支架式教學在運動學教學的難點
時間:2022-09-16 10:05:33
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“支架式教學”來源于著名心理學家維果斯基的“最鄰近發展區”理論。維果斯基認為,在兒童智力活動中,對于所要解決的問題和原有能力之間可能存在差異,通過教學,兒童在教師的幫助下可以消除這種差異,這個差異就是“最鄰近發展區”。基于這種理論,就衍生出了以學生為中心,以培養學生逐步建立學習方法和解決主要問題為目標的“支架式教學法”。這種教學方法要求教師在學生面對問題的前期,幫助學生設定好解決問題的步長,并在具體問題中給學生提供適合自己的小臺階,一步一步地向最終目標前進,實現“跳一跳,夠得著”的可持續發展目標。讓學生在向上攀登的過程中,提高學習興趣,增強解決問題的能力,讓學生逐步適應分析和處理具體問題的方法,最終成長為能獨立分析問題和解決問題的強者。而要應用好“支架式教學”方法,就必須要搞清楚“支架式教學”有哪些環節。首先,分析好學生當前水平和要解決的問題,建立好基本框架。即找出“自身現狀”與“最終目標”之間的差異在哪里,合理搭建連接兩個區域的“腳手架”。其次,找到問題的出發點。從當前問題開始設定第一個階梯——引入問題情境,并找到與之相關的知識或概念。第三,引導學生探索。分析“當前現狀”和“最終目標”的距離,讓學生獨立探索合適的解決問題的步長。步長的大小可以根據問題的獨立性和相關性,并按重要性的高低進行設置,由學生自己分析,探索合適的順序。最初的分析和排序可以由教師啟發引導,然后再由學生模仿和嘗試自己的方法,此過程中教師應該給予適當的幫助和提示,讓學生慢慢適應攀登過程,再逐漸減少幫助,最終成功完成既定目標。第四,學生之間的團結協作。學生之間的經驗交流與探討,可以使學生的能力得到更好地提升,這種提升不同于教師直接灌輸的經驗,而是由平等地位的學生思想的碰撞、辨析,并在共享過程中最終形成對之前模糊概念的清晰理解,最終把自己在學習過程中建立起來的知識體系不斷補充完整,并最終完成對所學知識的意義建構。
難點一難點一:物理公式紛繁復雜,物理量多且難記對高一學生而言,之前涉及的初中物理問題,多以生活中常見的、簡單的物理現象為主,即使是一些較為復雜的現象,也基本轉化為淺顯的物理問題呈現給初中學生,學生只需簡單運用所學公式,即可輕松求解。而高中運動學單元所涉及的公式和規律很多,而且公式中涉及分數、分式、二次方、開方、比例關系式等,如果靠死記硬背,很容易搞混亂,學生使用時很容易出現張冠李戴的現象。22.難點二難點二:高中運動學問題以多過程運動為主高一運動學知識是高中物理的重要基礎之一,其內容主要是高中物理必修一第一章《運動的描述》和第二章《勻變速直線運動的研究》,是學生進入高中物理學習的第一道坎,本意是考慮到初中升高中后要掌握的內容中,運動學是人們在生活中常見的物理情景,相對來說更容易把形象的實物運動過程轉化成抽象的物理過程,而且學生在初中也學過勻速直線運動,所以銜接比較緊密,也遵循了循序漸進的教學原則,從而讓學生更容易理解高中物理運動學中的概念和知識。但是再形象的物體運動過程在轉化成物理過程時,除了需要掌握好基本的物理公式,更需要對整個運動過程進行分析和處理,并轉化為適當的物理情境和符號,運用相應的物理公式求解后,才能最后解決物理問題。而高一新生雖然經過了兩年的初中物理學習,但由于義務教育物理課程標準中的“課程目標”,只要求初中生對“多種多樣的運動形式、機械運動和力、聲和光、電和磁等內容”達到“認識”“了解”等相對淺顯的認知程度,初中生所面對的物理現象基本以直觀現象為主,物理過程相對簡單易懂,只需要記住基本的物理公式即可快速求解。同時學生為了應對初中物理考試,往往形成了較為簡單而固定的物理分析習慣——從題目找已知量,代入公式,通過數學計算求解,即能得到正確答案。所以高一學生在面對高中較為復雜的公式和概念以及物理過程時,往往手足無措,不知道運用多過程思維分析問題,只是習慣性地運用初中物理求解問題的方法,把題目中的已知量直接代入高中物理公式,只要意思正確就可以了,以下就是某同學的錯誤解法。[例1]一個物體在水平面上從靜止開始做勻加速直線運動,在第4秒內通過的位移為3.5m,則該物體運動的加速度多大?該生解答如下。解:設物體初速度為v0=0,時間t=1s,位移s=3.5m。由公式s=v0t+12at2得:3.5m=0m/s×1s+12am/s2×12s2求得:a=7m/s2正確解析:由s=12at2得第4s內位移等于前4秒內位移與前3s內的位移之差,故有:s=12a×42-12a×32=3.5(m),得a=1.0m/s2。以上錯誤解法在高一學生中比較常見,從設定物理量到解題思路,跟他們在解決初中物理題的過程非常相似,將相關的已知物理量代入基本物理公式,并很順暢地算出答案,看不出有何異樣,但是學生在對照答案時,卻茫然了,甚至很多學生看完解析后,也難以理解正確解法是什么意思。原因分析:主要是高一學生在解決運動學問題時,往往會先用自己在初中時慣用的解題手法,而很少思考物體的實際運動過程涉及的運動學知識,這樣常常導致求解錯誤,同時由于認知水平有限,基本還處在“初中認知能力”范疇,無法直接跳入較高的高中解題思維中(如圖1),只能寄希望于教師的講解,但高中教師在課堂教學中,往往會直接講授高中物理分析方法,讓學生自己慢慢適應新的解題思維方法,能力強的學生基本都能自行在兩個認知區間搭建好梯子,然后再慢慢揣摩教師所講授的知識,轉化成自己的方法,最后解出正確答案。但是對絕大多數學生來說,不具備這樣的能力,所以這些學生只能強行記住教師上課時教授的方法,當再遇到類似題目時,卻不會變通,只能生搬硬套,最后也只能是“四不像”的結果。因此,當教師預估到學生可能遇到的困難時,應設計好“支架問題”,從而在學生的學習過程中自然地、適當地提供類似于“腳手架”的幫助,使學生不斷完善知識結構,直至完成學習任務。
三、運用“支架式教學”解決高一運動學教學難點
為了解決第一個難點,設置的“腳手架”是分析公式特點,找到快速記憶公式的技巧,為學生降低學習難度,例如對四個運動學基本公式進行歸納。(1)a=vt-v0t或vt=v0+at(加速度公式、速度與時間關系)(2)s=v0t+12at2(位移與時間關系)(3)v2t-v20=2as(位移與速度的關系)(4)s=v0-vt2t(位移與平均速度關系)教師可以設置以下問題作為“腳手架”啟發學生。①以上公式中,涉及哪幾個不同的物理量?(初速度v0、末速度vt、時間t、加速度a、位移s)②而在每個公式中,是否五個物理量都用上了?(只需要四個量即可組成一個公式)③每個公式中有哪個物理量沒有用上?分析后,會總結出以下四個公式關系。(1)a=vt-v0t或vt=v0+at(無s)(2)s=v0t+12at2(無vt)(3)v2t-v20=2as(無t)(4)s=v0-vt2t(無a)通過以上支架,學生能相對容易地越過“最鄰近發展區”進入到“高中解題思維區”。嘗到甜頭的學生很快就興奮起來,從而引發更多的思考,此時,教師可進一步提出問題:“為何沒有v0的公式呢?”由于只是涉及公式的分析,還沒有進一步嘗試理解物體的運動過程,所以學生還很難找到無v0的公式。于是這里又涉及了第二個難點的突破。物體運動過程的分析與引導,這一過程往往被高中物理教師所忽略,多以自己講解過程為主,忽略了學生是學習的主體,希望學生看完教師的演示就能自己分析,這樣的跨度太大,所以教師需要再次搭建“腳手架”。還是以例1作為示范。這樣的分析,首先可以讓學生了解分析運動學問題的一般方法和步驟;其次在分析運動過程以及作運動草圖時,逐漸厘清題目中的每一個運動過程;第三根據選擇的過程區間不同,就有各自對應的五個不一定相同的物理量,只有配齊4個物理量后,才能列出對應的方程來,從而起到環環相扣的作用。當學生一步一步地通過教師設置的“支架”向上思索時,也就慢慢地形成了自己的解題方法和流程,此時再把“為什么沒有v0的公式”這個問題拋出來,讓學生討論,最終學生能發現:把運動過程倒過來(逆向運動法),把vt當成初速度則問題就迎刃而解了。
四、最后的總結
“支架式教學”在高一運動學教學中的應用,可以給剛進高中的高一學生在學習物理時很大的幫助,讓學生在教師的指導下逐步學會獨立分析問題和構建知識體系,并在與同學的相互學習和協作中找到自身在分析方面的問題,搭建起適合自己知識水平的“腳手架”,最終完善高一學生的物理學習方式,提高學習物理的興趣。
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作者:蔡威宏 單位:廣西河池市河池高級中學
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