的、学生容易探究的若干问题模块,层层推进,涵盖概念的形成以及概念的内涵和外延;(2)结合问题模块,创设具体且符合学生“最近发展区”的情境(可以是来自于生活的客观数据或现象,也可以是通过实验的演示),给学生强烈的暗示,激发学生的学习兴趣,引发学生质疑,推动学生在探究中求同存异,促进概念的自然获得。

2.学生:“疑”进而思“破”

教师创设了适合学生探究的问题情境并给予学生一定的点拨后,接下来就是学生应用原有知识进行猜想、质疑的过程;是通过提取原有的认知对新的现象进行重组,生成新的问题,自主设计探究方案,思考如何突破的过程。

“疑”有两层含义:(1)疑惑,对未知的事物了解较少,针对这一层次的“疑”,可以通过具体的情境设立,引发学生根据原有知识进行一定的猜测,并引导学生设计探究验证的方案;(2)质疑,感觉已知的现象或方法不是最好的,甚至怀疑其正确性,针对这一层次的“疑”,应该鼓励学生应用已学规律和方法对新的现象进行重组,提出一定的问题,并思考如何解决这些问题。不管是哪一层次,学生都能自主地提出问题,这比解决一个问题更重要,这是学生学习主动性的集中体现,是学生思考维度全面发散的产物。

3.师生:“破”旧“立”新,概念自然而得

教师的“点拨”引发学生的“思疑”,生成一个个具体的问题,这些问题是探究活动的生长点,是概念教学的“突破口”。“突破”的过程其实质是师生共同探究新概念内涵与外延的过程,得到一个个问题所对应的答案和结论,接着再通过师生间的讨论和总结,形成对新概念全面、准确的认识。

三、实例剖析:《向心加速度》概念教学

1.理教材、析学情、分模块

细致地分析人教版必修2第5章第5节《向心加速度》教材对这一概念的安排,可以将“向心加速度”的概念教学分为三个问题模块:(1)分析向心加速度的方向;(2)推导向心加速度大小的表达式;(3)理解向心加速度的意义。

再分析学生的具体学情,学生通过前面的学习已经掌握了一定的概念和方法:(1)直线运动中加速度概念的意义和公式的推导;(2)学会了受力分析,知道加速度与合力之间的矢量关系;(3)刚刚学习了运动的合成与分解;(4)刚刚处理了平抛运动和斜抛运动模型,掌握一定的化曲为直的物理方法。

2.串情境、做实验、提问题

(1)借助于教材中“思考与讨论”(必修2,第20页)给出的例1、例2两个具体实在的问题,进一步拓展到稍微复杂的实际情境如图1所示,引导学生进行受力的分析,帮助学生理解匀速圆周运动向心加速度的方向指向圆心。

(2)运用演示实验,进行适当的点拨:首先,如图2所示,让橡皮条下端悬空,沿水平方向拉动细线缓慢地拉动套在细钢丝上的滑块,模拟了没有提供指向圆心方向的力时物块的运动情况;接着如图3所示,将橡皮条的下端固定在圆心上,当再次缓慢地沿水平方向拉动细线时,可以观察到,滑块在继续沿拉线方向运动的同时向着圆心方向发生着偏移。

其实这个实验的思想对于学生并不陌生,在本章第一节学生观察过红蜡块的运动演示实验,借助这个实验现象,学生很快就能联系到进行运动的分解问题。

(3)有了向心加速度方向的点拨,加之以演示实验清晰的现象,问题自然生成:如何分解运动?分解后如何求解向心加速度?

3.建模型、共探究、得结论

(1)学生自主探究向心加速度大小的表达式

根据演示实验的现象,取时间足够短,那么每一段微小的圆弧,可以看做两个直线运动的合成,切线方向的匀速直线运动和质点沿圆心方向的微小偏移是一个初速率为零的匀加速直线运动。沿着这一方向,学生往往得到的是如63页图4所示的两个具体的模型。

两个模型的形态虽不一样,但运动分解的实质是一致的,通过几何关系和进一步的探究,最终都能得到的公式形态。当然,也可以引导学生利用教材(第21页)中所设计的利用加速度的定义来推导。

(2)突破向心加速度意义的疑团

学生在学习中,必然有一个疑问:加速度是反映速度变化快慢的物理量,在匀速圆周运动中,线速度大小不变,那么向心加速度是否反应速度方向变化的快慢?

关于这个问题可以引导学生进行定量的计算,如图5所示,经过Δt时间,质点由A点移动到B点,速度的方向变化Δθ,那么速度方向变化的快慢即为,从几何关系可以看到圆周运动转过的圆心角Δθ′Δθ,表示物体做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量是角速度,而不是向心加速度。

四、结语

概念是物理知识的核心组成部分,是学生认识物理世界、解决实际问题的基础。“授之以鱼不如授之以渔”,通过教师的点拨,让学生产生疑问,自主提出问题,再应用原有概念和方法实施探究,破旧立新,推进概念逐步地深化,知识网络逐步地丰实。

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