基于情境创设与问题导向的网络课堂

－－以苏科版“能量转化的基本规律”为例

徐卓伟（江苏省南菁高级中学实验学校 江苏 江阴  214400）

摘 要：本文以苏科版九年级教材“能量转化的基本规律”的网络直播教学为例,通过几个教学片断,阐述了如何在网络课堂中创设物理情境，引起学生认知冲突，从而引导学生思考物理本质规律；如何以问题为导向，设置悬念，引导学生思维，从而构建物理基本观念，培养学生科学素养及物理核心能力。

关键词：情境创设 问题导向 网络课堂 能量转化的基本规律

一、引言

突如其来的新冠疫情袭击了2020的农历新年，备受广大师生期待的新学期也不得不延后开学，教育部门随即采取“停课不停学”的教学对策，借助现代化的网络技术手段，如火如荼地开始了网络教学。怎么样因应网络教学特点，找到符合广大中小学生身心发展规律的网络物理课堂，是摆在广大物理教师面前的一个紧迫问题。笔者有幸参与了“锡慧课堂”的苏科版“能量转化的基本规律”的录制工作，对物理网络课堂进行了有意义的实践，在课堂情境创设与问题导向教学方法作出了尝试，达到了较好的效果。

二、网络课堂

在疫情期间，学校网络课堂是指由教育行政机构组织实施的线上教学的教学形式，教师通过互联网直播或录播的形式上课，学生在家通过电脑、手机登陆相应网站，在规定时间内收看收听，完成学习和相应作业，从而完成一定的教学任务的课堂教学方式。

学校网络课堂只是在形式上从师生面对面的集中授课，改为在互联网上师生异地授课，虽然授课的形式改变了，但是课堂的其它属性都没有发生变化。也就是说网络课程的实质必须与传统教学一致，必须对标课程标准，精准研读教材，精心组织教学过程，设计出符合初中生身心发展规律的课堂。

网络课堂的优势在于它有完整的多媒体规划设计，能让网络平台传送的图像，包括景物、人物、文字、图表等清晰可辨，给学生提供了大量直观的信息，能让身处异地的学生有身临其境、直观真实的感受，学生能够由自己决定学习内容、时间和地点，为学生提供了最大的便利。但是线上上课也有着明显的缺陷，老师不可能及时观察到所有学生的课堂表现，老师很难发现学生在上课过程中即时生成的问题，并及时处理，师生、生生之间的互动、交流、合作也很难进行，学生实验和演示实验也因条件限制无法开展，学生活动机会少，动手实践明显不足。

初中孩子有其特有的身心发展特点，他们活泼好动，好奇心强，乐于接受新生事物，但也存在着注意力不能长时间集中、自控力不强等不利因素，如果加上家庭中家长引导不当，监控不力，往往造成网络课堂的效果大打折扣。因此通过网络课堂为广大学生在线上课，如何提高网络课堂的上课效率，就成为当下迫切需要解决的问题。为此，作为执教的老师，必须为网络课堂创设引人入胜的情景，设置悬念，引起学生思维冲突，激发学生强烈的求知欲，精心设计有针对性有价值的问题，通过提问、设问，引导学生思维，发现科学的奥秘，从而在科学探究的过程中掌握物理知识，发展科学思维，并获得解决问题的能力。

三、“能量转化的基本规律”教学设计

1、教学切口

教材中通过探究实验：探究通过毛巾滴水的条件，得到永动机是无法制成，从而得到能量守恒定律这一重要的规律。如何通过情景创设，激发学生探究欲望呢？如何在网络课堂上使学生参与探究过程呢？

【教学片断1】

PPT展示：能量转化和转移的典型实例图片：电饭锅煮饭、人体摄入营养物质、植物光合作用。

老师：同学们，在这些场景中，分别是利用了什么能？

学生（老师自答）：电能转化为内能、化学能的转移、太阳能转化为化学能。

老师：人们就是在能量的转化和转移的过程中来利用能量的。你还能举出身边哪些能量转化和转移的事例？

学生（老师自答）：汽车中汽油机的工作、火力发电厂的能量转化过程、家用电器利用电能工作，等等。

老师：我们在享用这些能量的同时，你有没有想过，这些能量大多从何而来？

学生（老师自答）：从燃烧大量的煤、石油、天然气而来，从其它形式能量转化而来。

老师：那么，你想不想制造出不需要消耗任何能量，却可能持续工作的机器呢？当然想，老师也想，但可不可以制造出来呢？当然不可以。是不是绝对不可以呢？有没有例外呢？带着这样的问题，我们来看一下生活中的一个现象：毛巾滴水现象。

点评：物理规律的教学，首要的一步是发现问题。为了激发学生兴趣和求知欲，老师在学生的最近发展区，创设了大量的能量转化和转移的情境，有老师举例学生回答、学生举例学生回答，有生活中常见情景，也有生活与学生接触较少的工厂中的情景。分两个层次推进，首先得到人们就是在能量转化和转移过程中来利用能量，在这个基础上，再设置问题：能否不消耗任何能量，而对外持续做功呢？引导学生从身边的能量转化的事例中发现问题，从而带着强烈的愿望进入下一环节――水滴实验。

2、能量守恒定律

能量守恒定律是能量转化的基本规律，这个规律是通过科学家长时间探索总结出来的，是通过不断地制造各种类型永动机，发现永动机不可能制成，从而总结出能量守恒。这个规律不可能在实验室进行验证，更不可能在课堂上以测量、探究的方法来证实，怎么样才能使这个规律的教学变得更有趣味，使规律内化为学生认知呢？

【教学片断2】

老师：同学们，你们在家里有没有发现过这样的现象，一块毛巾搭在水盆的边缘，第二天，发现地上有水，这些水从哪里来呢？

学生（老师自答）：从水盆中滴落下来。

老师：毛巾能够把水吸上来，这是毛细现象，能不能利用毛细现象，把水逐级提升，然后再让水滴下来，驱动水轮机转动，从而对外做功呢？如果这个设想成立的话，我们就制造出了不需要消耗任何能量却能持续对外做功的机器，这样的机器叫做滴水永动机，滴水永动机能不能制造出来呢，带着这样的问题，老师在家里做了个实验，同学们课后也可以在家里一起做一下。

（介绍滴水实验的装置：两块相同材料的毛巾，搭在水盆边缘，一块毛巾的一端低于水面，另一块毛巾的一端高于水面）

视频录像：滴水实验

老师：两个小时过去了，你发现了什么？

学生（老师自答）：一块毛巾在滴水，另一块毛巾还没有开始滴水。

老师：再过三个小时再观察，另一块毛巾还没有开始滴水。再过一夜，毛巾还是没有滴水。你认为，通过毛巾滴水，需要满足什么条件？

学生（老师自答）：毛巾的一端必须要低于水面。

老师：通过毛巾滴水，其能量转化的实质是什么呢？

学生（老师自答）：重力势能转化为动能。

点评：通过视频录像的形式，把几个小时的变化，浓缩到短短的几分钟，节约了时间，换一种授课媒介，吸引学生的注意力。但是为了增大可信度，应邀请学生课后一起重做一下这个实验，通过学生亲身体验、参与探究过程，明白到能量不可能凭空产生，毛巾滴水的实质就是重力势能转化为动能。

能量守恒定律的教学，是本节课的教学重点。能量守恒定律的得出，既不可以通过实验得到数据，分析数据得到规律，也不能通过数学推导得出，只有举出大量例子，对日常经验或实验现象的分析归纳得出结论。在这个过程中，需要让学生去亲身体验、观察，并搜集阅读相关材料，为此，除了插入滴水实验的视频录像，让学生发现通过毛巾滴水的条件，还用PPT插入书上WWW第2题图，请同学们分析机器工作过程中能量是如何转化，从而发现该机器不可能持续运行。随后，介绍历史上多种类型的永动机，最终都无一例外地失败了，从而总结出能量守恒定律。

能量守恒定律是一个非常重要普遍的规律，除了要组织学生讨论其适用条件和范围之外，还要注重规律的应用。在这方面可以举大量的例子，笔者在此插入了我国多处地区发现的“怪坡”的视频录像。通过“怪坡”录像的观看，学生对能量守恒定律又有了进一步的理解。

以上的处理方式，很好地把握了物理规律教学本身特有的规律，同时兼顾到教材的处理、网络课堂的特点和学生的心理特点，取得了较好的课堂效果。

3、能量转化和转移的方向性原理

能量转化和转移的方向性原理是能量转化的另一个重要规律，这个规律对学生来说，理解起来是一个难点。怎么处理才可能使教材上的内容，转化为学生可理解可接受呢，必须从大量的生活经验出发，从学生的就近发展区创设情境，引导学生发现问题，从而为后继的思考问题探索规律打下基础。

【教学片断3】

PPT图片：水从高处流下、冰块在热水中熔化

老师：水从高处流下、冰块在热水中熔化，这是日常生活中司空见惯的现象。可是，你有没有想过，水能不能自动地又回到高处，杯子中的一部分水重新变回冰块，一部分水重新变成热水呢？

学生（老师自答）：当然不可能。

老师：自然界多数自发进行的自然现象，都是不可能倒回去的，是不可逆的。

点评：从生活现象出发，引导学生思考自然现象能不能倒回去，用“倒回去”这样通俗的语言和不可逆性作铺垫，帮助学生理解方向性。

PPT图片：取暖器取暖

小视频：气球放气

老师：用取暖器取暖，电能转化为内能，这些内能会不会自动收集起来，重新变回电能？

学生（老师自答）：不能。

老师：气体从气球中放出，这些气体会不会某个时刻自动收集起来，重新回到气球中呢？学生（老师自答）：不能。

老师：自然界中能量转化和转移的过程，是不可逆的，具有方向性。

点评：仍从生活现象出发，引导学生从通俗易懂的“倒回去”，过渡到物理语言“方向性”。

PPT图片：金属勺子烫手

老师：热量只能从高温物体自发地转移到低温物体，说明热传递具有什么性？

学生（老师自答）：方向性

小视频：超市手推车撤去推力后逐渐停下

老师：机械能可以自发地转化为内能，而内能不能自发地转化为机械能，这说明机械能和内能的转化具有什么性？

学生（老师自答）：方向性。

点评：对能量转化的方向性原理进一步深入理解，对热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述在初中阶段作一个普及性的介绍。老师提供小视频、图片、大量生活经验，为学生主动发现、探索规律提供必要的线索和依据，使学生参与其中，通过对日常经验或实验现象的分析归纳得出结论。

四、结束语

2020年初新冠疫特殊时期的网络教学，对老师们的课堂教学既是一个新的挑战，也是一个老师们展示各种新的教学方法的一个大舞台，怎么样克服网络教学的弊端，发挥网络教学的优势，是每一个老师要思考的问题。作为物理网络课堂教学，更应该发挥学科优势，通过创设情境、问题引导，激发学生的求知欲，从而积极地参与到探究过程中来，主动发现问题，主动探索，得到结论，从而培养学生物理核心素养。