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文理贯通 演绎与推理结合——听张鹉老师《万有引力定律及其应用》课堂教学有感

更新时间:2016-07-05

通常学科的教学都只重视学科内的知识,教师也都以本为本,让课堂教学独立于生活和社会之外,从而导致学科教学或多或少都有一些“偏颇”,实际上各个学科之间有着千丝万缕般的关系,如果能在一节课中,将人文与历史、推理与演绎等各种因素处理好,就能让学生在课堂中更加开拓视野、增长才干。近日通过福建基础教育网在线聆听了晋江市侨声中学张鹉老师的一节《万有引力定律及其应用》课之后,笔者深刻领会到一名优秀教师应具备的功底和素养,在他的课堂上,让学生获取到的不只是物理知识,而且获得了学科知识以外的科学推理能力、科学思想、人文知识等多方面的知识与能力。

一、课堂导入以“诗词”引路

物理学缘于哲学,本课的设计遵循哲学思想,通过中国古代《楚辞》《天问》来解读本课,生动且自然。从提出问题,到引导学生自主学习讨论思辨、教师的生动讲解,逐渐使学生建立起天体运动的模型,语言表达非常准确简洁。通过物理学史的讲解渗透了热爱科学的情感教育,“导、演、展、练、评”的教学模式得到很好的体现。通过学生生动的讨论互动,促进学生悟到万有引力定律得出的过程,及直观测量引力常量这个模拟度化,展示讲解非常有利于学生顿悟科学方法的力量。总而言之,张老师这堂课是“导、演、展、练、评”的示范课,以屈原《楚辞》里的《天问》为问题导学的方式,贯穿了整个讲课过程,讲课过程中始终以问题导学,在整个过程中引发学生深度思考,所以这是一堂引发学生深度学习的课堂。通过《楚辞》《天问》的设问,来研究人类为什么要研究天演论,动机是什么。通过学生的分组讨论、调研,引发学生的尝试思考,并进行展示。在这个过程中,物理学史贯串整个过程,且融入文科素养文理交融,培养了学生综合素质。张老师以其深厚的文学功底贯串于理科教学中,这是难能可贵的。

二、激发兴趣以“问题”引导

激发学生学习兴趣,是提高课堂学习效率的有效手段。本节课张鹉老师首先以六个问题的设问,为学生提供了本节课的教学流程及教学重点。

问题一、认知过程:在古代人们对天体运动的认识有哪几种学说?

表7显示的是普通教师心理健康的教段差异, 从健康均分可以看出,不同教段教师心理健康水平有显著差异(P<0.01),高中教师高于小学教师。从各因子得分看,除了在躯体化、强迫症状等两个因子上无明显差异(P>0.05)外,其它7个因子都有显著差异。其中在人际敏感、抑郁、焦虑、偏执、精神病性方面,高中教师显著高于小学教师(P<0.01, P<0.05);在敌对、恐怖方面,高中教师都显著高于小学和初中教师(P<0.01),初中教师和小学教师都没有显著差异。

方法是教学和学习最重要的内容。张鹉老师的这一堂示范课,教学目标、教学手段、教学方法等各方面都体现了“方法论”和物理学科思想。

问题四、科学思维:在推导万有引力定律过程中,做了什么样的近似处理?

图7(b)中墩柱均有耗能钢筋的参与,其中墩柱③,耗能钢筋部分裸露在外,墩柱的耗能能力以及抗侧力较墩柱①有明显的提升.滞回曲线饱满,耗能能力优异,滞回曲线中的各个滞回环界限分明,相邻滞回环的后一等级覆盖上一等级的滞回环.当加载位移达到100 mm时,局部节段墩柱间局部混凝土出现应力集中,应力迅速增加,墩柱的抗侧力稍有提升.墩柱④有现浇混凝土包裹耗能钢筋,耗能钢筋与现浇混凝土共同作用,使墩柱的抗侧力大幅提升,耗能能力明显提高.

问题三、万有引力定律:什么是万有引力定律?谁发现了万有引力定律?

展示得淋漓尽致。

问题五、应用范围:万有引力定律有什么适用条件?

Western蛋白印迹结果(图1)显示,PF-4708671 30 μmol·L-1作用于上述2种细胞后,p-S6蛋白表达水平显著降低(P<0.01),而p-AKT473蛋白表达水平显著上升(P<0.01),同时AKT总蛋白表达水平无明显差异(图1A,C)。表明S6K1抑制剂PF-4708671抑制上述2种细胞中S6磷酸化水平的同时能反馈激活AKT活性。

问题六、引力常量:引力常量谁测定的?用什么仪器?意义何在?

有了兴趣,还要用科学合理、新颖有效的教学方法引导学生进行思考与讨论,这方面张鹉老师又体现了很强的信息技术能力和素养。从太阳系各行星的运转,到卡文迪许扭秤实验的应用,生动的视频,课件PPT美观但不花哨,重点突出但不复杂,整个演示过程流畅,整个信息技术的运用恰到好处,不彰显,但对攻克整堂课的重点难点起了很大的作用。整堂课既体现了整个“导、演、展、练、评”的主架构,同时又让学生通过深度学习得到万有引力定律及常量如何测定的科学思维和论证方法,最后得到结论;而且还培养了学生如何认识物理学史,这也是今年考纲重点强调的问题,如何把物理学史在课堂中落实,考试中如何体现,这堂很好地落实了考纲中关于物理学史教学的问题。

三、演绎推理以“学史”贯串

对学生进行物理学史的教学,是培养学生物理学科核心素养的体现。张鹉老师通过这堂课来培养学生物理学科素养,让笔者觉得优秀教师应具备的几种基本素养。

我们今天从博物馆和遗址里看耀瓷八百多年的烧造历史,它们无声地堆积着,却又突兀地相互叠加涌动,仿佛争先恐后想要倾诉些各自的前尘往事。那些凹凸不平的纹路,有的甚至依然夹杂着大块的泥土。耀州青瓷的缘起缘灭,都已在止歇于这些裂痕深处。釉水不再流淌,它们静默在青瓷体内,与遥远的记忆抵牾抗衡。

首先,物理学科的核心素养有四个:物理概念、物理思维、实验探究、科学态度与责任。这堂课在物理概念教学中,从行星的轨迹,太阳与行星间的相互作用建立起了运动和相互作用的概念;从物理思维来说,具体包含模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新这四方面。第一,张老师通过物理学在天体抗衡方面的历程,培养了学生基本的思维能力;第二,通过椭圆近似于圆,日心说和地心说的对比,进行物理模型建构能力的培养;第三,通过第谷的观测、开普勒的质疑及牛顿万有引力的推导,体现了科学推理、科学论证和质疑创新的精神,尤其是开普勒对导师的质疑,进行论证,很好地向学生传导了不要迷信权威,敢于质疑创新的精神;在科学实验探究方面,具体体现在问卷提出、证据收集解释及交流,学生研讨这个环节在整个课堂实施中很好体现出学生的探究、合作与交流,而张鹉老师在这方面也及时给予解释与引导;第四,科学态度与责任,包含具体体现的是科学的本质、态度与伦理,简单理析出作为物理学科应该具备的正确态度和核心素养,从整个物理学史的探讨,从第谷、开普勒到牛顿都很好体现出物理学家或科学家应具体的科学态度和社会责任,自然能够很好展示如何通过物理教学培养学生物理基本核心素养。

其次,笔者从这堂课深深地感受到了作为一名物理特级教师的个人魅力和作为一位优秀物理教师具备的优秀物理素养。第一,语言素养。教师语言清晰简单,教态亲切自然,让学生处于愉悦的教学环境中;第二,数学素养。从椭圆到近似圆的推导,椭圆的画法,适时地补充了数学知识,体现了张老师深厚的数学功底;第三,课堂的计划、组织与实施,课堂中的设计,从引入到组织教学到最后的布置课后作业,很好地通过展演展练评五个环节把整个课堂有机地串联在一起;第四,创新与创造的问题。这堂课很好地将古代诗人《楚辞》《天问》结合西方学说,引经据典,整合在一起,体现了他的创新,让学生耳目一新,不仅上了物理课,而且还体现语文的文学素养。作为优秀的物理教师,最重要的素养是信息技术水平。张老师这堂课,从太阳系的行星轨迹运行视频播放、椭圆的画法到卡文迪许物理实验,用了很多个视频,能够很好地将课件和小视频有机整合在一起,使整个课程精彩纷呈。用物理学史贯串整个课堂的研究过程,尝试研究的结果,并不是空穴来风,学生有新的问题可以去尝试研究,从物理学史中的许多师生关系可以知道,你们可以站在巨人的肩膀上,可以超过老师的研究,科技科学的发展本身就是要一代胜过一代。这对学生的科学研究精神有了极大的鼓舞。

四、最终结论以“方法”获得

问题二、开普勒定律:开普勒行星运动定律的主要内容是什么?

1.教学目标明确切适中

在知识与技能方面,基本实现了学生对万有引力定律得出的思路和过程的了解,理解万有引力定律的含义,掌握万有引力定律的公式;掌握了任何物体间都存在着万有引力,且遵循相同的规律。在学习的过程与方法上,学生能根据前面所学内容推导万有引力定律的公式,以加深记忆,理解其内容的含义。在情感态度与价值观方面,通过学习认识和借鉴科学的实验方法,充实了学生的头脑,让他们能更好地去认识世界,提高科学的价值观。再者,通过逻辑推理体验其乐趣,提高了分析问题、解决问题的能力。

2.教学思路与方法得当

张老师的教学思路与非常明晰。本节课按“猜想—检验—结论”的顺序展开,在每一个过程都有大量的学史资料,要让学生在阅读中获取知识,注意培养学生深刻的洞察力、严谨的数学处理和逻辑思维。方法上注重发挥学生学习的主动性,课堂上善于引导学生进行讨论探究,适时指导阅读,掌握基本概念后再加以运用,实现了讲与练的有机结合。其课堂准备充分,自制多媒体课件在课堂教学中发挥出了应有的辅导作用,加深了学生对抽象的空间概念的理解。

3.培养学生建模能力

本节课完成了对整个研究过程的建模,建模过程主要集中在地心说到日心说到宇宙。地心说和日心说都有个绕着轨道运行的特点,实际测量是椭圆,但通过椭圆的特殊处理,也直接运用到了圆周,整个运用过程非常严密,特点非常突出,也展示了这堂课的魅力;第二建模是钮秤的由来,间隔一百年来后,钮秤在地面测量,钮秤的几个方面的应用也

正是由于人类具有好奇心这种原始的特质,儿童才会从不如蚂蚁蚯蚓的智力水准,发展到皮亚杰所述的能开始形式运思的前青年期,从而为适应文明,传承文明,做好了准备。⑤借此使儿童积累经验,促进他们的发展,使得儿童能更加适应不断发展的社会。

4.培养学生数学运用能力

本节课通过运用数学推导还原了整个万有引力的来源,打破了原来的学说:就是苹果砸到了牛顿的头引出了万有引力定律,而万有引力定律的来源并不是这么简单,而是必须要有充分的数学知识、数学模型、数学推理的能力,这个推理过程再加上大量测量的原始数据,这样建立起来的模型推导和演算才能得到万有引力定律,因为有这个原始数据和科学的建模,使推导出来的数据要在地面上测量出来,要一百零几年的时间才能测量出来,而且两个数据非常吻合。

术前,两组血小板聚集率比较无显著性差异;术后2 h、1 d、1周,两组血小板聚集率均有所下降(P<0.05);且观察组血小板聚集率均低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05),见表1。

5.为学生提供展现机会

课堂上给学生一个展示的平台,让学生真正思考下来,进入深度学习。张老师运用他成熟的信息技术,真正把信息技术与课堂融合起来,能够把学生的整个思维在视频动画中展示在思考中,体现了他个人的素养和特有魅力,这也是特级教师特有的魅力。

一点小建议,如果这堂课运用现在技术与现代中国航天技术,尤其与天空理论结合起来,就是一堂从古代到近代中国的贡献作为收尾的课,就更加完美了。

赵山渡引水渠系工程自2001年6月投入试运行以来,已运行达17年,运行期间,2005年12月进行了一次停水大检修,2010年6月渠系南干渠进行了一次停水检修[3]。为保证渡槽安全运行,采用碳纤维贴片方式,进行了整体防渗补强加固施工。

总而言之,听了张鹉老师这堂课,笔者感觉受益匪浅。本节课很好地体现三维目标在物理课堂的落实,是一堂很精彩的文理交融的物理学史教学示范课。

叶晓青
《福建基础教育研究》2018年第04期文献

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