借助心理学效应构建微素材课堂
——以“共点力的平衡条件”教学为例

2019-07-30 06:10戴远辉

物理教师 2019年6期

戴远辉

(清远市第一中学，广东清远 511500)

《普通高中物理课程标准(2017年版)》将物理学科的核心素养凝炼为4个方面:物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任．在这些核心素养中,物理观念是学科基础,科学思维是关键能力,科学探究是学习方式,科学态度与责任是价值观念和必备品格．新课标已经发布一年多了,作为物理教师,在教学过程中,必须以新课标为行动指南,认真研究新课标,让核心素养的培育真正落地．

根据核心素养的要求来定义一节好课,不光考验教师深入细致的课堂分析能力,更考验教师运用教育教学理念、借用各种教学资源的综合能力．心理学作为教育教学的指导学科,存在着许多有益于教学实效的理念,而在教学设计中需要准备一些微素材,在实际课堂中也会产生很多随机的微素材．如果能够对这两个方面进行结合,势必会重塑课堂．下面笔者就以粤教版必修1第3章第5节“共点力的平衡条件”教学实践为例,探讨怎样在教学中对这两个方面进行融合从而培养学生的核心素养．

1 首因效应,导入课堂

良好的开头是成功的一半,“首因效应”正是有着这样的作用．“首因效应”又称第一印象,是指初次与人或事接触时形成的印象,对人们后来的认识起到了先入为主的作用．这种印象不易改变,甚至会左右对后来获得的新信息的解释．

图1 空中芭蕾

课堂导入作为课堂的第一个环节,利用“首因效应”能够很好地激发学生的学习兴趣,如同戏剧的序幕,让学生瞬间安静,心驰神往．在设计“共点力的平衡条件”教学的开头部分时,笔者直接百度搜索播放一段微视频“空中芭蕾——平衡的艺术”(图1)．学生一下子被精彩的表演吸引,对这节课充满了期待,为接下来的教学做了一个很好的铺垫．

又如,随着时代的进步,教学目标从原来的“双基”、“三维目标”已经升级为“核心素养”,所以教师在课堂教学中有必要强化学生对核心素养的认识．本节课一开始,笔者也利用“首因效应”,在看完微视频后就展示本节课的教学目标和素养目标,使学生带着明确的目标进入本节课(表1)．这两个新课导入环节,简短有效,为突破本节课的重点、难点留下了充足的时间．

表1 学习目标

2 共生效应,小组合作

自然界有这样一种现象:当一株植物单独生长时,显得矮小、单调,而与众多同类植物一起生长时,则根深叶茂,生机盎然．人们把植物界中这种相互影响、相互促进的现象,称之为“共生效应”．在现代组织中,经常通过小组合作形式来进行研发,这正是运用了“共生效应”．

笔者在设计本节课时,主要抓住两条主线来开展教学:第一条,由特殊到一般,由二力到三力,由共线的三力到非共线的三力,再到四力平衡,最终到n力平衡;第二条,遵循科学探究的步骤,提出问题,收集证据,解释现象,交流结论．对于第二条主线,探究三力平衡条件的实验需要拉动3根弹簧测力计,还需要同学协助固定同心圆纸,记录力的大小、方向和作用点,正是开展小组合作,形成“共生效应”的好机会．从实际效果来看,学生通过小组合作,顺利地完成了实验,而且有多个小组超额完成了多组实验．整个小组讨论、合作探究的过程,学生的主体地位突出,组员的动手能力与合作精神都得到了锻炼．更重要的是,学生在小组合作探究实验中,密切交流,充满了笑容,这种自主学习的愉悦远不是其他学习途径所能比拟的．

新课标提出,应注重物理课程的时代性,加强与社会、技术的联系,微信作为常见的一个通讯交流工具,有着许多有益于教学的功能．在学生分组实验的过程中,笔者走动指导．在实验尾声,笔者使用微信的“文件传输助手”同步功能把每一个小组的实验结果都逐一展现在大屏幕,并做了汇总．

学生对于教师使用微信拍照上传的方式很感兴趣,看到自己的实验成果被展现在大屏幕更是兴奋．面对这样的一组大数据,学生进行了热烈的分组讨论．接着,在分组代表发言中,学生一致地得出了实验结论:物体受3个力作用而平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向．同时,也有多位学生指出了“作图比例尺不恰当,结果导致作图时合力超出了同心圆范围”、“ 平行四边形作图没有使用虚线”、“实验过程三根细绳的结点松动,导致方向记录不准确”等问题．整个实验过程,各个学习小组有成有败,但都尊重实验的原始素材和数据,实事求是.这既培养了学生的证据意识,也在培养学生的科学态度与责任观．

3 近因效应,不断小结

“近因效应”是与“首因效应”相对应的一种效应,是指在印象形成的过程中,新近获得的信息比原来获得的信息影响更大．“艾宾浩斯遗忘曲线”也提醒我们,遗忘在学习之后立即开始,而且遗忘的进程并不是均匀的,最初遗忘速度很快,以后逐渐放缓．

图2 风吹气球

习题演练就是应用“近因效应”的一种好办法,能够及时巩固新知．在突破难点“用平衡条件分析和解决问题,培养科学思维”的环节,除了课本例题示范外,我还专门搬了风扇到课室,并绑住一个气球,打开风扇后,很好地还原了课本上关于风吹气球的微情景(图2)．为循序渐进,笔者首先提出忽略气球重力时求解细绳拉力的问题．因为学生刚刚根据实验探究得出了“物体受3个力作用而平衡时,任意两个力的合力与第三个力等大反向”的结论,教师趁热打铁立即要求应用新知识解决新问题,“近因效应”明显,学生很快就得出了答案．

又如,一节课下来,学生的知识与技能都有了一定的提升,但是由于学生往往一天要上很多节课,需要接受巨大的知识容量,“近因效应”带来的遗忘现象会比较严重．为了减轻“近因效应”的负面作用,在课堂的各个环节都及时总结,无疑是提高教学效率的有效途径．随着本节课的师生互动,结论不断出现,笔者的板书不断添加,但又简洁、清晰(图3),学生对整节课的重点、难点一目了然．

教学设计第五节共点力的平衡条件1. 平衡状态:物体处于静止或匀速直线运动2. 平衡条件① 两个力:等大反向② 三个力: 任意两个力的合力与第三个力等大反向③ n个力:任意(n-1)个力的合力与第n个力等大反向结论: 合外力F合=0(右边用作例题、拓展的作图和计算)

图3 板书设计

4 鲶鱼效应,激活课堂

从前,挪威人在海上捕得沙丁鱼后,如果能让它们活着抵港,卖价就会高得多,但只有一条渔船能做到带活鱼回来．后来,人们发现这条船的鱼槽内不过是多了一条鲶鱼而已．原来,当鲶鱼装入鱼槽后,由于环境陌生,就会四处游动,而沙丁鱼发现这一“异类”后,也会因紧张而加速游动．如此一来,沙丁鱼便保持了活力．这就是“鲶鱼效应”．

在教学中,其实“鲶鱼效应”随处可用,是营造良好课堂氛围的常用技巧．例如,通过个别学生的积极发言,能够创造一个适度紧张的学习氛围,引导学生在思维活跃的环境中学习．为了使学生达成本节课的教学目标—“了解共点力作用下物体处于平衡状态的概念,形成正确的物理观念”,在观看了一段精彩的微视频“空中芭蕾”后,笔者立即请一位学生回答下面表格上的4个小问题(图4)．紧接着,我又现场借用学生的一个水瓶构建了一个微情景“细线拉水瓶”(图5),请另一位学生回答相同的4个小问题,顺利地导出了“平衡状态”的概念．

图4

图5

在这两个学生的回答过程中,全班学生积极思考,由共线力的情形转入非共线力的情形,自然引发猜想:如果物体受到的各个共点力不共线(有夹角),若要物体处于平衡状态,其条件会是什么呢?面对眼前的实验器材,最好的办法,那就是让学生一起做个实验来回答这个问题．通过提问两个学生,形成“鲶鱼效应”,全班学生对分组实验已经迫不及待．

再如,分析完气球的三力情形后又让学生分析气球重力不能忽略的4力情形．很明显,第一个举手回答的学生对于重力的处理并不完全正确,一下子引起很多学生的反驳．学生们不单提出可以应用本节知识来解决问题,甚至还结合过往知识提出了三角形法则、正交分解法等多种解决方案．通过充分的辨析,学生也意识到,其实实验结论可以推而广之,得到一个更普适的推论:物体受到n个力的作用处于平衡状态时,其中任意(n-1)个力的合力必与第n个力等大反向,换句话说,合外力为0．这样,本节课的内容就从形象思维升华到了抽象思维．

5 反差效应,情感激荡

“反差效应”是指不同事物或同一事物的不同方面进行对比,它们的差异程度如同美学中的断臂维纳斯一样,能给人一种震撼的心灵体验．

图6 阳刚之美

课堂一开始的“空中芭蕾”微视频展现了女性的柔美,在课堂最后,笔者又播放了一段微视频“震惊世界的双人杂技”．在大屏幕上,两位男性杂技演员时而在同一直线,时而成超大角度,震撼的表演加上激昂的配乐,激起学生的一片惊叹．同样的表演主题,男性的阳刚之美与女性的柔和之美截然不同(图6),男生、女生的感受也有所不同,而这些现象都蕴含了共点力平衡的知识,这就是新课标“从实验走进物理,从物理走向社会”的一种体现．

又如,我们都知道,教师的教学设计并不能对所有的教学过程进行预设,在实际教学中,总会生成一些随机的小问题,如果教师有发现课堂原始问题的睿智,这些小问题就会成为我们培养学生科学思维的微素材．在探究得出共点力的平衡条件后,笔者及时梳理应用共点力平衡条件的解题步骤,首先解决课本例题(图7)．在学生独立思考的同时,笔者走动巡视,惊讶地发现学生有着多种解法,很多都不是本节课的原先设想．所以,笔者当即让两位学生在黑板上板演了他们的解答过程(图8)．这两个截然不同的结果在学生中引起了巨大的疑问,两种结果都有一些学生赞成,哪一种才对呢?这种反差暴露出了学生对实验结论中“等大反向”的理解偏差,也说明本节课的实验过程还有不尽如人意的地方．学生在这个过程先是产生矛盾,继而形成共鸣,最终统一了认识．

图7

图8 学生解答