五星教学模式在高中物理教学设计中的应用

杨雨其　彭朝阳

(云南师范大学物理与电子信息学院,云南　昆明　650500)



·教学研究·

五星教学模式在高中物理教学设计中的应用

杨雨其彭朝阳

(云南师范大学物理与电子信息学院,云南昆明650500)

摘要：“五星教学模式”由五个教学环节构成,它将一组知识技能的掌握置于完整的任务中,既见整体,又见局部.本文以人教版高一物理必修1中“自由落体运动”的教学设计为例,将“五星教学模式”的五个阶段应用其中,以达到有效教学的目的.

关键词：五星教学模式;高中物理;教学设计;自由落体运动

1引言

当代著名教学设计理论家、教育心理学家梅里尔认为不同教学模式虽然在设计方式上有所不同,但是它们之间有共通性.为此他博众家之长,汲取十余种不同的教学理论提出了一组相互关联的教学模式,即“五星教学模式”.“五星教学模式”是教学设计有序性与整体性的成功结合,是将整体知识技能置于每个阶段的任务中,根据每个任务的特征进行针对性教学.由于物理学科本身的逻辑性和整体性,将“五星教学模式”应用于物理教学设计中,可以兼顾有序教学和整体教学的优势,使物理教学既能环环相扣、层层相依,又能做到系统完备、统揽全局.

“五星教学模式”由五个环节构成:聚焦问题、激活旧知、示证新知、尝试运用和融会贯通.首先要让学习者介入到解决生活问题的情景中，其次要在教学中激活相关的旧经验来促进学习，其三在教学中展示论证所学知识，其四要求学习者尝试运用知识或技能解决问题，最后学习者要将所学知识技能运用到日常生活中并达到学以致用、融会贯通的效果.正如浙江大学盛群力教授所说:五星教学模式有其独特的魅力和优势,它将一组知识技能的掌握置于完整的任务中,既见整体,又见局部,将系统化设计的理念发挥得淋漓尽致.

2实例展现

2.1自由落体教学设计框架

本文设计内容选自高一物理“自由落体运动”，教学设计框架如图1.

图1

2.2学情分析

2.2.1认知分析

高一新生处于从初中向高中转变的过渡期,抽象逻辑思维处于迅速发展阶段,具有一定的抽象概括能力.该阶段的学生善于想象,求知欲和好奇心强,有一定的动手能力和学习能力,但普遍感觉物理学习困难,部分学生对物理学习存在一定的畏惧心理.

2.2.2起点能力分析

学生已学习了匀变速直线运动的相关知识、已掌握打点计时器的用法、已有纸带分析的学习基础.因此,通过实验现象,学生易得出自由落体运动的性质.通过数据分析,学生易计算出下落的加速度.但是由于学生受日常经验的影响,形成“生活中的落体运动即自由落体运动”、“物体越重下落越快”的错误概念,对正确建立自由落体运动这一模型产生了较大的影响.

2.3内容分析

2.3.1教材分析

自由落体运动在内容的设置上起着承上启下的作用.本节是学生学习了匀变速直线运动后学习的内容,初步探讨了用力的基本观点研究运动的方法,是下一章牛顿运动定律的序幕.自由落体运动是一种理想化模型,教学时要引导学生从日常生活经验出发,通过实验逐步解决问题,让学生自主探究得出结论,体会用科学实验探究自然规律的方法.

2.3.2教学重、难点

自由落体运动的条件及定义、自由落体运动的性质和运动规律.

2.3.3三维目标

(1) 知识与技能:理解自由落体运动的条件和定义;掌握自由落体运动的规律,能用匀变速直线运动的规律解决自由落体问题;知道自由落体运动加速度的大小和方向.

(2) 过程与方法:通过一系列探究实验,让学生从实验现象中分析归纳出自由落体运动的条件和定义;通过处理实验数据,定量分析自由落体运动的加速度;引导学生总结出自由落体运动的性质和规律;将自由落体运动与实际生活相联系,达到学以致用的目的.

2.4基于五星教学模式的教学设计

2.4.1聚焦问题

苹果与树叶同时下落,苹果先落地是否说明物体越重下落越快？

2.4.2激活旧知

2.4.3示证新知

连环杀人案被媒体曝光之后，全城轰动，警察的调查也不再遮遮掩掩了。罗恬和陈洋都被请去警局问话。罗恬没想到，案子终是把杜朗牵涉进来。

生活中有很多类似苹果、树叶下落运动的例子,这些下落运动是否都是物体越重下落得越快？用硬币和纸片从同一高度静止开始同时下落,观察下落速度来得出结论(如表1).

表1　硬币和纸片探究实验

师:分析实验现象,物体下落的快慢与物体质量(轻重)有关吗？

生:物体下落的快慢与物体质量(轻重)无关.

师:那么物体下落快慢还与哪些因素有关？

生:物体下落受空气阻力影响.

师:根据硬币和纸片的实验现象,猜想如没有受到空气阻力,不同物体下落的快慢是否都相同？(演示牛顿管实验.)

表2　牛顿管实验

师:我们将这种在真空中无初速度下落的运动叫自由落体运动,大家根据实验过程和实验结论总结一下自由落体运动的条件和定义.

生:自由落体运动的条件是物体只受重力,初速度为零;自由落体运动的定义是物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动.

师:从牛顿管实验我们可以得出自由落体运动是变速运动,那么,自由落体运动是匀变速运动吗？类比前面学过的探究速度、加速度与时间关系的实验,我们可以用什么方法来判断自由落体的运动性质？

生:可以用打点计时器.

师:根据hn-hn-1=aT2,测得hn-hn-1的值,就可以求得自由落体运动的加速度a大小,若a是一个常数,自由落体运动就是匀变速直线运动.

表3　运用打点计时器数据记录

根据表3数据计算出h2-h1、h3-h2、h4-h3、h5-h4、h6-h5、h7-h6、h8-h7和对应的加速度a的值.

师:我们可以得出自由落体运动加速度的值等于本地重力加速度大小,约为9.8m/s2,用符号g表示.请同学阅读课本自由落体一节,思考自由落体加速度在任何地方大小都一样吗？方向如何？

学生:自由落体加速度大小从赤道向两极逐渐增大,方向竖直向下.

2.4.4尝试运用

师:自由落体运动的性质是初速为零的匀加速直线运动.前面学过的匀变速直线运动的基本公式和推论是否适用于自由落体运动？在自由落体运动中,如果物体下落的位移用h表示,自由落体运动的基本公式(运动规律)在这里可写成什么形式？

2.4.5融会贯通

师:在实际中,物体下落都要受空气阻力的影响.但是只要空气阻力远小于重力,物体的下落也可看作自由落体运动.在物理实验中我们常常采用这种抓住主要因素、忽略次要因素的方法来研究问题.请同学举出生活中可以看作自由落体运动的例子.

生:如前面实验中硬币、金属片、纸团的下落，生活中钢球、房檐水滴等的自由下落都可以看作自由落体运动的例子.

3总结

整个教学设计运用“五星教学模式”符合学习者心理发展要求,保证了课堂教学循序渐进、有条不紊地进行,达到了有效教学的目的.

本教学设计首先提出了本节课的问题:为什么苹果和树叶同时下落,苹果比树叶下落得快？用生活中的例子引发同学的思考,调动学生的学习积极性;然后根据学生已有的发展水平复习匀变速直线运动的相关知识,为提出自由落体运动做铺垫;其次运用有趣的演示实验让学生自己归纳总结自由落体运动的条件和定义;随后利用打点计时器测得的实验数据，定量算出自由落体运动加速度的大小,引导学生总结出自由落体运动的性质和运动规律;最后提出物理实验中的抓住主要因素、忽略次要因素的方法,将自由落体运动与实际生活相联系,列举出生活中可以看作自由落体运动的例子,引导同学积极思考解决生活中常见问题,巩固已学知识.

参考文献：

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