以探究性变式系列实现课堂的生态价值|国家生态环境部官网

　　【摘要】具有探究性的课堂变式系列达成学生对物理知识的多角度、多方面、多层次的变式探索研究，不仅使学生牢固地掌握物理的基本技能知识，思想方法，增强学生的应变能力和创新意识，而且优化学生的思维品质，培养学生发现问题和解决问题的能力，实现课堂的生态价值。
　　【关键词】情境 变式 探究 生成
　　中国的传统的物理课堂教学一直致力通过变式教学由浅入深的有层次性推进，达成学生对同一概念，原理的多角度理解，对同一问题的多种解法，然而变式教学中教师的过度主导，过细铺垫不利于学生主动的，创造性的获取知识，正基于此，我国学生比西方学生有更扎实的基本知识和基本技能，而在解决实际问题和创新精神方面则稍逊一筹。大量研究表明探究性学习有助于培养学生创新精神和实践能力，但升学、课程、大班教学等诸多因素的影响，使探究性学习的成效大打折扣，那么在课堂教学中，我们在传统的变式教学中融入学生探究性学习的教学设计，使变式教学在保持必要的对双基教学落实的同时，充实进行学生自主探究发现的教学设计，培养学生的创新精神和实践能力，使两者互容互补，有机结合，从而体现课堂的生态价值，以“圆周运动”有关变式教学设计为切入点，谈谈这方面的具体做法。
　　系列一：概念的引入变式形成对概念本质属性的理解。
　　物理概念的一个基本特征是抽象性，但许多物理概念又直接来自具体的感性经验，因此，概念引入教学的关键是建立感性经验与抽象概念之间的联系。在圆周运动的线速度与角速度概念的教学设计中，
　　首先引导学生由图1观察A、B两点，哪
　　点运动得更快？如何比较这两点运动的快
　　慢？如何确立A、B两点的运动方向？
　　（学生会根据生活经验很快找到答案：B
　　点运动的快,相等时间内转过的孤长较长。
　　方向沿A、B两点的切线方向。）
　　由此得出线速度定义：做圆周运动通过的弧长△s和所用时间△t的比值。然后提出A、B两点还有什么特点或共同点吗？请学生用类比的方法对角速度下个定义，从而定义角速度，这个变式教学设计使学生的已有线速度的感性经验与新知识角速度之间建立了有意义的联系。它完成的难点在于——线速度的概念是：做圆周运动通过的弧长△S和所用时间△t的比值叫做线速度。而角速度定义是：运动物体与圆心连线转过的角度△a跟所用时间△t的比值称为运动物体的角速度。图1中A、B两点角速度相等。这个变式是否顺利完成，依赖于前面教学中的一点,对线速度的概念的教学是否使学生清晰地意识到确定线速度的两要素弧的长度及对应的时间，而角速度的确立是由运动物体与圆心连线转让的角度△a跟所用时间△t的比值。因此线速度的确立是弧长比△t，而角速度是弧长对应的角比△t，这样的教学设计使学生通过线速度，角速度两个概念变式之间差异与联系来把握概念的内涵与外延，因此，前面知识的落实关系到整个教学的成败。
　　系列二：多角度的巩固变式达成对概念的深度理解。
　　为了使学生更深刻地理解圆周运动的两个重要结论（同一传动，各轮边缘上线速度相等;同轴转动，轮上各点的角速度相等）。教师设计系列变式图2，引导学生判断图2中的线速度、图1中的角速度相等的点，这个变式图形的教学设计中，有来自生活中的实物，也有从生活中抽象出来的图形。这样可以激发学生学习的兴趣。从而形成对圆周运动的线速度、角速度概念的多角度的理解，使学生更准确的把握圆周运动概念的本质属性。
　　系列三：过程性变式达成对物理活动的有层次推进，构建有层次的知识系统。
　　概念性变式局限于将概念作为一个既成事实（确定对象）进行教学，而实际上每个概念或结论都有一个形成的过程。让学生体验这个过程，将有助于他们对概念本身的掌握。在园周运动获取两个结论的教学中，主要有以下困难：一是“结论”的提出，二是结论的证明，三是结论的应用过程，为解决这些难点，设计了利用一系列“过程性变式”进行多阶段铺垫，从而逐步形成结论。
　　铺垫一：通过图2、让学生观察皮带、齿轮传动各点的线速度变化，猜想它们之间关系。
　　铺垫二：由图1、引导学生从同轴转动轮上的各点找出它们之间有什么关系。
　　铺垫三：观察图3（这就是前面图1、图2两图的综合图）引导学生根据前面的两个铺垫找出a、b、c三点之间的关系。
　　圆周运动的两个结论建构经历了：一般图形找出典型图形（分类）——把典型图形转化为特殊图形（化归）的一个有层次推进的变式过程，使学生分步解决问题，遵循了学生的认知特殊，分化了教学难点，这样的教学设计使学生的学习沿着：观察——猜想——探究——改进——证明——归纳的动态的探索性，创造性的探究之路前行，遵循了学生的心理特点，学生在主动参与中获得知识，发展能力，更重要的是体会物理再发现，再创造的乐趣，它是变式教学与探究性学习结合的成功典范，有助于学生对结论的理解。
　　系列变式四：问题结构的变式提高解题能力。
　　物理问题解决的一条基本思路是“将未知的问题化为己知的问题，将复杂的问题化为简单的问题”（弗里曼等1985），但由于未知（复杂）问题与己知（简单）问题之间进行适当铺垫，作为化归的台阶，从而缩短两者的潜在距离，在圆周运动中的两个结论的应用习题中，例题见图4
　　教师根据前面的铺垫运用逆向，横向思维，通过从特殊到一般，从简单到复杂，学生从变式训练中培养问题意识，培养创新能力，提高解题能力。
　　回顾本节教学设计，通过创设的适当的“概念性变式”，让学生多角度地理解圆周运动两结论——由直观到抽象，由具体到一般，排除背景干扰，凸现概念的本质属性，利用适当的“过程性变式”形成圆周运动概念——帮助学生体验新知识是如何从已有知识逐渐演变或发展而来的，从而理解知识的来龙去脉，形成一个知识网络，这种有层次推进的变式用于概念的形成，问题解决和构建活动经验系统，可以帮助学生融会贯通，优化知识结构；圆周运动应用的习题的变式训练，可为教师提供对学生物理学习结果的反馈。总之，一系列的具有探究性的课堂变式系列达成了学生对物理知识的多角度、多方面、多层次的变式探索研究，不仅使学生牢固地掌握了物理的基本技能知识，思想方法，增强了学生的应变能力和创新意识，而且优化了学生的思维品质，培养了学生发现问题和解决问题的能力，实现了课堂的生态价值。
　　参考文献
　　［1］ 鲍建生，黄荣金，易凌峰，顾泠沅.变式教学研究,2003.1-3.
　　［2］ 刘爱军.创设探究性的课堂教学序列研究，首都师范大学硕士论文，2006.