用实验探究“简谐运动的描述” 生成动态课堂

戴静华

(前黄高级中学 江苏 常州 213161)

编者按：新课程标准强调“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三个维度目标.如何经历过程是落实新课标的关键.“生成动态课堂”本质上是进行课堂教学过程设计，应很好地提倡和研究.

摘要：以“简谐运动的描述”这节课为例，促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考，通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神．

关键词：简谐运动 实验探究 动态课堂

高中物理《课程标准》在课堂基本理念中指出：“高中物理应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究，勇于实验，勤于思考，通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神”．可见，必须在物理课堂中关注“生成”，物理课堂“生成”是教学本质的内在要求．

1 明确探究目标 预设教学策略

如何制定清晰的探究目标呢?探究目标的制定要依据探究内容和学生已有的知识、经验、学习习惯、学习特点而制定．

“简谐运动的描述”这一节课，以弹簧振子为例，在观察其振动过程位移变化的周期性、振动快慢的特点时，引入描绘简谐运动的物理量(振幅、周期、频率)，再通过单摆实验引出相位的概念，最后对比前一节得出的图像和数学表达式，进一步体会这些物理量的含义，并通过“科学漫步”栏目将以上知识和生活实际联系起来．

教学难点1：理解在简谐运动中周期和频率的确切含义．通过不同的弹簧振子进行对比实验观察，引导学生探究弹簧振子的周期和频率取决于哪些量，让学生自己归纳总结．

教学难点2：什么叫相位．教科书并不就相位这个概念进行“深挖洞”，而是通过阐述简谐运动的x-t函数和这三个物理量的联系，使学生能在具体的x-t函数式中识别简谐运动的振幅、周期(或频率)、相位，这样做就在一定程度上化解了难点．

物理教学是有目标、有计划的活动，因此课堂教学的生成性与预设性是同一事物的两个不同方面，都是课堂的基本属性．

在新课程理念下，我们强调课堂的动态生成，然而“并不主张教师和学生在课堂上漫无目的地展开教学”，而是强调要有教学方案的设计.明确要求在教案中要有三维教学目标的设定，教学过程的动态生成创设条件，然后按预设开展教学，动态生成．不能正确处理预设与生成关系的课堂教学，是“目标虚化，内容泛化，生成无效”的主要原因，应引起充分重视．

2 在实验中主动探究 生成动态课堂

2.1 观察实验提出问题 激发认知的兴趣

实验演示：观察弹簧振子的运动，有哪些特点？可以引入什么样的物理量来描述简谐运动？小组讨论，回答问题并阐述理由．

小组活动1：观察弹簧振子的运动，可知振子总在一定范围内运动．以平衡位置为原点，物体离开平衡位置的距离有一个最大值，可以引入最大值的概念．同时弹簧振子的运动具有往复性，可以引入周期的概念．

小组活动2：振动物体离开平衡位置的最大距离不同，振动的强弱不同，并用音叉实验演示、轻敲一下音叉，声音不太响，音叉振动的振幅较小，振动较弱；重敲一下音叉，声音较响，音叉振动的振幅较大，振动较强．

归纳引出：(1)振幅A.振动物体离开平衡位置的最大距离．表示振动的强弱．(2)振动的周期T.做简谐运动的物体完成一次全振动的时间．(3)振动的频率f.单位时间内完成全振动的次数．周期和频率都是表示振动的快慢．

动态生成的课堂是精彩的课堂，动态生成的课堂需要教师精心的预设，动态生成的绝不是封闭的系统，而是开放的系统.这种开放体现了课堂的丰富性与课堂的真正活力.因此，在“以问题为中心”的课堂教学模式中，教师不应当刻意追求自己预设问题的呈现，更应当关注学生对问题的表现，重视学生提出的问题，这既是动态生成的需要，更是培养学生问题意识与问题能力的必然要求．教师应当用欣赏的眼光看待来自学生的问题(对或错都无关紧要)．只要我们留心，就会发现这样的现象，来自学生的提问经常会成为课堂上一道风景线，给课堂带来生动与精彩，甚至还给教学带来意外的收获．有时学生提出的问题是非常有价值的，也许教师与学生共同探讨这个问题会影响既定教学任务的完成，然而，在师生对这个问题的共同探讨中，学生的收获及对学生问题能力的培养是无需多言的．

2.2 引导深入探究 突破教学难点

引导学生探究弹簧振子的周期和频率取决于哪些量．

探究问题1：弹簧振子的周期与振幅是否有关．

探究问题2：弹簧振子的周期与振子的质量是否有关．

探究问题3：弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数是否有关．

在实验中需要注意几个问题：

(1)如何测量弹簧振子的周期？

(2)如何减小测量的误差？

(3)秒表的使用，如何准确读数？

经过实验结果的研究分析讨论后，教师组织学生给各小组或个人一些机会，以自己想到的各种各样的方式，来展示他们的探究工作．这个环节对学生的学习是一个促进.当某个小组或某人为他们自己的结论进行解释、阐明、澄清或辩护时，会促使学生有了更深层次的理解．当学生交流了他们的发现和解释，并听他人对这些数据、资料、信息的解释或推论时，他们将会被启发、被引导着去反思自我，接受其他人的建设性批评，或对这些批评做出反应．

新课程中学物理概念教学，应以新的教学理念为指导，应在教学中创设情境与条件，激发兴趣，唤起好奇心，充分发挥学生主体性.在构建物理概念的同时，着力培养学生创新意识与实践能力，培养学生科学素养与人文素养．在教学中，要善于指导学生运用实验 、推理、演绎、归纳等方法对物理概念进行理解，使学生动手动脑，特别是经历由具体到抽象再由抽象诠释具体的反复过程，使学生形成清晰而准确的物理概念．

经过实验探究，归纳得出：简谐运动的周期或频率与振幅无关．振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定,称为振子的固有周期(或固有频率)．

例如:一面锣，它只有一种声音，用锤敲锣，发出响亮的锣声, 锣声很快弱下去，但不会变调．摆动着的秋千，虽摆动幅度发生变化，但频率不发生变化．弹簧振子在实际的振动中，会逐渐停下来，但频率是不变的．这些都说明所有能振动的物体，都有自己的固有周期或固有频率．

2．3 积极思维主动探索 培养创新能力

新课程教学的本质在于使学生得到主动发展，而“发展”却是一个动态的生成过程，这个过程中的因素和情景无法准确预见，因而会产生许多生成性问题．

课本通过单摆实验引出相位的概念，而在课堂上学生提出用弹簧振子同样可以解释相位差的问题．

总结：我们用相位来表示周期性运动在各个时刻所处的不同状态.振动步调相同，我们就说是相位相同;振动步调不同，我们就说是具有一定的相位差．

“生成”性课堂中，学生带着自己的知识、经验、思考、灵感、热情参与其中．但在传统教学中不乏看到这样的现象：学生的独特见解在很大程度上超越了教师的预定方案，而教师担心打乱自己的想法，使精彩的课堂留下了诸多“尴尬和遗憾”．“生成”教学允许学生提出预设下或不预设下的“问题”，教师帮助学生探究“问题”和共同解决“问题”，这才是真正意义上地满足了学生的参与要求．

3 反思教学过程 提高“生成”的延展性

实验探究式教学是物理教学实现有效性实施创新教育的重要基础和手段，实验不仅对激发学生学习兴趣，提高实践能力具有不可替代的作用，而且也是为学生创设创新氛围，培养创新意识、创新思维、创新能力，提高科学素质的有效途径．探究的目的是培养学生的实践能力和创新精神．教师在设计科学探究活动时要分析和把握课堂教学中每个探究课题的知识目标和能力目标，并把知识的学习和能力的培养落实到学生的探究行为上．不能把科学探究活动搞成学生的娱乐活动，既没有收集到必要的实验数据，也无法进行相关数据分析并形成结论．同时，科学探究不能由教师代办，也不能完全放手让学生去做．在探究过程中，学生联系已有的知识、技能、经验，对实验所得的数据、资料进行大胆的分析，得出结论．在这个过程中，教师一定要把握好角色，教师是学生探究实验的指导者，探究过程的引导者，探究式课堂的组织者．

通过主动计划、检查、评价、反馈及调控自身的教学行为，并善于反思提炼、积极探索，教师既提高了课堂教学效果，又找到了自我完善的有效途径，生成性课堂教学就能适时达到最佳效果．

参考文献

1 叶澜.让课堂焕发出生命的活力.教育研究,1997(09)

2 朱志平.课堂动态生成资源论.北京：高等教育出版社，2008