理想实验一为学生有效学习提供合理的支架——功的教学的改进

1理想实验一为学生有效学习提供合理的支架——功的教学的改进上南东校戴有德一、教学案例背景說明（一）问题的提出：功是初中物理的重要内容，它在今后学习功的原理、功和能等物理学习中都有广泛应用和舉足輕重的地位.同时功的概念的引出,建立对初中生很抽象,初中上科版关于机械功概念的引入是在上节斜面的学习实验后用:”虽然每次拉力不同，在力的方向上通过的距离也不相等,但力和物体在力的方向上通过的距离的乘积总是相等的，在物理学中,我们把作用在物体上的力和物体在为的方向上通过的距离乘积叫做功″.这样一段话引出的,这样功的概念的引人和迠立,使學生感到突然和被动，他們不明白:１为什么要引入功,功在物理上有什么意義,2功的概念为什么要這樣定義,由于斜面的可操作的准确性(摩擦力和必须匀速拉动)较困难,所以实验中定量分析误差较大,大部分学生不能从实验信息中提炼.抽象思维会出上述二个因素的内在联系。教学中只能由教师施教，告之定义，概念，学生只能被动接受。对为什么要引入功和怎样定义功的概念，无法很好理解。2不便于学生定向思维,由于学生对概念引入的意义不堪了解。就影响今后的学习和应用。而概念的建立最有效的方法是从知识结构入手,找出其共性,抓住重点,引导学生在活动中探究并建立,使之在下阶段的学习中建立有益的学习支撑点，这样就有利于学生打通学习的难点,顺畅进入应用环节，从而达到举一反三,融会贯通的效益（二）理论依据：莫里斯.比格言'；″教学是学生主动获得知识,也即从智能不断发展出发，发展学生的创造性思维”。苏联心理学家维果斯基的社会建构主义理论和最近发展区理论：”基于学生最新发展区提供个性化的学习支持，教师在教学中提供支架和支持以帮助学生主动发展，这些支架有利学生己有的知识来内化新的知识”。欧共体对支架教学定义为；″支架教学应当为学习者建构对知识的理解提供一种概念框架。这种框架中的概念是为发展学习者对问题的进一步理解所需要的，为此事先要把复杂的学习任务加以分解，以利于把学习者的理解逐步引向深入。”（三）教學研究和实施的方法一反思后的改進措施：机械功的教学中：1为什么要引出功，2怎样识别力是不是对物体做了功。3功与生活中的”工作”、”做工”的区别。是教学中重点、也是学生在学习中极易产生知识误区的难点，以往传统教学：教师是主动的施教者，告诉学生什么是功?功的二个因素是什么?学生是被动的接受者，学生对为什么要引入功的概念及它的物理意义不堪理解，效果不是最好。为此我在教学设计中首先稚化自身,立足于学生思维，仔细揣摩学生的心理(为什么要引入功？功有什么用？)对学生在新知识的学习中可能出现的问题，尽量利用学生己有的知识和最近发展区(己较好掌握扛杆的平衡条件，且可操作性准确性高)设计适合他们的学习、探究的合理的学习支架。在学生新的学习课题之间创设理想的诱发情境，从而激发学生的最佳心理机制，进而自然、顺畅进入新的学习中。二、具体方法如下：增強學生认知結构中与新知识有关的概念知识的复习和练习一為新的知识提供支架:复习、练习1扛杆平衡條件.2三种扛扞在学生己较好地掌握扛杆的平衡条件、对三种扛杆（省力、费力、等臂扛杆）有清晰的了解，且能准确计算的基础上设计：2建立支架1：（解决物理学中为什么要建立功的概念。）方法：我在功的引入的教学中用准确度较高的轻质扛杆替代斜面[教材用斜面]，整个教学过程分为:孕育,诱导，应用巩固三个阶段.（一）孕育阶段；;1．通过复习三种扛杆，自制支点可调的轻质扛杆,（动力臂∶阻力臂=3：1；和1∶1和1∶3）组织学生使用这三种扛杆将同一物体提升同一高度,为了实验的准确性事先在实验后板上用彩色醒目标上刻度，且为了探究的方便，a、使用重为3牛顿.的砝码，将同一砝碼三次都匀速提升9厘米..学生能从己学习掌握的扛杆平衡条件中准确求出每次的拉力大小.b、为了保证动力方向始终竖直向下，手竖立匀速向下拉挂在A点的细柔绳(很重要保証力与通過的距离在同方向)。装置示意图如下：2．引导學生对實驗信息編碼一有助于學生从分折信息編碼中能頓悟到它們的內在联糸实验数据记录在表格中：物重（牛）物体提升高度（cm）动力臂：阻力臂动力（N）手（动力）竖直向下移动的距离可增一项391：393391：139393：11273（二）诱导阶段：教师组织学生对实验信息进行研究.分析A,教师问:用不同扛扞将同一物体匀速提升同一高度.(做同一件)，坚直向下的拉力是否相等?学生答不等。b，教师问：动力（手）坚直方向通过的距离是否相等？学生答﹕不等.c，教师引导问﹕从实验信息中你发现用不同扛杆将物匀速提升相同高度、动力（手）和动力方向通过的距离都不同，但它们内在是否有联系？此时学生涌越讨沦、思索、很容易从实验信息中得出知识结构的主线（內在联系）：１．用不同扛杆（机械）做同一件事（目的），动力和动力方向通过的距离都不同、但它们的乘积相同（结果）。即殊途同归..2．教师引导﹕实验信息中是否应增添一项(隱含的信息的內在聯糸)?学生通过讨论很快答﹕可增添动力和动力方向通过距离的乘积（结果、）。教师引导﹕这一项反映了什么实质，学生答﹕这一项反映了机械做功时、动力和动力方向通过距离的内在联系（纽带），从而较自然地引出功的概念、从而有效地突破了以往传统教学中学生不清楚为什么要引入”功”的概念和功的意义。明白了物理学中为什么要引入功的概念和它的物理意义。继续深入研究实验信息、有的学生还发现用不同扛扞做同一件事﹔重力×重力方向通过的距离＝动力×动力方向通过的距离。从而也为下一节机械功的原理的学习埋下伏笔。[提供了下阶段学习的一个隐性未来支撑点]。这样在教师的诱导下、通过学生在己有的发展区对实验信息的自我分折、探究、有步骤有目的诱导使他们产生逻辑联想、从而形成了功的概念。使学生的创造性思维得到发展。有益亍促进他们智力开发和学习兴趣、自主学习能力得到了提高ｏ(三)应用巩固阶段﹕1．教师适时提去本节课研究目标﹕1)·为什么要引入功的概念（学生己悟）２)·功有几个因素３)·怎样判断力是否对物体做了功？2．建立支架2：功的两个必要因素。方法：通过学生活动一小结来建立：师生双边活动（例题讨论）4分折情镜a.b.c有：ａ﹕∵Ｓ＝ｏ∴→ｗ＝ｏｂ﹕Ｗ＝ＦＳＣ﹕∵Ｆ＝ｏ∴→Ｗ＝ｏ结论：功→包括二个必要因素﹕１作用在物体上的力（Ｆ），２物体在力的方向上通过的距离（Ｓ）。又引导学生对生活中的″工作″、″做工″的情境进行讨沦：例﹕打扫卫生从底楼提水上楼，下列三种情况拉力是否对物体做了功？７１、提着水桶不动﹔２、提着水桶在水平地面上走到楼梯口？３、提着水桶上楼ｏ学生讨论归纳出：支架3：如何判断力是否对物体做法的方法（初中生要求）１)若Ｆ与Ｓ垂直、则力Ｆ对物体沒有做功、ｗ＝Ｆｓ＝Ｏ(例提着水走到楼梯口)２)若Ｆ与Ｓ在同一直线则力对物体做了功、Ｗ＝Ｆｓ(例提着水桶上楼)３)引伸、若力F与s不垂直则力对物体做了功、但计祘在高中学习。从而使学生在教師有效的启发引导下通過活动、探究:很好地理解物理学中功与日常生活中的″工作’’、″做工”是有区别的，且也通过活动总结出判断力是不是对物体做了功的方法，有效学习的支架3也得到了建立。三、体會反思1．以上通过对教材的实际要求和学生现有认知能力{最近发展区}的实际出发、依据知识的结构,在原有的知识的基础上寻找适合学习心智和思维发展的途径、合理设计有效的教学方案、能为学生在解决难点和重点及以后的学习发展提供有益的邦助和合理、有效的支撑点，并能使学生兴趣增强、心、智活动流暢、创造性思维得到发展,自信心提高.同时我的教學任務也得到了很好地完成:解决了1為什么要引入功.2．怎样定義功.3．怎么分折是否對物体做了功.54．功有別于日常生活中的’做工”和”工作”.四、传统教学和支架教学效果后的反缋和对比：笔者在二个平行班采用传统和支架两种教学方法，通过简单的学生问卷和学生习作和练习的对比，统计数据如下：问题传统教学法(a班)支架理论教学法理解(会)不太理解不理解理解(会)不太理解不理解为什么要引入功917163830会不会判断是否对物体做了功241624200作业反缋3010642从统计对比中可看出支架教学法对学生在学习中掌握知识结构的效果明显,学生的心,智得到发展，同时教学质量也得到了提高.