淺談案例教學(xué)法在高中物理課堂中的嘗試
——以萬有引力定律復(fù)習(xí)課的實踐為例

姜玉梅 倪文露

(揚州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 揚州 225002)

物理復(fù)習(xí)課是對已學(xué)習(xí)過的物理概念、規(guī)律、方法、技能進行系統(tǒng)回顧、鞏固和提升的一種課堂類型．常見的物理復(fù)習(xí)課的教學(xué)流程是以“知識梳理——典型例析——鞏固訓(xùn)練”為主,[1]本質(zhì)上就是我們常說的“題海戰(zhàn)術(shù)”．這種復(fù)習(xí)課通過大量的做題訓(xùn)練,有利于提高學(xué)生應(yīng)對考試的技巧和答題速度;有利于對平時的課本知識查漏補缺和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)．[2]但是這種復(fù)習(xí)課的教學(xué)流程過分地強調(diào)了陳述性物理知識的學(xué)習(xí)和把握,既難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性,也不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,與新課標倡導(dǎo)的理念相違背．

案例教學(xué)法是指教學(xué)者使用案例,以團體和小組討論、角色扮演等方式來增進成員間的交流,引發(fā)學(xué)習(xí)者思考,并給予成員真實狀況學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法．[3，4]通過把生活中典型的、具有思考性的、真實的案例帶入課堂,由學(xué)生自主分析案例、從不同的角度去思考案例、討論案例,從而深入地理解案例中包含的知識.這種教學(xué)方法既能滿足傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課的特點,可以系統(tǒng)有效地復(fù)習(xí)知識,促進學(xué)生更好地理解知識、應(yīng)用知識,還能極大地提高學(xué)生對課堂的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的思辯能力、語言表達能力、合作交流能力和學(xué)以致用的能力等等．案例教學(xué)最早起源于哈佛大學(xué)法學(xué)院,繼而在哈佛商學(xué)院得以應(yīng)用并取得廣泛發(fā)展．近些年來,案例教學(xué)法在學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域也頗見成效．如青年學(xué)者鄭金洲主編的《案例教學(xué)指南》,顧泠沅教授的《以教學(xué)案例研究為突破口,促進教師專業(yè)成長的課堂教學(xué)改革》等文章,都對如何進行案例教學(xué)和研究作了理論上的指導(dǎo)．但是,這些活動很少與教學(xué)案例設(shè)計與開發(fā)相結(jié)合,只是使教師在理論觀念上得到轉(zhuǎn)變,并沒有付之教學(xué)實踐,[5]其在物理教學(xué)中的實踐更是極少．而物理作為一門實踐性的學(xué)科,學(xué)生所學(xué)的物理知識一般在實際生活中都能找到落腳點,如果物理教師把生活中有趣的、經(jīng)典的、具有啟發(fā)性的實際案例帶入物理課堂為學(xué)生建構(gòu)物理知識框架,有利于學(xué)生更好地理解抽象的物理知識,增強學(xué)習(xí)興趣．因此,將案例教學(xué)法引入物理課堂具有很大的實踐意義．案例教學(xué)的關(guān)鍵就是案例,案例的編寫要遵循以下幾點原則,其一，案例必須要有真實性,胡編亂造的故事不屬于案例;其二，案例要具有思考性,不含任何問題及問題現(xiàn)象在內(nèi)的真實事件也不是案例； 第三，案例要具有經(jīng)典性,是經(jīng)過精心挑選的、具有代表性的典型事例．

本文將結(jié)合案例教學(xué)法的特點進行基于案例教學(xué)法的高中物理必修2“萬有引力定律”復(fù)習(xí)課的課堂教學(xué)設(shè)計,并詳細地闡述案例教學(xué)法的教學(xué)流程,希望能為物理復(fù)習(xí)課的教學(xué)模式提供新的探究線索． “萬有引力定律”這一章節(jié)的內(nèi)容是高考的必考點,雖然萬有引力定律的知識點不多,但是這部分題目公式變換形式多，導(dǎo)致習(xí)題題型多、綜合性強,學(xué)生處理這類問題時常感到困難,所以本節(jié)課采用案例教學(xué)法，選取了我國“從神一到神十”的神舟號飛船的航天史及天宮二號的發(fā)射視頻作為案例,通過創(chuàng)設(shè)案例情境——小組合作交流——班級交流總結(jié)這3大部分使學(xué)生在對案例進行思考、分析、交流、討論和總結(jié)過程中,鞏固本章基礎(chǔ)知識,加深對萬有引力定律相關(guān)概念的理解,進一步理解分析天體運動的兩個重要模型和利用所學(xué)知識解決實際問題的能力．

1 創(chuàng)設(shè)案例情境，呈現(xiàn)案例

1.1 呈現(xiàn)案例，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容

實踐可知,在良好的、愉悅的情境中學(xué)習(xí)知識是學(xué)生較為喜歡的學(xué)習(xí)方式,因為情境的感染性、趣味性、視聽覺的挑戰(zhàn)性更易使學(xué)生集中注意力以增強學(xué)習(xí)的有效性．所以物理復(fù)習(xí)課不一定就要開門見山,直指基本物理概念和規(guī)律,可以將生活中與之有關(guān)的事件以案例的形式呈現(xiàn)出來,例如可以用文本語言或圖片、視頻或情景再現(xiàn)的形式進行課堂案例的展示,使課堂在良好的氛圍中展開．

在萬有引力定律復(fù)習(xí)課伊始,教師先給學(xué)生播放了2016年9月15日我國長征二號搭載天宮二號的全程發(fā)射視頻(時長約3 min),讓學(xué)生感知我國航天事業(yè)的最新發(fā)展動態(tài),充分調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．繼而發(fā)放了“從神一到神十”的文本材料(約900字)以及對應(yīng)PPT圖片的展示講述了我國神舟號的發(fā)展史,“神一到神十” 文本材料的片段見圖1．

“2003年10月15日，中國第一位航天員楊利偉乘坐神舟五號飛船進入太空，“神五”飛船由長征?2F運載火箭發(fā)射到近地點200km、遠地點350km的初始軌道，加速變軌實施后，成功進入343km的圓軌道．“神五”載人航天飛船的發(fā)射成功實現(xiàn)了中華民族千年載人飛天的愿望，是中國航天事業(yè)在新世紀的一座新的里程碑．”

圖1 “從神一到神十”的文本材料片段

以上采取視頻、文本、圖片呈現(xiàn)案例的目的在于對課堂教學(xué)內(nèi)容進行補充與拓展,通過時代性的案例使學(xué)生對我國航天事業(yè)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀有所了解,感悟我國航天科技的重大發(fā)展成果,拓寬自己知識面,由此激發(fā)學(xué)生強烈的愛國熱情和民族自豪感,使課堂在高漲的情緒中順利開展．

1.2 個人閱讀,促進獨立思考

在呈現(xiàn)案例之后,學(xué)生將進入對案例的個人閱讀、思考與分析階段．這一階段要求學(xué)生先快速瀏覽案例的主要內(nèi)容,然后再細讀案例把握住案例中反復(fù)強調(diào)的重要的現(xiàn)象或者問題,最后結(jié)合案例的相關(guān)現(xiàn)象自主回顧與之有關(guān)的物理概念及其規(guī)律,并嘗試運用這些知識去解釋案例中的實際情況,分析原理,解決案例中的問題等等．在這個過程中主要為了培養(yǎng)學(xué)生閱讀材料、分析材料和獨立思考的能力．

從案例提供的數(shù)據(jù)出發(fā),學(xué)生可以根據(jù)已學(xué)知識更深入地了解“神五”的發(fā)射和運行過程的特點,具體說來,讓學(xué)生通過材料思考“神五”衛(wèi)星發(fā)射的最小速度,繞地球做圓周運動的原理并且也可以求出在343 km圓軌道上“神五”的運行速度、角速度、周期和了解變軌運動的特點等等．

當(dāng)然,對于同一個案例,每個學(xué)生可能存在不同的理解,有的學(xué)生僅能分析一些淺顯的表象,而有的學(xué)生不僅能對案例進行定性分析,還能定量分析其運動特點,個人準備的情況也為接下來的小組討論階段做了鋪墊．

2 小組合作交流，討論案例

2.1 角色扮演，增強自主意識

案例教學(xué)法區(qū)別于其他教學(xué)法最大的一個特點就是案例教學(xué)法是以“學(xué)習(xí)者為中心的合作學(xué)習(xí)”，強調(diào)學(xué)生的主體性.按照案例教學(xué)法的概念界定，我們知道案例討論的主要方式是角色扮演和小組交流.這里的角色扮演有兩層含義，其一是在課堂上教師與學(xué)生的角色地位的轉(zhuǎn)變，案例教學(xué)法的課堂要求教師改變過去“一言堂”下“獨裁者”的角色，扮演“輔助者”、“主持人”的角色，主要負責(zé)課堂討論氛圍的掌控，而學(xué)生的角色主要由課堂的“被動接受者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃犹骄空摺?，要積極主動地思考并參與課堂的討論.角色扮演第二層含義是學(xué)生在對具體案例進行分析時，在案例中扮演不同的角色.例如，“聰明的專家”的角色扮演，他對案例中涉及的問題具有精深的學(xué)識；“假想的一個人物”的角色扮演，他與案例中的人物有著密切的聯(lián)系；“善于提問的人”角色扮演，他可以對其他學(xué)生的答案提出質(zhì)疑，促使他們改進自己的分析；“仲裁”角色的扮演，他可以解決各種爭端；“激勵者”角色的扮演，他對一些問題提出獨一無二的視野和見解，一方面引起了大家的注意，另一方面也能真正鼓勵每一個人.[6]除此之外，還會有很多其他的角色.在這些角色中，有的角色與案例內(nèi)容相連，有的與案例討論的過程有關(guān).當(dāng)然，一個學(xué)生可能會在討論過程中的不同時段體會到不同的角色.建構(gòu)主義理論認為，一個人的知識只能通過自身的探索分析發(fā)現(xiàn)才能獲得，不能被他人單純地訓(xùn)練和吸收.[7]角色扮演的作用是讓學(xué)生深入到實際的案例情境中去體會不同角色下解決問題的辦法，高度提高學(xué)生的自主探究性，有利于對案例的深入理解.

那么在角色扮演中，教師先按照學(xué)生的性格、能力等特點進行分組，然后再啟發(fā)不同小組的學(xué)生扮演不同角色去分析討論教學(xué)案例.在本節(jié)課中，教師會激發(fā)學(xué)生扮演案例討論過程中“聰明的專家”、“善于提問的人”、“激勵者”等角色以促進案例討論的順利進行，也要引導(dǎo)學(xué)生思考一些“假想的人物”，例如如果你負責(zé)人造衛(wèi)星的發(fā)射過程，那么你會考慮到哪些問題？解決辦法是什么？如果你是太空艙里的宇航員，目前飛行器在圍繞地球做圓周運動，你能預(yù)料到哪些問題？如何解決？如果航天器要進行變軌交接，作為航天員的你打算怎么做？等等問題.

2.2 小組討論，培養(yǎng)合作能力

角色扮演之后，將進入小組討論階段.小組討論是案例教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，它是可以把學(xué)生的學(xué)和學(xué)生的說、聽、思、看、問、記很好地結(jié)合在一起的一種學(xué)習(xí)方法.其實，小組討論可以在學(xué)生獨立角色扮演之后，也可以伴隨其中.小組討論主要讓組內(nèi)的成員在個人閱讀、角色扮演中所發(fā)現(xiàn)的問題、解決的辦法、整理的知識和自己獨特的見解向其他學(xué)生展示出來，通過口頭交流，筆頭演算等方式共同切磋、相互啟發(fā)與補充，建構(gòu)人造衛(wèi)星的發(fā)射規(guī)律、運行規(guī)律、變軌運動的特點等知識結(jié)構(gòu)，且可以極大地增加學(xué)生的自信心，鍛煉他們的表達能力和邏輯思維能力，培養(yǎng)合作精神和團隊意識，讓學(xué)生在思維碰撞的過程中體會學(xué)習(xí)的快樂和成功的喜悅，繼而加深對物理學(xué)習(xí)的積極情感.

3 班級交流總結(jié)，升華案例

3.1 全班討論，激活集體智慧

全班討論是小組案例討論的“續(xù)集”，是小組討論的成果展示，是對教學(xué)案例中的物理概念及規(guī)律的進一步完善和提升.在這個環(huán)節(jié)中，先由每個小組的組長談?wù)勑〗M討論環(huán)節(jié)中的討論情況，可以將小組討論過程中出現(xiàn)的仍存在爭議的問題提出來供大家集體討論，可以將已解決的爭議性問題進行剖析供大家學(xué)習(xí)和借鑒，也可以將小組的創(chuàng)新性的思考結(jié)果供大家分享.

由于課堂時間限制以及討論內(nèi)容的有限，教師不可能讓每組學(xué)生都暢所欲言，所以本節(jié)課中教師先選取某一組學(xué)生代表進行發(fā)言，再由其他組學(xué)生進行相應(yīng)的補充.在這個過程中，教師要做好“主持人”角色，需要密切關(guān)注全班討論的進展和動向，使得整個討論圍繞衛(wèi)星在中心天體表面運動的黃金代換公式和衛(wèi)星環(huán)繞中心天體做勻速圓周運動的萬能公式這兩個重要模型展開.

3.2 總結(jié)提升，完善知識框架

總結(jié)提升是在班級討論的基礎(chǔ)上進行的進一步歸納、提煉和完善.可以從知識的整體建構(gòu)、科學(xué)方法的提煉、物理思想的挖掘等方面進行總結(jié)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)走向深入.總結(jié)可以由教師進行，也可以先由學(xué)生來進行.這樣不僅可以提高學(xué)生歸納和總結(jié)形成知識的內(nèi)在邏輯關(guān)系和結(jié)構(gòu)的能力，而且在總結(jié)的過程中提高他們邏輯思維能力和語言表達的能力.[8]當(dāng)然，總結(jié)的方式有很多種，可以由教師在黑板上提綱要領(lǐng)地用精煉的板書進行匯總，再讓學(xué)生進行筆記與識記；可以讓學(xué)生在課后以案例報告的形式，對本節(jié)課的討論過程及重點知識進行概括總結(jié)，然后由教師批改后繼續(xù)完善；也可以由教師給學(xué)生布置比較完善的案例型的習(xí)題，讓學(xué)生在習(xí)題訓(xùn)練中檢測自己的掌握情況與提高.

本節(jié)課采取的總結(jié)方式為第1種和第3種的結(jié)合，本著簡明清晰的原則，具體的板書設(shè)計如圖2.

①衛(wèi)星在中心天體表面運動，G=F萬，即mg=GMmR2，GM=gR2；②衛(wèi)星環(huán)繞中心天體做勻速圓周運動，F(xiàn)萬=F向，即GMmr2=ma=mv2r=mω2r=m2πT()2r，a=GMr2·v=GMr·ω=GMr3·T=2πr3GM(r=R+h)．

圖2 “萬有引力定律”兩大重要模型板書

4 教學(xué)實踐的體會與反思

史美蘭在親身體會哈佛案例教學(xué)時是這樣評價哈佛公共管理的案例教學(xué)的，“案例教學(xué)的主要特點是把現(xiàn)實中的問題帶到課堂，把教學(xué)的雙方帶到矛盾的沖突之中，把枯燥單調(diào)的理論章節(jié)，變?yōu)榻鉀Q真實問題的公開討論，把教師的單向傳授變?yōu)閹熒g的教學(xué)相長，把個人的思路變?yōu)榧w的智慧，把一個戰(zhàn)略性的束之高閣的理論框架，變?yōu)榻鉀Q公共管理現(xiàn)實問題的可操作的實踐.”[9]毫無疑問，案例教學(xué)是一種能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，使課堂從關(guān)注知識走向更關(guān)注學(xué)生思維和能力的教學(xué)，是一個值得借鑒和深入學(xué)習(xí)的教學(xué)方法.

當(dāng)然，每一種教學(xué)方法的良好實踐都是建立在深度熟悉的基礎(chǔ)上的，這就要求使用案例教學(xué)法進行實踐的教師既要熟悉其流程，同時也需要對教學(xué)內(nèi)容有較好的把握.那么如何編寫具有啟發(fā)性、典型性、趣味性、有效性的真實案例以滿足知識的建構(gòu)？如何選擇最合適的案例呈現(xiàn)方式以煥發(fā)課堂活力？在教學(xué)過程中教師如何做好干預(yù)使得課堂在融洽的氛圍中進行？小組討論環(huán)節(jié)，教師需要針對學(xué)生特點以及課程目標預(yù)設(shè)哪些與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的以及與討論過程相關(guān)的角色？以及如何引導(dǎo)學(xué)生進行角色扮演來調(diào)動學(xué)生的課堂主動性？如何檢測是否達成教學(xué)目標等等，這些都是需要廣大教師去深入思考的問題.

1 陳花留.線索式物理復(fù)習(xí)課初探—例析“機械能的復(fù)習(xí)”[J].課堂教學(xué)與研究(理)新課程導(dǎo)學(xué),2011(12):68-69.

2 邢云，陳加金，劉俊麗.素質(zhì)教育理念下“題海戰(zhàn)術(shù)”再思考[J].沙洋師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2009，10(03)：16-18.

3 T J Kowalski.Case studies of educational administration[M].New York：Longman,1991:116.

4 K K Merseth.Cases and Case Methods in Teacher Education[C]//Handbook of Research on Teacher Education.New York:Macmillan,1994：4.

5 汪明.基于新課標的高中物理教學(xué)設(shè)計與開發(fā)—以共同必修模塊物理1中“運動的描述”為例[D].南京：南京師范大學(xué)，2005:7.

6 鄭金洲.案例教學(xué)指南[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2000:160-161.

7 邵瑞珍．教育心理學(xué)[M]．上海：上海出版社,1997：47．

8 何季軍.基于導(dǎo)學(xué)模式的“智趣”課堂實施策略[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2015(5):23.

9 史美蘭.體會哈佛案例教學(xué)[J].國家行政學(xué)院學(xué)報比較與借鑒,2005(2):84-85.