基于问题解决的单元复习课导学设计

[摘   要]针对传统单元复习方式下学生参与度不高、效率低下等问题，探索设计基于真实生活问题解决的单元复习课的导学单，并以此为抓手，在真实问题的解决过程中，实现单元知识网络化，思维方法可视化，进而发展学生的核心素养，提升单元复习课教学的效率。

[关键词]问题解决;单元复习;活动导学

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）14-0043-03

传统的单元复习课教学，教师只是把学生过去所学知识再回忆一遍，走马观花似的，也不管学生有没有收获，将复习课上成了知识回忆课;或者干脆以练代讲，让学生在题海中摸爬滚打，将复习课上成了习题训练课。导致学生参与度不高，复习效率低下。复习课既不同于新授课，也不是习题课的翻版，是在利用所学知识解决实际问题的过程中，达到单元知识网络化、思维程序可视化。基于真实问题解决的单元复习课的活动导学，应以真实的问题情境为抓手，针对核心知识设问，设计挑战任务，通过活动引领，小组合作交流，让学生在解决实际问题和挑战任务的过程中，完成知识的复习巩固，同时提升思维能力，发展核心素养。

一、设计思想

本节课的内容包括简单机械，简单机械的使用特点，简单机械在生活中的应用。

本节课的基本设计思路是：让学生观看“火神山、雷神山医院的建设——见证中国速度”视频，以情激趣引入新课，观察归纳视频中用到的简单机械。通过分析“建筑工地上，需将2000牛的货物缓慢搬上1米高的货车，有哪些方法？”归纳出各种简单机械的使用特点。通过任务与挑战的方案设计，方案的评估，寻找解决实际问题的可行性方案，掌握简单机械在实际生活中的应用。本设计以培养学生的物理学科核心素养为目标;在基于真实问题和挑战任务的解决过程中，实现单元知识网络化，思维方法可视化。

本节课突出的重难点是：简单机械的特点及其应用。步骤一是观察活动，感性体验：学生观看“火神山、雷神山医院的建设——见证中国速度”视频，知道杠杆、斜面、滑轮等简单机械;步骤二是任务与挑战、理性感知：分析提升货物的方法，归纳各种简单机械的使用特点;步骤三是方案设计与评估，完善认知：通过提升货物的方案设计与评估，掌握简单机械在实际生活中的应用。

本节课基于实际生活中的真实问题解决，以建筑工地提升货物的真实问题情境为抓手，针对核心知识设问，设计挑战任务，通过方案的设计和评估，从而有效调动学生的积极性，提升思维能力，发展核心素养，并鼓励学生用物理知识解释生活中的现象，让学生懂得交流与合作的重要性。

二、单元任务分析

简单机械涉及简单机械的特点和应用，具有一定的综合性。一方面要理解简单机械的使用特点;另一方面要利用其特点，选择合适的简单机械，甚至将简单机械组合起来使用解决生活中的实际问题。通过简单机械的单元复习，深化对正确、合理使用机械的认识，达到根据实际需要改变用力大小和方向;选择合适的机械解决生产生活中的实际问题，达到既省力又方便操作的目的。

三、学情分析

本节课学习杠杆的平衡条件、简单机械的使用特点以及功的原理等知识，学生已熟练掌握这些内容。但学生对简单机械尚未形成知识网络，缺乏根据其使用特点选择合适机械解决生活实际问题的能力。

八年级学生正处于从形象思维向抽象思维的过渡阶段，具有一定的观察类比分析能力，但是学生的观察能力、分析能力、方案设计评估能力以及解决实际问题的能力还有待进一步提高。本课应注意适应学生好奇、好动、好强的心理特点，以真实问题情境为抓手，激发学生思维，通过理性分析和判断，生成知识网络，发展抽象思维能力。

教学目标：

1.物理观念：能够从真实问题情境的探究活动中，掌握简单机械的种类和使用特点。

2.科学思维：通过将2000 N的货物搬上1 m高的货车，进一步理解杠杆、滑轮和斜面等简单机械的使用原理。感受比较、归类的科学方法。

3.实验探究：通过提升货物的实验方案的设计，方案的评估，实现简单机械的知识网络化。

4.在将2000 N的货物搬上1 m高的货车的过程中，培养学生方案设计和问题解决的能力，促进学生养成反思与评估的习惯。通过视频“火神山、雷神山医院的建设——见证中国速度”，在学生为中国速度而感到自豪的同时，激发学生攻坚克难以及为社会发展而奋斗的使命担当精神。

四、教学过程（片段）

1.創设情境，引出课题

观看视频：火神山、雷神山医院的建设——见证中国速度。

观察与思考：在建设医院的过程中，分别用到了哪些简单机械？

设计意图：创设真实的情境，通过寻找真实情境中的简单机械的任务驱动，引导学生回顾简单机械的种类，引出课题。

2.完成任务与挑战

任务与挑战：建筑工地上，需将2000 N的货物缓慢搬上1 m高的货车，有哪些方法？

任务1：直接将货物缓慢搬到货车里，是否可行？

问题1：将2000 N的货物缓慢搬上1 m高的货车，所需的拉力为多少？

问题2：所需的拉力等于同时举起几个中学生所需的力，是否力所能及？

设计意图：结合搬货物上车的情境，突出利用已有知识解决实际问题的意识，其中涉及二力平衡的知识，由于所需拉力较大，相当于同时举起4个中学生的力，力所不能及，因此需要借助机械。

任务2：使用斜面将货物沿斜面匀速向上推进货车，是否可行？

问题1：假设斜面光滑，且长度为2 m（如图1所示），将2000 N的货物沿斜面匀速向上推进货车，所需的推力为多少？

问题2：该推力对一个普通人来说是否力所能及呢？

设计意图：利用斜面相关知识推货物进货车，其中涉及功的原理，在推货物的过程中，不仅要考虑其省力的优点，还要考虑实际情况中货物还受到摩擦力，省力效果要小些;且要使推力越小所需斜面的长度越长，所占用的空间就会越大。在使用中对斜面进行综合评价，进一步认识斜面的特点，重点体现物理知识在生活中的应用。

任务3：使用杠杆缓慢提升货物到车里，是否可行？

问题1：利用一根长为10 m的粗钢棒（足够结实且不变形），绳子和树木等材料，制作简易杠杆（如图2所示）。货物重为2000 N，已知[OB=4OA]，求至少需要施加多大的力？

問题2：由图2分析，将货物缓慢提升到1 m高的车里，所施加的力移动的距离为多少？

问题3：你认为该方案可行吗？请说明理由（人的平均身高约为1.7 m）。

设计意图：利用杠杆相关知识提升货物进货车，其中涉及杠杆的知识，在提升货物的过程中，不仅要考虑杠杆的省力优点，还要考虑其费距离的不足，所施加力移动的距离大于货物提升的高度，且所施加的力越小，费的距离越多。结合人的实际身高去判断方案的可行性，在使用过程中对杠杆进行综合评价，进一步了解杠杆的特点。重点体现物理知识在实际生活中的应用。

任务4：使用滑轮缓慢提升货物到车里，是否可行？

问题1：使用一定滑轮[如图3（a）所示]，缓慢提升重为2000 N的货物，不计滑轮和绳重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？你认为该方案可行吗？请说明理由。

问题2：使用一定滑轮[如图3（b）所示]，缓慢提升重为2000 N的货物，不计滑轮和绳重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？将货物缓慢提升到1 m高的车里，所施加的力移动的距离为多少？你认为该方案可行吗？请说明理由。

问题3：使用一定滑轮和一动滑轮组成的滑轮组[如图3（c）所示]，缓慢提升重为2000 N的货物，不计滑轮和绳重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？将货物缓慢提升到1 m高的车里，所施加的力移动的距离为多少？你认为该方案可行吗？请说明理由。

问题4：将一定滑轮和一动滑轮按另一种连接方式组成的滑轮组[如图3（d）所示]，缓慢提升重为2000 N的货物，不计滑轮和绳重以及摩擦，求至少需要施加多大的力？将货物缓慢提升到1 m高的车里，所施加的力移动的距离为多少？试分析该方案，有何弊端，如何改进？

问题5：为使提升更安全方便，对滑轮组进行改进，增加一个定滑轮（如图4所示）。试分析改进方案的优势。

设计意图：利用滑轮相关知识提升货物进货车，其中涉及定滑轮、动滑轮的使用特点，滑轮组的绳子绕线和省力情况。在解决实际问题的过程中，考查学生实验设计、方案评估等能力。学生在方案评估的过程中，通过定滑轮、动滑轮、滑轮组和改进后滑轮组的方案设计，并对其进行评估，逐步找到既能省力又能改变用力方向的实验方案。 进一步深刻地认识到：实际上既省力，又能改变用力方向的机械，通常是组合使用的，比如建筑工地上提升重物的起重机。

五、教学反思

基于真实问题解决的单元教学设计，以真实的生活问题情境为抓手，在真实问题的解决过程中，通过解决方案的设计与评估，合作交流，归纳总结，实现单元知识网络化，思维方法可视化，提升学生应用知识解决实际问题的能力，发展学生的核心素养。

因此，在简单机械的单元复习活动导学的教学设计中，通过视频“火神山、雷神山医院的建设——见证中国速度”的实际情境引入新课，观察分析建设现场用到哪些简单机械，激发学生的探索热情。在“提升货物”的任务与挑战中，通过方案设计、评估、优化，寻找解决实际问题的可行性方案，掌握简单机械的特点以及如何将机械服务于实际生活。在单元复习的过程中以真实问题为抓手，通过真实问题的解决，突破单元复习的教学难点，培养学生的核心素养。

[   参   考   文   献   ]

[1]  胡东芳，孙军业.困惑及其超越：解读创新教育[M].福州：福建教育出版社，2001.

[2]  刘德华. 触动课堂教学的灵魂：物理活动教学设计的几个原则[J].物理教学探讨， 2013（9）：12-13.

[3]  刘德华.试论活动建构教学的几个特征[J].中学物理，2014（7）：5-6.

[4]  刘德华.“力学单位制”的活动探究式教学设计[J].物理教学探讨，2017（3）：77-80.

（责任编辑 易志毅）