【摘 要】在高中物理“功率”的课堂教学中，依据建构主义学习理论，在教学中设置情景，通过会话及协作，帮助学生建立前后知识的内在合理联系，形成良好的知识体系，达到预设的教学目标。利用“5点量表”的心理测量形式，对教学效果进行测量，检验建构主义理论在教学实践中的效果，为物理教学提供一种建构知识体系的一般方法。

【关键词】建构主义;物理学科功;教学

一、问题提出

“功率”在人教版高中物理教材中，只介绍了功率的概念、功率与速度的关系以及功率的简单应用，对于机车启动问题只在教材中的《问题与练习》有所体现。但在高考中对机车启动问题这一部分的考察较多，既是重点也是难点。例如2018年全国卷Ⅰ第14题，2018年全国Ⅲ卷第6题，2016年天津卷第8题。另一方面，机车启动问题与生活联系紧密，可以通过创设情境激发学生学习物理的兴趣，同时在探究机车启动问题的过程中，培养科学思维和科学探究能力。通过对“中国知网”和“百度学术”检索，关于“机车启动问题”的相关文章有8篇，关于建构主义在教学中的应用有25篇。涉及的问题体现在如下三个方面：

①两种启动方式的分析;

②机车启动问题的v-t图象分析;

③机车启动问题的变形应用;

如，刘芳和孙德峰在《巧用课堂生成性问题，助推师生共同成长：“汽车启动问题”课堂展示与教学思考》一文中围绕“两种启动方式，哪种启动方式达到最大速度所用时间最短”展开教学，分别从能量的角度，图象的角度探索。李铮在《如何在高中物理教学中提升学生的创新思维能力——以鲁科版“功率”为例》一文中将机车启动问题拓展到斜面上和竖直方向上，将机车启动问题进行迁移应用。

无疑，上述文章中提到的教学方法对学习机车启动问题的相关知识有一定促进作用。但这对新课来说，难度过大，更适合放到复习课中。

如何在新授课中让学生掌握机车启动问题，并能用图象分析机车启动问题呢？笔者从建构主义学习理论出发，通过创设情境→进行会话→展开协作的方式，有效利用课堂40分钟，成功地达到了相应的教学目标。

二、教学思想与教学设计

1.教学思想

建构主义学习理论认为教师要成为学生建构知识的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥指导作用：

（1）激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机;

（2）通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义;

（3）为了使知识建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝着有利于知识建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论，在讨论中设法把问题一步步引向深层次以加深学生对所学内容的理解，要启发诱导学生自己去发现规律，自己去纠正和补充错误的、片面的认识。该理论强调了学生的主体作用和教师的主导作用，有利于物理知识体系的建构。

由于在初中已经学过功率，同时在必修1中学习了牛顿第二定律，而且功率与生活的联系也十分紧密，所以在“功率”新授课的教学中，充分利用建构主义学习理论能够有效地促进学生学习和掌握功率的重要应用——机车启动问题。

2.教学目标设计

（1）从物理观念的形成来看，有以下目标：

①理解功率的概念，能运用功率的定义式进行有关计算;

②理解额定功率和实际功率的概念;

③了解平均功率和瞬时功率的含义，会计算平均功率和瞬时功率;

④根据功率的定义式推导，并能用于计算和解释生活中的现象;

⑤掌握机车的两种启动方式并能进行相关计算;

（2）从科学思维素养及科学探究素养的形成来看，有以下目标：

⑥通过推导培养学生的微元思想和科学论证能力;

⑦通过绘制机车启动的图象，培养学生的理论探究能力;

（3）从科学态度和社会责任的素养培养来看，有以下目标：

⑧通过实例分析，激发学生学习物理的兴趣，养成科学分析实际问题的态度;

3.基于建构主义学习理论的教学设计流程

三、教学问题的解决与实施

1.用建构主义学习理论建立瞬时功率的概念并推导功率与速度的关系

利用建构主义理论建立新旧知识之间的联系。建立瞬时功率的概念，联系初中所学的功率的知识，利用微元法和类比法从平均功率过渡到瞬时功率，从而得到功率与速度的关系。

瞬时功率概念的建立及推导功率与速度关系的流程图：

例题1，起重机用恒力F=1.4×F=1.4×104N使质量为1000kg的货物在1s内由静止上升了2m，则在这1s内，（不计空气阻力，g取10m/s2），求：

（1）F对货物做了多少焦耳的功？

（2）这1s内恒力F做功的平均功率

（3）1s末恒力F做功的瞬时功率

通过知识建构和例题巩固达成目标①②③⑥

2.用建构主义学习理论分析机车启动的两种方式

利用建构主义理论，创设相应的生活情境，构建物理模型，通过提问、展开讨论，得到相应的结论，实现知识的迁移。在分析机车启动过程时，通过复习牛顿第二定律的知识，联系旧知识，对新知识产生相应的思考，最终归纳牵引力等于阻力时速度最大，进而得到最大速度的表达式。

情境：假设红旗L9以恒定功率P从静止启动，所受阻力Ff恒定，那么在红旗L9速度逐渐增大的过程中：

①汽车牵引力如何变化？（P=Fv联系刚学的知识，v增大，F减小，P不变）

②汽车的加速度如何变化？（F-Ff=ma联系旧知识，F减小，Ff不变，a减小）

③汽车的速度能无限增加吗？

（当F=Ff时，a=0，v不再增加，速度达到最大值，联系生活常识和刚学的知识）

归纳总结1：（教师引导学生回答，并板书）

（①过程运动情况：加速度减小的加速直线运动; ②过程运动情况：匀速直线运动）

联系旧知识完善v-t图象知识体系：

请画出恒定功率启动的p-t图象和v-t图象：

（学生黑板画图）

v-t图像分析：

例题2质量为m=5×103kg的汽车在水平公路上行驶时，所受阻力是车重的0.1倍.让车保持额定功率为60kW，从静止开始行驶.

（1）若以额定功率启动，求汽车达到的最大速度vm

（2）求汽车车速v1=2m/s时的加速度（g取10m/s2）

通过归纳总结以恒定功率启动的流程图和绘制p-t图象和v-t图象建构功率的知识体系，加以例题分析，达成教学设计中的目标④⑤⑦⑧。（以恒定加速度启动由学生根据导学案课后建构知识）

四、基于建构主义学习理论的教学成效分析

笔者选择了所带的一个班级为教学班，教学结束后做了以下两项调查：

1.问卷调查法

在完成本节课的教学之后，利用5点量表，从“物理观念”“科学思维”“科学态度与社会责任”三个方面调查学生对本节教学的反馈与评价。

五点量表的设置如下：

以上表格的目标①-⑧，对应教学设计中的目标项，表格的填写方法：在对应的项目上打“√”，极不同意为1分，不同意为2分，不确定为3分，同意为4分，不同意为5分。

被测实验班33人，以上各项得分及均值为：

2.课后检测

针对教学中设计的教学目标设置4道选择题和一道计算题，利用20分钟的时间，总计100分，考查学生这一节课的学习情况。答题情况如下：

五、结论

从以上两项调查结果可以看出，基于建构主义学习理论开展教学能够较好地达成教学目标，提高课堂教学的有效性。

综上所述，在新授课的教学中，基于建构主义学习理论，通过创设情境、提出问题关联新旧知识、展开讨论，从而引导学生归纳总结、能够帮助学生建立新旧知识之间的内在联系，构建知识体系，从而顺利地达到教学目标。

【参考文献】

[1]刘芳，孙德峰.巧用课堂生成性问题，助推师生共同成长——“汽车启动问题”课堂展示与教学思考[J].中学物理教学参考，2016（8）：12-13.

[2]李铮.如何在高中物理教学中提升学生的创新思维能力——与鲁科版“功率”为例[J].科学咨询（教育科研），2018（5）：59.

[3]李海峰.以生为本，建构阅读教学新方式——《孔雀东南飞》的阅读教学实践[J].语文月刊，2014（1）：53-55.

（责任编辑：吕红洋）

广东外语外贸大学实验中学 刘 佳