整体建构理念下高效物理课堂的实施策略
陈逢瑞
高效课堂是信息化时代对课堂教学提出的要求，给学生营造一个有趣高效的课堂是每位教者必须面对的问题。高效物理课堂要求在有限的教学时间内让学生通过参与、实践把物理知识及原理全面系统地掌握。本校的研究课题“新课程背景下完全中学整体建构教学模式探究与实践”为实现高效物理课堂提供了重要的理论依据。本文以《普通课程标准实验教科书物理必修１》（新人教版）第四章“牛顿运动定律”中的第４节“用牛顿运动定律解决问题（一）”一课，谈谈整体建构高效物理课堂的实施策略。
一、从整体建构角度出发，归纳总结解题方法和规律，有利于学生整体把握
建构主义学习环境由情境、协作、会话和意义建构四个要素构成，建构主义的教学策略是以学习者为中心的。其中情境是意义建构的基本条件，教师与学生之间、学生与学生之间的协作和会话是意义建构的具体过程，意义建构则是建构主义学习的目的。
系统论原理认为，教学不仅要把教学过程看作是一个系统，还要把教学内容也看作是一个系统，要求学生在整体感知教材、理解教材的过程中，尽快找到解决某一类问题的方法和规律，做到举一反三，提高学习的效率。
“牛顿运动定律”
是动力学的核心内容，是学生在初步掌握力学原理基础上，进一步研究运动和力的关系，了解质点动力学内容的重要内容之一。根据牛顿运动定律可以确定物体位置、速度变化的规律，可以控制物体的运动。牛顿运动定律对直线运动、曲线运动都适用，为便于学生理解，教材将“牛顿运动定律”的应用分成多个部分：物体的直线运动，牛顿运动定律对曲线运动的应用、对天体运动的应用、研究牛顿万有引力及应用，带电粒子在电磁场中的运动。
教材“用牛顿运动定律解决问题（一）”，通过两个简单的实例，向学生展示利用牛顿运动定律解决实际问题的一般方法。教材中的两个例题和习题所设置的问题情景均不复杂，这两个实例的设置，表明教学的重点应是分析、解决问题的方法。掌握分析、解决问题的方法，需要学生掌握运动和力的基础知识及牛顿运动定律的原理，才能综合的利用牛顿运动定律解决具体问题。
基于上述分析，“用牛顿运动定律解决问题（一）”是一节力与运动关系综合应用的实践运用课。学习这部分内容需要教师引导学生在初步了解了运用牛顿运动定律解决问题的方法和力学知识体系的基础上进行学习。因此，作者把这部分内容重新整合，以此使学生从全书的整体出发，从宏观角度来进一步分析用“牛顿运动定律”解决两类基本问题（从受力确定运动情况和从运动情况确定受力）的规律及分析这类问题的基本方法。
二、整体建构高效物理课堂，重在构建知识体系，充分调动学生参与学习实践
根据以上对建构主义教学理论、系统论原理的理解及对教材的分析，结合本校课题研究的教学模式，作者设计了学案(如下)，绘制了知识树。学案的设计，明确了本课学习的目标、内容、方法和作业，方便学生课前预习、课上练习及课下复习，知识树便于学生明确此部分内容在整个力学知识体系中的位置和作用。
1. 学案
学案和知识树的设计可以省去大量的课堂讲授时间。
知识树从宏观上反映出此部分知识在整个知识体系中的位置，学生从整体上感知到这部分内容的作用及实用价值。
学案
一、知识目标
1．整体把握全书，建立知识体系
2．综合运用知识，解决实际问题
3．培养分析能力，掌握学习方法
二、知识体系

三、自学探究
1．如图1，一质量m=1kg的物块静止在光滑水平面上，现用与水平方向成37°的大小为5N的拉力F拉物块，求物块运动5s后的位移？
2．如图1，一质量m=1kg的物块静止在光滑水平面上，现用与水平方向成37°的拉力F拉物块，经测量，物块运动5s后速度达到20m/s，求拉力F的大小
？
四、精讲点拨
例题：如图2所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为l，传送带与零件的动摩擦因数为μ，传送带的速度恒为v，在A点正上方处轻放一质量为m的零件，使之被传送到右边的B点正上方处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时间为多少？
［解析］
刚放在传送带上的零件，起初有个靠滑动摩擦力加速的过程，当速度增加到与传送带速度相同时，物体与传送带间无相对运动，摩擦力大小由Ff ＝
μmg突变为0，此后以速度v随传送带一起匀速运动。
受力分析求合力F= Ff ＝ μmg
利用牛顿第二定律求加速度F=ma=Ff ＝ μmg　　　　a
v=v0+at1   　　　t1
利用运动学公式求运动学量   x1= v0t1+at12/2或v2-v02=2ax1 　 　　x1
x2=l- x1=vt2　  　　t2　　　　　t=t1+t2
五、总结规律
1．确定研究对象；
2．(A)分析研究对象的    情况，必要时画受力示意图，求出合力；
(B)分析研究对象的    情况，必要时画运动过程简图；
3．(A)利用牛顿第二定律求出      ；
(B)利用运动学公式求出      ；
4．(A)利用          确定物体的运动时间、位移、速度（运动情况）；
(B)利用            确定所受的外力（受力情况）。
注：分析这两类问题的关键是：
抓住受力情况和运动情况的桥梁——        。
六、巩固练习
木块质量m=8kg，如图3在F=4N的水平拉力作用下，沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动，经t=5s的位移x=5m．取g=10m／s2，求：
(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。
(2)如图4，若在5s后撤去F，木块还能滑行多远?
七、拓展提升
如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止开始沿细杆下滑到d点，所用时间分别为t1、t2、t3，则（
）
A．t1＜t2＜t3  B．t1＞t2＞t3  C．t3＞t1＞t2  D．t1＝t2＝t3
八、解题思路
力学综合应用第一类问题

运动学公式
牛顿第二定律
物体受力情况及其分析
物体运动情况及其变化
加速度

力学综合应用第二类问题

九、温故知新
1．图中的AD、BD、CD都是光滑的斜面，现使一小物体分别从A、B、C点由静止开始沿斜面下滑到D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则(
)
A．tl>t2>t3    B．t3>t2>t1    C．tl=t2=t3    D．t2>t1=t3
2．如图所示，已知传送带与水平面的倾角为θ=37°，以4m/s的速率向上运行，在传送带的底端A处无初速度地放上一质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数为0.8。若传送带底端A到顶端B的长度为25m，(g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)求：
（1）物体从A到B的时间为多少？
（2）若传送带逆时针转动，物块无速度地放上B处，那么物块从B运动到A处整个过程中所受摩擦力为多少？
因为这部分内容没有需要学生自学的新知识，而是通过复习知识总结规律、方法。所以，作者在学案中设计了两个简单的小题，一是由受力情况求运动情况，二是由运动情况求受力情况。学生分组在一定时间内进行解答，教师初步引领学生分析这类题的解题方法：
（1）由受力情况求合力，根据牛顿第二定律求加速度，再由运动学公式求运动学量。
（2）由运动学公式求加速度，根据牛顿第二定律求合力，再由受力情况求某一力。
这样设计的目的是让学生通过自主学习和协作学习，亲身体会解题的规律和方法。因为自己通过努力得到的知识，记忆会更深刻，也体现了建构主义教学理论的协作建构的思想。

2. 精讲点拨，总结规律，巩固拓展
通过上一环节，学生可能会对初步体会到的解题方法不太信任或有所疑惑，即这种方法对简单的题适用，对复杂的题是否依然适用。那么在这一环节，教师点拨是很必要的，作者在学案上设计了传送带传送物体的问题，并附有解析。因为这类问题包含的知识相当全面，可以达到综合应用知识的目的。
学生通过读题，首先明确判断出这是由力求运动状态的问题。然后，让学生观察这道题的Flash模拟动画，并分析其运动情况和受力情况。最后，教师辅助分析，幻灯片打出受力分析图及具体的解题步骤和解题方法，帮助学生印证解决复杂的问题依然是利用刚刚得到的方法的结论。
经过上述实践可以总结以下规律：
第一步：确定研究对象；第二步：分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图，求出合力。分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；第三步：利用牛顿第二定律求出加速度。利用运动学公式求出加速度；第四步：利用运动学公式确定物体的运动情况。利用牛顿第二定律确定受力情况。
让学生填空的形式来总结出解决这两类问题的方法，学生在学案上完成同样的填空，同时教师通过下列板书，让学生清晰的看到两大类问题的解题思路。
力学综合应用第一类问题

运动学公式
牛顿第二定律
物体受力情况及其分析
物体运动情况及其变化
加速度

力学综合应用第二类问题

配以巩固练习，然后实物投影展示，教师点评。进行拓展提升，教师点拨思路。通过练习，学生会发现，多难、多复杂的问题用上述方法都能解决，屡试不爽。这也就最终达到了建构主义教学理论中意义建构的目标。
三、整体建构高效物理课堂的几个操作环节
在建立知识系统的基础上，通过学生自学探究、教师精讲点拨，总结归纳出解决问题的方法和规律，并且通过巩固练习验证已获得的方法和规律的可行性。
整体建构课堂的教学模式，强调学生课前的“自学探究”，教师课上应将重点放在检查预习、探究情况，随机应变，提高课堂教学效率。
“情境导入”环节，力求引例生动，以更好的体现建构主义教学理论中情境建构的思想，同时会更有效地激发学生的学习兴趣。
“自主探究”环节，均可由学生自己来讲解。应更充分地调动学生协作学习。应该布置学生一定时间内在完成题目之后，小组内讨论解题思想，这也是建构主义中协作建构的思想。
“精讲点拨”环节， 通过教师与学生之间的交流，即会话建构，总结方法、规律，最终达到建构主义的目标——意义建构。
“巩固练习”环节，尽量规定时间，规定任务，让学生有紧迫感。而且学生做成什么样就什么样，用“尝试错误法”去分析一个不完全正确的解题过程，其实可以更好地解决学生的问题。
课堂上还应设计必要的检测环节，了解每一个学生掌握情况，并解决实际存在的问题，将知识落实。
作者在建构主义与系统论原理共同指导下，整体建构课堂教学，学生不仅学会了知识而且掌握了方法，达到了高效课堂的目的。
总之，物理课堂只有有了学生共同参与和实践，才能“活”起来，才能更有效地激发学生的求知欲，调动学生的思维。只有这样，物理课堂才有高效可言。

参考文献：
[1]  普通高中课程标准实验教科书物理必修1教师教学用书．人民教育出版社，2007年4月第2版
[2]  普通高中物理课程标准(实验).人民教育出版社，2003年4月第1版