从PCK视角谈平抛运动教学设计

陈 俊 王和荣

(江苏省南京市第九中学，江苏 南京 210018)

1 引言

对于同样的教学内容，不同的教师会上出不同的效果，有的教师的教学引人入胜，令学生流连忘返；有的教师的教学味同嚼蜡，索然无味。一节课除了要关注教学内容的科学性、严谨性，还要关注教学设计，从课题的引入到问题的提出，从教学目标的实施到知识呈现的方式、手段、时机等方面，关注教师将学科知识有效表征为学生易于接受的知识。

2 学科教学知识(PCK)简介

20世纪80年代舒尔曼教授首次提出了学科教学知识(PCK)的概念，他认为学科教学知识是教师个人独一无二的教学经验，是教师在对自己专业知识的理解基础上，将自己掌握的学科知识转化为学生易于理解和接受的内容的知识，教师拥有的学科教学知识水平直接影响和决定课堂的教学效果和学生的学习成效。

学科教学知识兼具观念性与实践性特征，这就决定了它可以在理念和行为之间,充分发挥桥梁的作用，建立起“教育理念—PCK—教学行为”的互动性机制，使课程理念真正转化为教师的教学行为，扎根于学科的课堂教学之中。

3 基于PCK的“平抛运动”教学分析

3.1 教学内容分析

平抛运动是学生在中学物理中接触到的第一个曲线运动，让学生学会处理一般曲线运动的思想和方法是本节课的重点和难点。

平抛运动是最基本、最重要的曲线运动，承上“体现了运动的合成和分解的应用”，启下则“奠定了斜抛运动、带电粒子在电场中运动等内容的学习基础”。本章内容是学生在学完前四章内容后进一步研究物体的运动，与前面几章运动研究的不同之处在于：前面研究的是做直线运动的物体，从本章开始学生将接触到一种新的运动——曲线运动，学生对运动的认识也从研究简单的直线运动上升到自然界中更为普遍的曲线运动，是学生所学运动与相互作用知识的进一步应用和拓展，在教学中应注重分析方法的应用。

3.2 学情分析

学生在本节之前已经学习了曲线运动的基本知识：曲线运动的运动学特征、曲线运动速度方向的判断、物体做曲线运动的条件等。通过“运动的合成与分解”一节的学习，学生知道两个不在同一直线上的运动的合运动可以是直线运动、也可以是曲线运动，已经具备了学习平抛运动所需要的基本知识和技能。但是对于将所学知识运用到具体的曲线运动中，学生的能力还有待进一步提升。

在教学中要注意研究平抛运动规律的方法：先用运动的分解，把曲线运动分解为直线运动，再用运动的合成，得到平抛运动的规律。

3.3 基于PCK的教学策略

学生具有丰富的抛体运动体验，平抛运动是引导学生把生活中的体验和感悟提升为物理概念的良好素材。所以在教学中，要利用学生身边的平抛运动的实例，让学生体会到“物理来源于生活，又回归到生活”。

让学生听讲的效果不如让学生通过观察、分析得出结论来得印象深刻，在教学中，充分运用现代教育技术，将学生不易观察的现象通过技术手段，让学生清晰地看到物体的运动过程，增强学生的体验感。

实现理论与实验探究相印证，让学生体验“理论指导实践，实践检验理论”的过程，真正促进其科学态度和价值观的养成。

在教学中应引导学生学习曲线运动的基本研究方法，领悟“化曲为直，化繁为简”的思维方法。

4 基于PCK的“平抛运动”教学设计

4.1 平抛运动的初分析

将一个物体水平抛出，观察一下物体的运动情况。

师：你能告诉我，经过一段时间后物体的位移和速度吗？

生：位移是从起点到终点的一条有向线段，速度方向是轨迹上该点的切线方向。

师：能给出具体的大小和方向吗？

生：不能。

师：怎么办？

设计思路：有目的的学习是最有效的学习，让学生知道本节课要解决的问题，学习目标明确，学习指向性明显，学生学习的效率会得到较大的提升。

4.2 平抛运动的分解

师：前面我们学习的都是直线运动，我们能否用直线运动的知识来处理曲线运动呢？两个直线运动可以合成曲线运动，那么我们可不可以反过来思考：曲线运动是否也可以分解成两个直线运动来处理呢？怎样分解？

生：根据物体的运动情况和受力情况来分析，做平抛运动的物体具有水平方向的初速度、受到竖直方向的重力作用，两者相互垂直，我们可将平抛运动沿水平方向和竖直方向进行分解。

师：做平抛运动的物体在水平方向和竖直方向上分别做什么运动呢？

设计思路：学习是一个由简单到复杂、由特殊到一般的有序推进过程，在这个过程中帮助学生构建复杂运动的模型。利用学生已有的知识以及知识之间的联系，由浅入深、逐步深入，以降低教学难度、突破教学难点。

4.3 探究平抛运动在竖直方向上的分运动

实验装置如图1所示，在一个小球做平抛运动的同时，让另一个小球从同一高度同时做自由落体运动，观察、比较两者在竖直方向上的运动情况。

图1

使用PAD(或手机)的“慢动作”功能，将这个过程拍摄下来，将难以看清的过程呈现在学生面前，降低学生理解的难度，提高课堂的教学效率，具体步骤如下：

(1) 打开“相机”，选择“慢动作”功能，准备拍摄。利用如图1所示的实验器材进行实验，让两个小球同时从同一高度分别做自由落体和平抛运动，用PAD将这个过程拍摄下来

(2) 打开电子白板上的“希沃授课”软件，打开PAD上的“希沃授课助手”，将刚拍摄的视频投影到电子白板上，播放拍摄的内容。两个小球下落的过程就以慢放的形式呈现在电子白板上，学生很容易看到两个小球在下落过程中的位置关系。

(3) 利用视频播放的暂停功能，进行对比分析，在播放过程中随时将视频定格，观察两个小球的位置，发现它们始终在同一高度(图2)，从而说明：平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。

图2

设计思路：在通常的实验操作中，基本上都是通过“听两个小球是否同时落地”的方法来证明平抛运动在竖直方向的运动是否是自由落体运动。

学生中可能存在一个思维难点：同时落地能说明中间的运动一直是相同的吗？两个小球是否时刻都是在同一高度？教师在此可以针对这个难点内容进行设计，利用先进的教学手段将不易观察的过程显性化，可以很好地突破难点内容的教学，提高物理教学的有效性。

5 结语

教师为提高教学效果，除了要具有丰富的学科知识外，更要积累学科教学知识(PCK)。基于PCK，设计学科逻辑和学生认知逻辑相结合的教学，才能激发学生的学习兴趣，从而进一步提升学生的核心素养。