基于深度學(xué)習(xí)的情境化教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】本文以情境化的教學(xué)設(shè)計(jì)，將深度學(xué)習(xí)教學(xué)路徑落實(shí)在“滑輪”課堂學(xué)習(xí)中，從而對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展起到積極作用。學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐和不斷探索，為切實(shí)提高課堂教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的育人功能，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，提供了操作路徑。李春密教授等將初中物理深度學(xué)習(xí)界定為：“在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的物理學(xué)習(xí)主題，全身心參與以生活實(shí)際情境和物理實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)及情境互動(dòng)，從形成物理觀念的視角，運(yùn)用模型建構(gòu)與推理論證等科學(xué)思維方式，解決真實(shí)問題，體驗(yàn)成功，獲得物理學(xué)科核心知識(shí)，理解物理學(xué)習(xí)的過程，把握物理學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、高級(jí)的社會(huì)性情感、積極的態(tài)度、正確的價(jià)值觀，在物理學(xué)科核心素養(yǎng)方面獲得全面發(fā)展，成為具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力、基礎(chǔ)扎實(shí)的優(yōu)秀學(xué)習(xí)者?！薄娟P(guān)鍵詞】深度學(xué)習(xí)；情境化教學(xué)；滑輪深度學(xué)習(xí)教學(xué)方式以創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境為起點(diǎn)，以情境引問題，以問題導(dǎo)探究。情境化教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)優(yōu)化情境，激起學(xué)習(xí)者熱烈的情緒，把情感活動(dòng)與認(rèn)知活動(dòng)結(jié)合起來。這將激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)投入，同時(shí)又增進(jìn)學(xué)生的科學(xué)理解。筆者對(duì)物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第十二章第2節(jié)“滑輪”進(jìn)行了情境化的教學(xué)設(shè)計(jì)。一、情境設(shè)置【情境1】觀看視頻“中國的世界第一吊”，引出學(xué)習(xí)主題——滑輪?！厩榫?】爭(zhēng)做神氣“升旗手”：各小組利用提供的器材，模擬升旗儀式，把“旗子”升到“旗桿”頂部。通過活動(dòng)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)滑輪，體驗(yàn)滑輪的優(yōu)點(diǎn)?！厩榫?】觀看視頻“歷史長河中的滑輪”，知道滑輪的作用，并感受中國古代勞動(dòng)人民的智慧。【情境4】尋找生活中的滑輪——旗桿頂部、晾衣架、健身器材、起重設(shè)備等。【情境5】對(duì)比用滑輪提升重物時(shí)，兩種不同的組裝方式，認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪?！厩榫?】問題情境：使用定滑輪有什么好處呢？引導(dǎo)學(xué)生探究定滑輪的作用?！厩榫?】問題情境：使用動(dòng)滑輪有什么好處呢？引導(dǎo)學(xué)生探究動(dòng)滑輪的作用。【情境8】問題情境：為什么定滑輪不省力，而動(dòng)滑輪省一半力？【情境9】觀看視頻“他拉起自己，點(diǎn)燃了北京殘奧圣火”，布置課后作業(yè)：畫出輕松拉起自己的設(shè)計(jì)圖。二、教學(xué)活動(dòng)【情境1】觀看視頻“中國的世界第一吊”，引出學(xué)習(xí)主題——滑輪。設(shè)計(jì)意圖：激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，同時(shí)視頻中有杠桿和滑輪，承上啟下，啟發(fā)學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)新課學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）【情境2】爭(zhēng)做神氣“升旗手”：各小組利用提供的器材，模擬升旗儀式，把“旗子”升到“旗桿”頂部。通過活動(dòng)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)滑輪，體驗(yàn)滑輪的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)意圖：通過開放性的活動(dòng)設(shè)置，讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)“升旗”過程，在體驗(yàn)、對(duì)比和交流過程中領(lǐng)悟到發(fā)明滑輪的必要性，初步認(rèn)識(shí)滑輪，了解滑輪的優(yōu)點(diǎn)。（科學(xué)思維、物理觀念）教學(xué)建議：1.為各組提供一個(gè)帶有橫桿的鐵架臺(tái)（模擬旗桿）、一個(gè)鉤碼（模擬旗子）、一條細(xì)線、一個(gè)滑輪?？梢允褂貌糠制鞑模梢允褂貌煌姆椒?，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)寬松的活動(dòng)空間和較充裕的時(shí)間。2.學(xué)生易于設(shè)計(jì)出四種不同的“升旗”方法：直接手提、細(xì)線繞過橫桿提拉、使用滑輪向下拉和使用滑輪向上拉。使用希沃同屏技術(shù)及時(shí)展示學(xué)生的“升旗”方法。3.引導(dǎo)分析：哪一組是合格升旗手？第一種和第四種用力方向向上，因?yàn)樯焓植荒苷驹谄鞐U頂端升旗，故不是好辦法；第二種和第三種方法分別用橫桿和輪改變了用力的方向，向下用力，站在地面即可完成升旗，但第三種更好，因?yàn)橛袀€(gè)繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子，變滑動(dòng)為滾動(dòng)，減小摩擦力，使“升旗”變得更容易。4.引出滑輪概念：周邊有槽，可以繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子。5.在“升旗”情境下，通過以上活動(dòng)，學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)并聯(lián)系以前知識(shí)，自發(fā)認(rèn)識(shí)到創(chuàng)造滑輪的必要性，感嘆人們?cè)谏钪刑N(yùn)含的智慧?！厩榫?】觀看視頻“歷史長河中的滑輪”，知道滑輪的作用，并感受中國古代勞動(dòng)人民的智慧。設(shè)計(jì)意圖：通過觀看麥積山使用滑輪搬運(yùn)佛像的視頻，讓學(xué)生感受我國古代勞動(dòng)人民用智慧創(chuàng)造的奇跡。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）【情境4】尋找生活中的滑輪——旗桿頂部、晾衣架、健身器材、起重設(shè)備等。設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生學(xué)會(huì)細(xì)心觀察，并體會(huì)到物理并不陌生，物理來源于生活，物理就在我們身邊。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)建議：學(xué)生主動(dòng)尋找，教師配合展示相關(guān)圖片?！厩榫?】對(duì)比用滑輪提升重物時(shí)，兩種不同的組裝方式，認(rèn)識(shí)定滑輪和動(dòng)滑輪。設(shè)計(jì)意圖：通過直觀對(duì)比，幫助學(xué)生建立定滑輪和動(dòng)滑輪的概念。（物理觀念）教學(xué)建議：1.PPT展示定滑輪和動(dòng)滑輪提升重物的動(dòng)態(tài)對(duì)比圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察用滑輪提升重物時(shí)，兩種組裝方式有何不同。2.通過體驗(yàn)，使學(xué)生明白，使用時(shí)滑輪的軸固定不動(dòng)的是定滑輪（如旗桿頂部、晾衣架、健身器材三幅圖中的滑輪），滑輪的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)的被稱作動(dòng)滑輪（如起重設(shè)備圖片中的滑輪）。3.引導(dǎo)分析：通過前面的活動(dòng)我們知道定滑輪和動(dòng)滑輪都可以提升重物，但又有不同，旗桿頂部的定滑輪可以改變用力的方向，但動(dòng)滑輪似乎不可以。關(guān)于定滑輪和動(dòng)滑輪，同學(xué)們還想知道什么呢？聯(lián)系杠桿知識(shí)，滑輪省力嗎？費(fèi)距離嗎？接下來我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想?！厩榫?】問題情境：使用定滑輪有什么好處呢？引導(dǎo)學(xué)生探究定滑輪的作用。設(shè)計(jì)意圖：通過小組合作探究，體驗(yàn)物理探究的過程，讓學(xué)生在數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上得出結(jié)論，鍛煉學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展。（科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)建議：1.小組合作，使用鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、刻度尺、鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材研究定滑輪的作用，并記錄數(shù)據(jù)。建議組員分工明確，提高測(cè)量效率。2.學(xué)生同步測(cè)量s和h是個(gè)難點(diǎn)，教師注意引導(dǎo)。3.使用希沃授課助手，可以實(shí)時(shí)控制PPT以及展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果。4.學(xué)生處理數(shù)據(jù)，嘗試得出結(jié)論：使用定滑輪不省力，不省距離，但可以改變力的方向。5.學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)，教師在黑板磁吸一個(gè)定滑輪用于演示s=h（如圖）。6.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行誤差分析：彈簧測(cè)力計(jì)自重的影響，摩擦阻力的影響，難以勻速拉動(dòng)等?！厩榫?】問題情境：使用動(dòng)滑輪有什么好處呢？引導(dǎo)學(xué)生探究動(dòng)滑輪的作用。設(shè)計(jì)意圖：通過小組合作探究，體驗(yàn)物理探究的過程，讓學(xué)生在數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上得出結(jié)論，鍛煉學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展。（科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）教學(xué)建議：1.同樣小組合作，使用鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、刻度尺、鉤碼等實(shí)驗(yàn)器材研究動(dòng)滑輪的作用，并記錄數(shù)據(jù)。建議組員分工明確，提高測(cè)量效率。需提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中豎直向上勻速拉動(dòng)繩端。2.學(xué)生同步測(cè)量s和h依舊是個(gè)難點(diǎn)，教師注意引導(dǎo)。3.使用希沃授課助手，可以實(shí)時(shí)控制PPT以及展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果。4.學(xué)生處理數(shù)據(jù)，嘗試得出結(jié)論：使用動(dòng)滑輪省力，但費(fèi)距離，且不可以改變力的方向。5.學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)，教師在黑板磁吸一個(gè)動(dòng)滑輪用于演示s=2h。6.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行誤差分析：動(dòng)滑輪自重的影響，摩擦阻力的影響，難以勻速拉動(dòng)等?！厩榫?】問題情境：為什么定滑輪不省力，而動(dòng)滑輪省一半力？設(shè)計(jì)意圖：滑輪是建立在學(xué)生學(xué)習(xí)了杠桿知識(shí)之后，對(duì)簡單機(jī)械的延伸，通過對(duì)定滑輪和動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)的分析，使學(xué)生把杠桿和滑輪知識(shí)聯(lián)系起來，加深理解。（科學(xué)思維）教學(xué)建議：1.對(duì)滑輪的實(shí)質(zhì)，特別是動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)的理解難度較大，對(duì)學(xué)生有一定的挑戰(zhàn)性。除了分析，還要通過體驗(yàn)和自制器材演示等形象化教具，變抽象為直觀，幫助學(xué)生理解。2.分析為什么定滑輪不省力時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生把定滑輪想象成一個(gè)吃胖了的杠桿，固定不動(dòng)的圓心為支點(diǎn)，動(dòng)力臂和阻力臂都是圓的半徑，所以定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿，故不省力。PPT中通過動(dòng)畫展示定滑輪的杠桿五要素，幫助學(xué)生理解。同時(shí)，通過理論分析和現(xiàn)場(chǎng)演示，讓學(xué)生理解豎直向下拉和斜向下拉時(shí)，拉力不變。3.分析為什么動(dòng)滑輪省力時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生也把動(dòng)滑輪看做一個(gè)吃胖了的杠桿。通過自制教具演示（如圖），讓學(xué)生明確動(dòng)滑輪沿繩子向上爬升時(shí)支點(diǎn)的位置，進(jìn)一步分析得出動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)——?jiǎng)恿Ρ凼亲枇Ρ鄱兜氖×Ω軛U。PPT中通過動(dòng)畫展示動(dòng)滑輪的杠桿五要素，進(jìn)一步幫助學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，通過理論分析和現(xiàn)場(chǎng)演示，讓學(xué)生理解豎直向上拉動(dòng)才省一半力，若斜向上拉時(shí)，動(dòng)力臂變小，動(dòng)力變大?！厩榫?】觀看視頻“他拉起自己，點(diǎn)燃了北京殘奧圣火”，布置課后作業(yè)：畫出輕松拉起自己的設(shè)計(jì)圖，下節(jié)課交流、實(shí)踐。設(shè)計(jì)意圖：有趣又激情澎湃的視頻，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)又為滑輪組的學(xué)習(xí)做好鋪墊。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任、科學(xué)思維）教學(xué)建議：布置作業(yè)時(shí)提示學(xué)生，單獨(dú)一個(gè)定滑輪或者一個(gè)動(dòng)滑輪能夠輕松把自己拉起來嗎？如果不能，應(yīng)該怎么做？三、結(jié)語初中物理深度學(xué)習(xí)，通過科學(xué)探究及情境互動(dòng)，積極參與挑戰(zhàn)性任務(wù)，