依学定教,注重反思,打造生态高效课堂

摘 要：运用生态高效课堂理念，对《功》这一节经典的概念课重新设计并实施教学，对教学实践中存在的问题进行针对性的反思，提出了当前实施生态高效课堂教学应该注意的问题。

关键词：功；教学设计；反思

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）9（S）-0076-4

新课程实施的这几年，以学生为本的理念虽然深入人心，教师的课堂“热闹异常”， 教师与学生在课堂上也“平等互动”，但是大量不痛不痒的“鼓励性”的评价，“为活动而活动”的探究，教师牢牢“hold”住学生学习的现象依然充斥着课堂，很少能真正倾听学生心声，关注学生需求和发展。生态高效课堂正是以新课程标准为依据，通过自主、合作、交流、探究等学习和实践活动，让课堂真正达到“三维目标”的三位一体和有机统一，并矫正教育教学中的浮躁、肤浅、低效现象，真正“依学定教”，使课堂回归到学生的“学”，达到生态、高效、和谐。

1 设计思路

遵循生态高效课堂要关注学生生命历程和价值体验，要注重实现课堂教学效果的最大化、最优化的原则，本节课的设计围绕为什么要引入功？如何定义功？怎样计算功？正负功的意义？怎样计算合力的功这五个问题，通过三个情境性的探究问题，采用独立探究，小组探究，师生共同探究的方式，逐步引导学生在讨论、展示、反馈的课堂互动过程中，建构起对“功”的新认识。

2 教学过程

2.1 为什么引入功

播放“歼15”着舰（图1）视频，并提问，“歼15”着舰后为什么能迅速停下来？

投影问题：

（1）三幅图中物体什么能量发生了变化？

（2）物体能量变化的原因是什么？

（3）能量变化过程中有哪些共同的特征？

设计意图：通过视频和图片，迅速唤醒学生的旧知，在问题的思考中让学生重新建立起功与物体能量变化的联系。

展示图片：推车不动，光滑冰面上靠惯性滑动的物体，顶罐匀速奔跑（图3）。

出示问题：

（1）以上情境中，力对车、陶罐、滑块做功了吗？为什么？

（2）车、陶罐、滑块的能量是否发生变化？

（3）从以上两组图片的物理情境中，你能总结出做功的必要因素吗？

设计意图：通过问题串，进一步强化功和能的联系，为引出功以及做功的两个必要因素做准备。

简要实录：学生讨论后归纳出做功的两个必要因素，教师及时指出：功是力对空间的累积效应，做功离不开力和物体在力的方向上发生的位移。物体在力的作用下能量发生变化，这个力一定对物体做了功，功与能是紧密联系的两个物理量，为了进一步研究能这个更广泛的概念，本节课继续学习功。

2.2 如何定义功

展示图片：蒸汽机及法国科学家——科里奥利（图4）。

布置任务：功的表示符号源于英文单词“Work”，功的概念是如何建立起来的？请大家阅读教材进行了解。

师（概括）：功的概念起源于早期工业革命的需要，是为了比较蒸汽机的效率，在实践中引入的物理量。19世纪初期法国人科里奥利明确地把作用力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做“功”。

设计意图：让学生追溯历史，理解物理概念引入的必要性和必然性。

2.3 怎样计算功

特殊情景1（起重机竖直吊起重物）：力与位移垂直：W=0。

特殊情景2（起重机水平移动重物）：力与位移平行：W=FS。

独立自主探究1：力F与位移L成α角，W=？

播放视频：小孩拉箱子水平移动（图5）。

出示问题：在这个实际问题中，箱子有一定的体积，小孩对箱子的力既不与位移垂直，也不与位移平行，该怎样去研究拉力对箱子做的功？

简要实录：（师提示）将箱子简化成质点，设手对箱子拉杆的力沿杆，大小为F，与水平方向成α角，箱子的位移为L，简化模型如图6。学生通过分解F（或S）转化为熟悉的情景，顺利得出结论：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦这三者的乘积，即W=FLcosα。

设计意图：让学生体验物理问题源于生活实际，进一步激发学生解决实际问题的兴趣，并渗透“抓主要因素，忽略次要因素”这一处理实际问题的方法。

对公式W=FLcosα的理解：① 注意α的确切含义；②适于恒力做功；③功是过程量；④力对物体做功只与F、L、α三者有关，与物体的运动状态等因素无关。

2.4 正负功的意义

练习：下图7、8表示物体在力F的作用下沿水平面发生一段位移L，设两种情形下力和位移大小都相同：F=10N，L=2m，角α的大小如图7、图8所示。请计算这两种情形下力F对物体做的功。

简要实录：学生计算出结果后，（师指出）力对物体做的功出现了负号，负号到底有没有意义？如果有意义，+10J和-10J的功表示功的方向相反吗？或者表示+10J比-10J做功多吗？请同学们从负号的来源和力对运动的作用效果两个角度来讨论分析，并把结果记入下表1。

小组合作探究2：正功、负功的意义。

简要实录：生（代表小组展示）：功的正负来源于力与位移的夹角α，力对物体做正功时，该力促进了物体的运动，表示动力做功；力对物体做负功时，该力阻碍了物体的运动，表示阻力做功；师（小结）：功的正负只表示做功的力是动力还是阻力，不表示方向。当然不能说+10J和-10J表示功的方向相反；作为量度能量转化多少的物理量，+10J和-10J的功自然相等，功的正负只表示通过动力做功转化还是阻力做功转化。可见，功的正负既不表示方向也不表示大小，所以功是标量。

联系实际：请同学们想想日常生活中有哪些力对物体做负功的实例？学生列举出：顶风前行，搬起书本（图10）等例子，教师引导得出：某力对物体做负功，也可以说是物体克服该力做正功（绝对值），即功的正负也是借以反映谁对谁做功的标志。

设计意图：让学生从身边的实例中体会负功，也可以说是物体克服该力做正功（绝对值）。

2.5 合力功的计算

师生共同探究3：合力功的计算。

例题：如图11，一质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成θ=37°斜向上的拉力F=500N，在水平地面上移动的距离L=5m。物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N，sin37°=0.6，cos37°=0.8。计算该过程中，力对雪橇做的总功。

出示问题：

（1）雪橇受哪些力（引导学生受力分析，建立良好的解题习惯）？

（2）能否将多个力转化为一个力？用什么方法转化？怎样计算合力对物体做的功？

（3）根据力的分解的等效性，能否计算出各个力对物体做的功进而求出力对雪橇做的总功？

（4）对比两次计算结果，我们可以得到什么结论？

结论：计算合力功 （总功）的方法：

① W合=W1+W2+W3+···；

② W合=F合Lcosθ。

设计意图：通过问题引导学生用求合力以及等效的方法，分别计算出合力的功，归纳出求合力功的两种方法，得出功的运算不满足矢量合成法则。

师：请一位学生归纳本节课所学知识（师简要补充）。

出示问题：你能否运用本节课学习到的知识，计算出“歼15”着舰过程中阻拦索对它做的功？

简要实录：生（面露难色）。师追问，大家遇到的困难是什么？生（不知道阻拦索对“歼15”的力是恒力还是变力）；师肯定后指出，要计算功，需先明确该力是恒力还是变力，公式W=FLcosα只适用于恒力做功的情形。如果是变力，能否将变力转化为恒力呢？能否利用“歼15”的能量变化去确定阻拦索对“歼15”所做的功呢？课下请大家相互讨论。

设计意图：通过让学生利用所学知识尝试解决实际问题，暴露出学生应用知识过程中的问题，并进一步渗透转化思想，突出功是能量转化的量度这个教学主线，为变力功的计算埋下伏笔。

3 教学反思

教育专家李炳亭形象地称高效课堂为：“知识的超市、生命的狂欢”，这与生态课堂要以“学生为本，关注每一个学生生命形态的呈现、展开和变化”成为实施生态高效课堂的原则。即，课堂除了要为学生提供体现自主性、选择性、差异性的多层次知识，要使不同层次的学生都能在课堂有所展现，能使他们不同程度的收获成功的体验，还要通过优化教学设计和教学活动，正确处理好各种生态关系，以达到生态、优质、高效的目标。反思以上的教学实践，还有几点想法和大家一起交流。

3.1 内容拓展应注意适度性

生态高效课堂要求协调好主体与主导、知识与能力、预设与生成的关系，保持好同化与顺应之间的生态与平衡，不超越学生的生理、心理和认知能力去随意拓展。

在推导W=FLcosα时，许多学生采用了分解F的办法，很少想到分解L，此处教师还要不要引导学生进行分解位移的拓展？个人觉得既然学生没想到，说明分解位移还处于学生思维的远端。与其直接告诉力和位移都是矢量，也可以分解位移进行推导，不仅显得突兀，学生印象也很难深刻。倒不如根据学生基础，要么避而不讲，要么注意引导的方式，可以让学生对照功的两个必要因素去审视分解F的推导，自然会想到也可以分解位移，还可以加深对做功的理解。

另外，W=FLcosα理解环节的处理，教材（包括教参）没有明确规定该讲哪些，这里重点是针对公式中各物理量的含义，让学生明确公式的适用条件。过度的强调和补充会让学生感到公式难以掌握，建议后期练习过程中通过典型例题针对性处理。

3.2 学生活动要体现层次性

生态高效课堂更注重学生的主体发展，突出学生在课堂上的能动性、创造性，以培养个性健全的人作为生态课堂的终极目标，这就要求教师时刻关注学生的学习方式。本节课采用“自主探究，小组合作，师生共议”的教学模式，对于功的引入、一般表达式的推导放手让学生自己解决；对于正负功的含义，发挥小组力量，集思广益，让学生在彼此思维的碰撞中产生共鸣，最后经由教师的点拨达成共识；例题的处理考虑到教学时间关系，加之问题本身难度较大，主要由教师利用问题引导，在师生互动中因势利导地得到解决。

3.3 情景创设须注意合理性

生态高效课堂要求通过营造真实、多样的教学情境，激励学生全身心投入学习活动，去经历和体验知识形成的过程。在选取探究功的表达式的情景时，舍去了牛拉犁这个远离现在北方学生生活体验的场景，为了便于和教材的情景衔接，最终在拖把擦地和手拉行李箱情境中选择了后者。理解负功的意义时，引导学生从生活实际出发，列举手拉弹簧、搬书举高、逆风前行等情景，让学生感到物理就在身边，整节课学生的学生情绪都很高。

3.4 问题设计要具有探究性

“疑为思之始”，从“疑”入手，通过追疑、思疑、释疑的过程，能激发起学生主动学习、主动探索、主动创造的探究动力，从而使学生的本真状态得以发挥，使教学真正具有生态课堂的教学标志——生命力。在处理教材例题环节，将合力功的求解细化为问题串，通过层进的问题引导学生思路，让学生“跳一跳就能摘到桃子”，在不断收获成功体验的同时能保持积极的学习激情而将探究过程进行下去。课堂小结后的拓展提问，让学生想办法计算“歼15”着舰过程中阻拦索做功，一方面呼应课前的情景设置，又总结和提升功的计算。教师开始也觉得该问题较难，但通过询问学生困难所在，把困难转化为对思路的引导和对问题理解的深化上，收到了不错的效果，这也是教学实践时意外的收获。

总之，课堂实践是生态高效课堂实施的重要途径，我们必须正视并反思实践过程中碰到的各种问题，在实践中尝试，在反思中提高，使教师、学生、教学活动和环境这些元素有机渗透、高效融合、和谐共存，使课堂这个特殊的生态系统真正成为学生心灵自由放飞、智慧茁壮成长的沃土，让教育教学真正因学生的成长和发展而精彩。

参考文献：

[1]李尚仁.高中物理新课程标准教师读本[M].武汉：华中师范大学出版社， 2006.

[2]孙芙蓉.课堂生态研究[M]. 杭州：浙江大学出版社， 2013.

[3]李炳亭.高效课堂22条[M]. 济南：山东文艺出版社， 2012.

[4]张必忠.中学生态课堂建设的实践研究[M]. 南京：南京师范大学出版社，2013.

[5]李森.课堂生态论：和谐与创造[M].北京：人民教育出版社，2011.

（栏目编辑 邓 磊）

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