建構主義下的中職物理教學設計

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摘要：隨著科學的進步和課程的改革，傳統(tǒng)的教學設計已經不能適應社會發(fā)展的需要。為了能更好地培養(yǎng)學生的能力素養(yǎng)，讓物理課更好地為專業(yè)課的學習服務，本文以建構主義理論為指導，利用信息化教學手段，結合《機械波及應用》教學內容提出教學設計，以進一步指導學生物理知識的學習、應用和轉化。

關鍵詞：建構主義；教學設計；物理；機械波

一、簡述建構主義理論

建構主義是以皮亞杰、維果斯基等思想的理論發(fā)展。其內容核心是以學生為中心，強調學生學習行為的主動、合作、構建。主要包括建構主義的知識觀、學習觀、學生觀三個方面。建構主義的知識觀認為知識是隨著人們認識程度的深入而不斷變革、升華，是原有基礎的再加工再創(chuàng)造，是學習者基于經驗背景而構建成的理解；建構主義的學習觀認為學習是學生自己主動選擇、主動加工處理、主動建構知識的過程；建構主義的學生觀要以學生的知識背景為基礎進行教學，積極促進教師引導作用，重視學生個體發(fā)展。

二、基于建構主義理論的教學設計——以“機械波及應用”為例

（一）教學內容分析《物理》是中等職業(yè)學校學生選修的一門公共基礎課，是機械建筑類、電工電子類、化工農醫(yī)類等相關專業(yè)的限定選修課。通過學習讓學生掌握必要的物理基礎知識和基本技能，增強學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。機械波是自然界和生活當中廣泛存在的周期性運動，在建筑工程領域有很重要的應用，是保證施工質量和檢測精度必須考慮的因素。教材是中等職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《物理》（機械建筑類）。結合教學大綱和建筑工程施工專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，整合教材內容，在學習機械振動的基礎上，進一步深入學習機械波，是對機械振動的拓展和深化學習，為今后的專業(yè)知識的學習和職業(yè)能力的培養(yǎng)奠定堅實基礎。

（二）學情分析已學習機械振動，掌握其特征及運動規(guī)律，理解振動頻率（周期）概念;生活中了解波，由于過于抽象，對其本質難以理解；喜歡交互式學習方式，對物理實驗感興趣，但團隊協(xié)作能力和科學探究能力待加強；掌握實驗儀器裝置使用規(guī)程，具有學習通、仿真等使用經驗。

（三）教學目標和重難點知識目標：了解機械波產生的條件，理解波長、頻率、波速的物理意義；能力目標：能區(qū)別橫波和縱波，會用物理量之間的關系解決實際問題；情感目標：培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學探究精神；培養(yǎng)學生學習熱情及團隊合作精神。教學重難點：波長、頻率、波速的物理意義

（四）教學策略選擇與設計依據(jù)建構主義理論，采用以任務驅動，探究與討論相結合的教學方法，按照“感知-認識-理解-鞏固”四個階段逐層建構機械波知識的學習過程：課前通過搜集體驗感知機械波的存在；課中通過實驗和仿真探究環(huán)節(jié)，學生小組協(xié)作、自主探究、觀察歸納，認識機械波的概念，理解機械波的意義；課后通過布置應用任務和邀請專業(yè)教師參與討論，鞏固機械波的內涵。針對傳統(tǒng)教學存在的問題，為突破重難點，結合實驗，引入繩波仿真、視頻動畫、教學平臺等信息化手段，幫助學生理解抽象的機械波知識。學習環(huán)境：基于互聯(lián)網的多終端理實一體化教室；數(shù)字資源：學習通app、視頻動畫、繩波仿真；其他資源：音叉、彈簧圈、發(fā)波水槽、長繩、縱橫波演示儀、手機。

（五）教學過程1.階段一：感知機械波的存在（課前搜集機械波）【設計意圖】利用搜集“各種形式的波”任務，創(chuàng)設學習機械波的情景，建立機械波的概念，教師掌握學生課前學習情況，為課堂教學策略實施提供指導?！編煛克鸭ǖ娜蝿胀ㄖ?，“什么是機械波”的問題討論?！旧繀⑴c搜集和討論，建立“機械波”的概念（機械振動在介質中的傳播）。2.階段二：認識機械波的概念（課中實驗探究）【設計意圖】通過實驗探究環(huán)節(jié)認識機械波的產生和傳播，達到“認識機械波對概念”階段的學習要求，激發(fā)了學生探索未知的好奇心，培養(yǎng)了學生科學的合作探究能力。（1）新課導入?！編煛空故緦W生搜集的典型機械波視頻和圖片（地震波、水波、聲波）。提出問題：機械波是如何產生的？又是如何傳播的？【生】觀看視頻和圖片，為探究內容做好鋪墊。（2）實驗探究機械波產生的條件。【師】介紹探究解決問題的資源和方法，引導學生總結機械波產生的條件?！旧坎僮鏖L繩、發(fā)波水槽、音叉、彈簧圈等實驗，完成記錄、總結機械波產生的條件是“振源”和“介質”。操作電鈴在玻璃罩或真空玻璃罩中傳聲的現(xiàn)象說明條件缺一不可。（3）實驗探究機械波的傳播類型。【師】演示橫縱波演示儀，提出討論問題：振源振動方向和波傳播的方向的關系；兩種波運動各有什么特征？【生】觀察實驗，親身操作、小組討論，形成結果：橫波的振源振動方向和波的傳播方向垂直，有凸起和凹陷；縱波的振源振動方向和波的波傳播方向一致，有密集和稀疏。（4）認識機械波測試。教師通過平臺“區(qū)別橫縱波”的測試內容，學生完成，平臺數(shù)據(jù)顯示100%通過率，學生全部掌握。3.階段三：理解機械波的意義（課中仿真探究）【設計意圖】通過仿真探究環(huán)節(jié)理解頻率、波長、波速的物理意義，采用繩波仿真、視頻動畫、平臺互動等信息化手段，打破傳統(tǒng)教學中的局限性，具體直觀地呈現(xiàn)機械波質點運動，完成機械波學習過程，突破了教學重難點。提高了分析規(guī)律、解決問題的能力，培養(yǎng)了學生不斷探索、勇于創(chuàng)新的工匠精神。（1）仿真探究頻率的物理意義。【師】仿真任務：測試繩波任意質點的振動頻率，指導學生找出振源與質點頻率關系?！旧糠抡嬗^察記錄5秒繩波上質點的振動次數(shù)，完成質點頻率計算，根據(jù)頻率結果和已知振源頻率，得出質點頻率等于振源頻率，理解機械波的頻率是指機械波任意質點的振動頻率，大小取決于振源頻率。（2）仿真探究波長的物理意義?！編煛糠抡嫒蝿眨簻y量振源從起始位置振動1個周期波傳播的距離S1，引導學生建立波長概念；再振動1個周期測量波傳播的距離S2，分析周期、頻率、S1、S2、波長的本質關系?！旧糠抡胬斫獠ㄩL是“1個周期波傳播的距離”，討論分析得出結論：S1=S2=λ；質點振動1個周期，傳播1個波長；質點周期和振源周期一致；振動周期數(shù)和波長數(shù)成比例關系。（3）仿真探究波速的物理意義?！編煛坎シ艅⑾鑺W運奪冠視頻，引導學生用“路程=時間*速度”類比“波長=周期*速度”，建立波速的概念：單位時間內波向前傳播的距離?！旧坑^看視頻和動畫，根據(jù)繩波質點運動與波速的區(qū)別：質點是平衡點附近振動，波速運動能量向前傳遞。（4）仿真探究波長、頻率、波速的物理意義?！編煛糠抡嫒蝿眨焊淖兘橘|和頻率分別測量波速和波長，引導學生分析決定因素及關系。【生】小組仿真探究，測量記錄數(shù)據(jù)，得出結論。（5）理解機械波的測試。教師“理解機械波的意義”小測驗，學生完成測試，教師對易錯知識點進行梳理，要求不達標的學生課后學習重做。4.階段四：鞏固機械波的內涵（課后鞏固拓展）【設計意圖】通過教學平臺課后拓展任務，鞏固課中知識。結合專業(yè)特性，邀請專業(yè)教師參與課后知識的交流點評，為學生學習后續(xù)專業(yè)知識奠定基礎?！編煛空n后拓展學習任務（建筑抗震相關知識），邀請專業(yè)教師與學生進行交流和話題討論，完成課后評價。【生】完成課后要求。與專業(yè)教師對后續(xù)專業(yè)知識的學習進行線上交流。

（六）綜合評價1.過程評價與成果評價相結合過程評價貫穿教學始終。教師通過課程平臺設置學生課前任務、課中互動、主題討論等環(huán)節(jié)的權重配比，記錄學生學習過程，實現(xiàn)過程評價。課前任務完成和討論參與評價；課中實驗仿真、環(huán)節(jié)測試、小組評價；課后任務完成和討論參與評價。教師通過課程平臺布置作業(yè)和測驗，通過學生的準確度和完成度評價學習效果，實現(xiàn)成果評價。2.師生評價與系統(tǒng)評價相結合教師評價、學生評價與系統(tǒng)評價相結合，評價方式科學多元。教師評價：教師根據(jù)學生個體和小組在完成任務過程中的參與積極性加分；學生評價：小組成員在完成任務過程中互評；系統(tǒng)評價：通過參與度、活動量、測試、作業(yè)系統(tǒng)生成的評價。3.平臺數(shù)據(jù)即時反饋評價結果即時反饋，評價效果突出。教學平臺具有大數(shù)據(jù)整合功能，將權重配比對應的分數(shù)自動整合，形成綜合評價。

（七）成效與反思1.教學特色與效果（1）循序漸進，逐層建構。循序漸進是教學的基本原則。通過搜集體驗任務，“感知機械波”；通過動手實驗，“認識機械波”；通過探究仿真，“理解機械波”，通過解決實際問題，“鞏固機械波”。由淺入深，由表及里，由易到難，由現(xiàn)象到本質，逐層建構，符合學生認知規(guī)律，教學效果顯著。（2）知行合一，突出能力?！白鲋袑W、做中教”是職業(yè)教育的基本特色。學生通過搜集體驗、動手實驗、仿真操作，觀察對比、討論歸納、解決問題，手腦并用，知中有行，行中有知，培養(yǎng)和提高了學生觀察能力、實驗能力、思維能力及分析解決問題的能力，有效實現(xiàn)物理課程的教學目標。（3）虛實結合，自主探究。增強學生的創(chuàng)新意識和實踐能力是物理課程教學大綱的主要任務。通過繩波虛擬仿真、視頻動畫等數(shù)字化資源，形象直觀地理解機械波物理量的物理意義；通過長繩、彈簧圈、橫縱波演示儀等實驗，培養(yǎng)學生自主探究，動手實踐的能力。虛實有機結合，激發(fā)和培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。2.教學反思與改進教學平臺強大的功能有助于教學的有序開展，但課堂測試融入學生更感興趣、更易于接受的闖關游戲，將更能達到寓教于樂的目的。

三、結語

在本次課的教學過程中教師起主導作用，學生處于主體地位，顛覆了傳統(tǒng)講授、理實脫離的教學模式，從學生學習新知識的認知規(guī)律出發(fā)，教師引導學生主動探索、主動思考、主動構建。建構主義理論突出學生為學習主體，但學生的學習資源、活動形式都離不開教師的組織、引導和幫助，所以建構主義理論更深層面地對教師提出了更高的要求。教師是教學的設計者、組織者、指導者，是學生建構意義的幫助者。在建構主義理論的指導下，教師應該充分利用信息化教學資源、精心做好教學設計、創(chuàng)設良好學習情景、激發(fā)學生學習興趣，以問題啟發(fā)學生思考探索、以討論培養(yǎng)學生協(xié)作精神、以實踐鍛煉學生動手能力，全面提高學生整體素質，從而為培養(yǎng)創(chuàng)造和創(chuàng)新型人才奠定基礎。

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作者：周丁霖 單位：重慶職工會計?？茖W校