追本溯源巧串链 转识成智现光华.docx

追本溯源巧串链转识成智现光华

摘要：转识成智是超越了知识表象，经由知识的运用、贯通和创新后生长的智慧。转识成智教育中，教师应依据学生的认知规律，立足鲜活的生活、生产实践，用大单元思维统整知识结构，构建“问题·体悟·想象”的三维立体路径，引领学生进行充满好奇、追本溯源的探索学习。简谐运动是一种典型的和谐的机械振动，当师生以大单元串链的方式去揭秘其间的奥妙时，将看到其晶莹剔透的光华，彻悟其美轮美奂的结构，实现思维的提升、能力的发展和心智的成长。

关键词：大单元教学；转识成智；简谐运动

古希腊哲学家赫拉克利特早就说过“博学不能使人智慧”，哈佛大学一位教授研究了很多诺贝尔自然科学奖的获奖者，也得出一个结论：创新与知识的多少没有正相关的关系。因此，教育的关键不是灌输知识内容，而是点燃智慧火焰，即要努力将知识转化为智慧。要实现转识成智，就需要活化知识。活化知识至少包含三层递进的意蕴：一是知识的运用，即能够在真实情境中运用知识，并能体验到发现的快乐；二是知识的贯通，即要消除知识碎片化的割裂状态，让学生既见树木又见森林；三是知识的创新，这既是人追求美好生活的需要，也是人的创造本性使然[1]。转识成智教育的魅力在于：它根据学生的认知规律，立足鲜活的生活、生产实践，用大单元思维统整知识结构，构建“问题·体悟·想象”三维立体路径，引领学生以快乐为舟、问题作帆来激活好奇心，以实践引路、体悟架桥来提升探究性，以自由当风、想象为翼来腾飞创造力[2]，进而在追本溯源的知识探索中孕育和生长智慧。

下面，笔者以人教版普通高中教科书《物理》选择性必修第一册第二章《机械振动》第1～5节作为一个单元，开展指向学科核心素养的大观念、大任务与大问题的统筹规划和科学设计[3]。笔者努力提升站位、改变格局，依据课程标准、依托教材资源、依靠学情分析，聚焦简谐运动的两个理想化模型——弹簧振子和单摆，将简谐运动的知识条件化、结构化、情境化，并将简谐运动与其他机械运动进行比较，帮助学生实现有意义的建构。可以这么说，简谐运动的运动学特征、动力学特征、能量关系、周期公式就像一颗颗璀璨夺目的珍珠，将简谐运动的和谐美装扮得分外亮眼，而运用“运动与相互作用”观、能量观这样的大观念串线，把简谐运动与已学过的匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动等典型的运动进行联系与甄别，整个动力学内容就串成了一条晶莹剔透的项链，顿时变得光彩照人。此情此景，定会让学生彻悟物理规律的真谛，实现转识成智教育的目标追求。

一、拾贝——描述运动图像

机械振动是物体或物体的一部分在某一位置附近的往复运动。如钟摆的来回摆动、琴弦的振动、树枝在风中摇曳、浮标在水中上下浮动等。

【体悟1】笔者打开电脑“录音机”，请一个学生对着电脑讲一段话或唱几句歌，然后笔者打开播放工具（课前将播放器设置为“单曲循环”，将可视化效果设置为“波形”，电脑与教室里的大屏幕连通），学生在听到声音时，就能看到播放器界面中出现幅度随声音强弱变化的图线。笔者让学生边看边听，体悟这个图线的意义。

【体悟2】笔者出示一段心电图图纸，让学生观察并体悟心电图的特征，然后经由合作探讨，分析心电图的横坐标和纵坐标的意义。

【归纳】播放器界面中呈现的是声音强弱随时间变化的[x-t]图像；心电图图纸中以时间为横坐标、心跳的幅度为纵坐标，它描绘的是心跳幅度随时间变化的[x-t]图像。生活、生产中，地震仪监测地震时用的也是这种方法，管弦乐器、琴键的吹拉弹奏中，用录音设备来记录声音的振动也用到类似的方法……可见，位移—时间（[x-t]）图像是我们描述机械振动最直观的方法。

【问题】简谐运动的运动特征是怎样的？它的[x-t]图像及振动方程又是怎样的？

简谐运动是最简单而又和谐的机械振动，它有两个理想化模型：弹簧振子和单摆。我们可以通过理想化模型来探究、体悟。

【探究1】水平弹簧振子振动的[x-t]图像。

笔者演示实验：如图1所示的水平弹簧振子装置中，振动小车左右两侧系有相同的弹簧，在近乎光滑的水平平台上做简谐运动。小车上装有位移传感器，数据采集器通过蓝牙将各时刻小车的位置信息发送给电脑，电脑对数据处理后，在屏幕上呈现出水平弹簧振子的[x-t]图像。笔者再将它投影到大屏幕上，让所有学生都能一目了然。

【探究2】单摆摆动的[x-t]图像。

学生分组实验：将一个盛沙的漏斗悬挂在固定支架上，在漏斗的下方水平放置一块中央画有直线的薄板，使漏斗在一个固定的竖直平面内做小角度的摆动，同时匀速拉动漏斗下方的水平薄板，观察从摆动的漏斗中流出的细沙在薄板上形成的曲线。

在学生分组实验中，笔者适时引导点拨。漏斗的摆动与薄板的匀速直线运动具有同时性，因此，细沙的轨迹图即为漏斗摆动的[x-t]图像。

相较而言，简谐运动比匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动这四种典型的机械运动都更为复