核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理復(fù)習(xí)課教學(xué)策略初探
——以“力與運動”章節(jié)復(fù)習(xí)教學(xué)為例

葛漢洪 孫有花 朱林根

(1. 江蘇省高郵市車邏初級中學(xué)，江蘇 高郵 225600； 2. 江蘇省高郵市教育局，江蘇 高郵 225600)

關(guān)于核心素養(yǎng),現(xiàn)在已經(jīng)提得很多了,然而在理論層面,對核心素養(yǎng)的認(rèn)識、界定仍然存在一些困難,有論者在梳理了一些有代表性的觀點后指出:“關(guān)于‘核心素養(yǎng)’的理解,無論是國際組織還是國內(nèi)專家,基本上都是一人一個看法,一千個研究者心中有一千種‘核心素養(yǎng)’．”[1]有點“亂花漸欲迷人眼”的味道．但這并不影響在實踐層面我們要轉(zhuǎn)變單向的應(yīng)試主義教學(xué)目的觀,牢固樹立核心素養(yǎng)的教學(xué)目的觀——為學(xué)生的核心素養(yǎng)而教．本文認(rèn)為,物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是學(xué)生在物理問題發(fā)現(xiàn)、解決的過程中形成的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任等的結(jié)合體,物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育必須基于物理學(xué)科內(nèi)容的習(xí)得,從把握物理學(xué)科本質(zhì)、領(lǐng)悟?qū)W科核心思想入手．所以,核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)還是需要創(chuàng)設(shè)物理情境、離析出物理問題,讓學(xué)生在問題解決的過程中創(chuàng)造知識(不是創(chuàng)新知識)、運用知識,并轉(zhuǎn)識成智、遷化成能,讓核心素養(yǎng)在學(xué)生不斷地獲取、運用知識的過程中氤氳化生．沒有知識,素養(yǎng)就是無本之木,無源之水,也就是說,核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂并不是只要素養(yǎng),不要知識,只是核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)“不再把教學(xué)視為一種在知識的世界里安置人的居所,而是在人的世界里思考知識的功用的活動．”[2]一切取決于師生在課堂上經(jīng)歷了怎樣的活動,使得知識在學(xué)生那里是如何展開的,知識有沒有留在學(xué)生的生命里,學(xué)生的靈魂有沒有因為知識的滲入而變得越來越“香”．其精神實質(zhì)是:讓人回到課堂的中央,教學(xué)更加聚焦人的自然生成與和諧發(fā)展．

本文以蘇科版“力與運動”章節(jié)復(fù)習(xí)為例,談?wù)労诵乃仞B(yǎng)導(dǎo)向的復(fù)習(xí)課教學(xué)策略．

1 重組知識結(jié)構(gòu) 建立精巧主線 形成整體觀念

復(fù)習(xí)課,一般沒有新知識,講究的是溫故知新,即在熟悉的地方發(fā)現(xiàn)新的風(fēng)景,實現(xiàn)新的意義生成.這也是很多教師覺得復(fù)習(xí)課難上的一個主要原因．為了克服這個困難,我們必須先弄清楚為什么必須上復(fù)習(xí)課?復(fù)習(xí)課具有的獨特價值在哪?簡單來說,相關(guān)知識在進(jìn)入課程之前是呈整體存在的樣態(tài),但進(jìn)入課程之后,勢必要進(jìn)行分組切片處理,割裂成一節(jié)一節(jié)的內(nèi)容,以便分課時教學(xué).這就決定了學(xué)生通過新授課學(xué)到的往往是點狀離散的知識結(jié)構(gòu)．如何從章(有時是冊、段)的廣度、深度、高度將學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)從點狀結(jié)構(gòu)發(fā)展到網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、從零散結(jié)構(gòu)優(yōu)化到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),從而讓學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)達(dá)到內(nèi)容豐富、聯(lián)系緊密、區(qū)分明確、層次鮮明的整體化、系統(tǒng)化的“專家”水平,恰恰就是復(fù)習(xí)課要完成的任務(wù)．質(zhì)言之,只要對知識進(jìn)行合理的重組、設(shè)計,復(fù)習(xí)課仍然有“意外的通道”、“美麗的圖景”,仍然可以是一段“有激情的行程”．如果按照教材順序?qū)χR進(jìn)行“溫習(xí)再現(xiàn)”、對習(xí)題進(jìn)行“拼盤操練”,采用知識梳理、典例突破、當(dāng)堂訓(xùn)練3步走的常規(guī)模式,充其量重復(fù)、鞏固了學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu),提高了熟練程度,而難以滿足學(xué)生的探究欲望,難以實現(xiàn)學(xué)生的思維發(fā)展,想通過這樣沒有靈魂的復(fù)習(xí)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)就幾乎無從談起．

對于“力與運動”,教材將全章分為3小節(jié),第1節(jié)二力平衡和第2節(jié)牛頓第一定律是為第3節(jié)研究力與運動的關(guān)系做準(zhǔn)備的．單純從知識邏輯看,研究力與運動應(yīng)該從物體不受力時會處于怎樣的運動狀態(tài)過渡到受力時會處于怎樣的運動狀態(tài)才比較合理,但從學(xué)生邏輯看,物體運動的平衡態(tài)和非平衡態(tài)在生活很常見,二力平衡的條件也可以通過實驗直接探究,相對牛頓第一定律和慣性來說理解的困難較小一點,教材在調(diào)和知識和學(xué)生兩方面因素之后作出這樣的編排,有其合理性．但在復(fù)習(xí)時,就需要重建一條貫穿全章的邏輯主線以優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),形成整體觀念,發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)．筆者認(rèn)為,以知識的發(fā)生為主線,以科學(xué)家的不懈努力為暗線組織課堂是較好的一種選擇．具體做法是:推小車情境引入→辨析亞里士多德的觀點:“推一個物體的力不再推它時,物體便歸于靜止,即力是維持物體運動的原因．”其正誤→探究摩擦阻力對物體的運動有什么影響→伽利略的觀點:“任何運動著的物體,只要除去加速或減速的原因,此速度就可以保持不變”→牛頓的觀點:“一切物體在不受力時總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)”→慣性、慣性定律→力是改變物體運動狀態(tài)的原因→力與運動的關(guān)系→探究二力平衡的條件→小結(jié)提升.

2 把握知識特點，琢磨精細(xì)方法，突破認(rèn)知障礙

就像高明的畫家在作畫時既注重整體的布局,也強調(diào)細(xì)節(jié)的刻畫一樣．好的教學(xué)也離不開在學(xué)生思維層面的精雕細(xì)琢．再精巧的主線,如果沒有教學(xué)細(xì)節(jié)的有力支撐,課堂的效果就要大打折扣．課堂是由一個個血脈相連的細(xì)節(jié)組成的,從某種程度上可以說,學(xué)生的核心素養(yǎng)是在細(xì)節(jié)中培育的,課堂教學(xué)任何時候都不能忽視細(xì)節(jié)的作用．而細(xì)節(jié)如何處理,并沒有放之四海而皆準(zhǔn)的做法,需要根據(jù)具體的知識做具體的分析．

“力與運動”研究的主題是力與運動的關(guān)系,它是人類認(rèn)識史上的重大課題,很難說通過新授就能讓學(xué)生形成正確、清晰的認(rèn)知．亞里士多德的觀點為什么能統(tǒng)治千年之久,是因為他的觀點也是有經(jīng)驗和證據(jù)支持的.這種經(jīng)驗與人們經(jīng)常看到的現(xiàn)象大多是一致的,容易引起人們的共識,時至今日,還有人不自覺地支持他的觀點．只是他的觀點不完全經(jīng)得起推敲,正是因為伽利略、牛頓等物理學(xué)家經(jīng)過艱苦卓絕的探究,才證明了亞里士多德的錯誤,揭示出力與運動關(guān)系的本質(zhì),還事物以本來的面目．另外,本章還有個慣性概念,盡管慣性現(xiàn)象在生活中隨處可見,從定義上看,文字表述也不復(fù)雜,但它依然是公認(rèn)的一個認(rèn)知難點,學(xué)生時不時就會暴露出理解上的偏誤．而無論是要糾正亞里士多德的觀點最終得出牛頓第一定律,還是要在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上認(rèn)識物體的慣性,都離不開科學(xué)思維．這就給我們一個啟示:教學(xué)要主動拿起科學(xué)思維這個有效武器,以幫助學(xué)生形成正確認(rèn)識．下面就以糾正亞里士多德的觀點最終得出牛頓第一定律和在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上認(rèn)識物體的慣性兩點上加以說明．

2.1 利用頻閃照片，填補認(rèn)知盲點，使思維更明朗

圖1

教材通過斜面小車實驗探究摩擦阻力對物體運動的影響并通過科學(xué)推理糾正亞里士多德的觀點,但實驗中只觀察到作為結(jié)果的小車在水平面上運動的路程,并不能顯示作為過程的小車在水平面上運動的特點,學(xué)生在這里存在一個不易察覺的認(rèn)知盲點．即知識的形成過程經(jīng)不起推敲、質(zhì)詢,這樣有缺陷的認(rèn)知過程當(dāng)然不利于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)．因為初中學(xué)生的抽象思維還離不開實物的刺激,所以這里如果作一個改進(jìn),給出小車運動的頻閃照片,則可以清楚顯示其過程特點,能有效填補認(rèn)知盲點,激發(fā)學(xué)生思維從形象走向抽象．學(xué)生通過比較幾次運動的相同點和不同點可以輕松得出相同點是小車的速度都在減小,不同點是小車的速度減小得越來越少,并自主推理:如果小車在光滑水平面上運動,即受到的摩擦力為0,則小車運動的速度不會減小,將一直勻速直線運動下去,如圖1所示.

2.2 巧設(shè)分析路徑，克服認(rèn)知困難，使思維更清晰

由以上實驗和推理可得出伽利略的觀點:“任何運動著的物體,只要除去加速或減速的原因,此速度就可以保持不變”．在此基礎(chǔ)上再繼續(xù)拓展,當(dāng)小球滾離桌面的瞬間,分現(xiàn)實(受重力)和理想(不受力)兩種情況判斷其運動軌跡,學(xué)生很容易給出結(jié)果，如圖2所示．由此得到牛頓第一定律(略),緊接著,以手豎直向上拋出物體(橡皮頭)為例,依然分理想與現(xiàn)實兩種情況判斷物體的運動特點,師生對話如下.

師:假設(shè)物體以2m/s的速度離開我的手,并且離開我的手瞬間,物體所受的力全部消失,則它將會怎樣運動?

圖2

生:豎直向上做速度為2m/s的勻速直線運動．

師:如果物體以1m/s的速度離開我的手呢?如果是速度為0,即靜止呢?

生:豎直向上做速度為1m/s的勻速直線運動．物體會保持靜止．

師:可總結(jié)得出……

生:靜止的物體在不受力時會保持靜止,運動的物體在不受力時會保持原來的速度做勻速直線運動．

師:而實際情況是,如果物體以1m/s的速度離開我的手,在離開我的手之后會受到重力,則它離開我的手后還要不要保持做勻速直線運動?

生:要．(開始可能有分歧,但最后肯定能取得一致正確)

師:它要保持勻速直線運動跟它受力不受力有無關(guān)系?由什么決定?

生:沒有關(guān)系,由它自身的性質(zhì)決定．

師:我們給物體在這方面表示出來的性質(zhì)起個名字叫……

生:慣性．(什么是慣性略)

師:因為慣性,物體還要保持向上做勻速直線向上運動,但它能不能做到勻速直線向上運動呢?

生:不能．

師:為什么?

生:因為它受到重力,重力要改變它的運動狀態(tài)．

師:因為慣性(內(nèi)在本性)和重力(外在影響)對物體運動的共同影響,最后就是我們看見的物體將會怎樣運動?

生:向上做減速運動．

筆者認(rèn)為,先區(qū)分理想的不受力和現(xiàn)實的受力兩種情況,再結(jié)合得到我們看見的物體運動的實際情形,通過情境浸潤和對話引導(dǎo),可以避免認(rèn)知過程的籠統(tǒng)、模糊,讓學(xué)生不僅運用目光,而且運用思維“抓住”生活現(xiàn)象,可以讓思路更加清晰,實現(xiàn)準(zhǔn)確建構(gòu),有效克服學(xué)生的認(rèn)知困難．

3 挖掘知識內(nèi)涵，勾連精妙關(guān)系，感受文化熏陶

物理學(xué)的發(fā)展既創(chuàng)造了顯性的理論成果、系統(tǒng)的科學(xué)方法,同時創(chuàng)造的是隱藏其后的科學(xué)理性的思想、實事求是的態(tài)度、獨立自由的精神等,它們共同構(gòu)成了物理文化．遺憾的是“受科學(xué)認(rèn)識的宰制,供學(xué)生學(xué)習(xí)的‘科學(xué)文化知識’被化約為‘科學(xué)知識’,‘文化’則成了可有可無的修飾語．”[3]那些以概念、公式、定律、原理、法則等概念系統(tǒng)表征的符號系統(tǒng)為主導(dǎo)的知識抽象且價值無涉,它們“省略了心靈和想象力”，[4]無意也無能于學(xué)生精神提升和心靈喚醒,應(yīng)付考試尚可,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)定然力不從心．如何回復(fù)知識的文化育人功能,日本戰(zhàn)國三杰之一的德川家康的故事也許可以給我們以啟發(fā)．《日本和日本人》一書中記載了這樣一件事:有人看見德川親自洗刷一條舊綢褲,表示不能理解,德川解釋說:“我這樣做并不是為了這件衣服的本身有什么大價值,乃是我為了制成它時所需要的種種事情．它是一個貧婦辛苦的結(jié)果,這就是我珍視它的理由．倘使我們用東西的時候,不想想制成這些東西要費多少時間和努力,那么我們就和禽獸差不多了．”同樣的可以說:如果我們在學(xué)習(xí)、運用知識時,不想想制成這些知識要費多少時間和努力,那么,我們就和禽獸差不多了．這就要求我們的教學(xué)不但要讓學(xué)生掌握顯化的知識和方法,積極將知識與生活融通,而且要盡可能地讓學(xué)生重走知識形成過程中關(guān)鍵的那幾步,在探索中思考,在思考中發(fā)現(xiàn),在發(fā)現(xiàn)中感悟,不但獲取顯性的知識,而且感受到科學(xué)態(tài)度、物理文化的熏陶,促進(jìn)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成．

對于“力與運動”一章而言,正如一位著名歷史學(xué)家所言:“在以往1500年里,人類心智所面對和克服所有智力困難中,我覺得最令人驚奇、影響范圍最大的就是運動問題”.[5]不同時期的科學(xué)家在探索力與運動關(guān)系的道路上所作出的不懈努力,所表現(xiàn)出來的智慧和精神,都是潛在的教學(xué)資源,并且力與運動的現(xiàn)象在生活中隨處可見,這些都可以挖掘、勾連、梳理、利用．比如:

3.1 勾連知識與知識的關(guān)系

通過在新情境中再探究得出“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”之后,利用投影將其與之前亞里士多德的錯誤觀點“力是維持物體運動的原因”相對照,并指明:跨越這一步,人類用了約2000年”．在當(dāng)時的教學(xué)現(xiàn)場,筆者似乎真的聽到學(xué)生因為感受到歷史的厚重、感悟到認(rèn)識的艱難、感嘆于人類智慧和意志的偉大而“砰砰”作響的心跳聲．

3.2 勾連知識與生活的關(guān)系

在小結(jié)提升部分,筆者在課堂上特意播放了一段電影《極盜者》中翼裝飛行的片段,學(xué)生在觀看時就不斷地發(fā)出“哇……哇”的驚嘆聲,相信當(dāng)時的他們一定在為人類的夢想、智慧、勇敢而感到驕傲和自豪,并且感受到運動的美,知識的妙．筆者在影片結(jié)束前設(shè)置了這樣一個問題:翼裝飛行如何停止?學(xué)生能自信給出答案:通過降落傘減速．這個答案立即通過影片得到了驗證．這個問題一方面跟力改變物體運動狀態(tài)聯(lián)系了起來,更重要的是讓學(xué)生覺得自己獲得了某種“預(yù)見”的能力,他們在暗自竊喜之余會不會感悟到知識的力量,滋生學(xué)習(xí)的使命感呢?

3.3 勾連知識與科學(xué)家的關(guān)系

在課堂的最后,筆者提問:本章除了學(xué)到一些知識,還學(xué)到一個重要方法是什么?有學(xué)生回答控制變量法,還有同學(xué)回答理想實驗的思想方法．筆者指明理想實驗法更重要,并給出理由:伽利略通過理想實驗法糾正了亞里士多德的錯誤觀點,為牛頓建立牛頓第一定律打下堅實基礎(chǔ),所以牛頓才說:“如果說我比別人看得更遠(yuǎn)些,那是因為我站在了巨人的肩上．”然后繼續(xù)發(fā)問:這里的巨人有幾位,但肯定有誰?學(xué)生回答:伽利略．筆者緊接著給出:后來者愛因斯坦說“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理的方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端．”由此學(xué)生能明白物理學(xué)史上的這段輝煌歷程,能感受到物理知識是在歷史的長河中繼承和發(fā)展起來的,而且還將繼續(xù)發(fā)展下去．他們會不會為科學(xué)家的睿智所折服,為科學(xué)家謙虛的精神品質(zhì)所傾佩呢?會不會終生不會忘記:物理學(xué)是從伽利略開始的呢?而這些不正是最基本的核心素養(yǎng)嗎?

4 發(fā)揮知識功用，編織精要習(xí)題，錘煉思維品質(zhì)

人本主義教育學(xué)家波格丹·蘇霍多爾斯基認(rèn)為人類生活是散文和詩之間連續(xù)不斷的相互關(guān)聯(lián),因而就存在散文的教育和詩的教育．這里的“散文”是指如實的、無想象力的意思,“散文教育”是指實際行動和物質(zhì)生活,以及為生活做準(zhǔn)備的教育;“詩”帶有“詩情、詩意”的意思,“詩的教育”側(cè)重于思想活動和精神活動,克服人生意義的迷茫,達(dá)到自我實現(xiàn)的教育．他認(rèn)為,真正的人本主義教育應(yīng)該包括兩者,盡管后者更重要．本文認(rèn)為,在現(xiàn)實語境下,我們可以將“散文教育”理解為考試取向的教育,“詩的教育”為核心素養(yǎng)取向的教育,現(xiàn)實的課堂教學(xué)必須兩者兼顧,盡管后者更重要,畢竟只有“詩的教育”過不了今天,只有“散文教育”過不了明天．所以,筆者專門為本課安排了一些當(dāng)堂訓(xùn)練的練習(xí)題,通過這些練習(xí)題仍然可以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)．例如以下的問題.

圖3

習(xí)題1.如圖3所示,在豎直平面內(nèi)用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個小球,將小球拉至A點,使細(xì)線處于拉直狀態(tài),由靜止開始釋放小球,不計摩擦,小球可在A、B兩點間來回擺動.當(dāng)小球擺到B點時,細(xì)線恰好斷開,則小球?qū)?/p>

(A) 在B點保持靜止.

(B) 沿BE方向運動.

(C) 沿BC方向運動.

(D) 沿BD方向運動.

解析:復(fù)習(xí)課的重要任務(wù)是鞏固知識,而真正的鞏固知識是學(xué)生在對問題的思考中進(jìn)行的．本題無法通過觀察實驗現(xiàn)象直接解決,必須通過一定的想象,運用所學(xué)知識加以分析判斷．此外,如對本題進(jìn)行變式拓展:當(dāng)小球擺動到A、B間任一點時,小球所受的力全部消失,則小球?qū)鯓舆\動．還可以鞏固本課的重要方法:科學(xué)推理．如此可以有效培養(yǎng)學(xué)生在復(fù)雜情境中解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)．

習(xí)題2.如圖4(甲)所示,放在粗糙程度不變的水平地面上的物體,用方向不變的力F向右拉物體,拉力F的大小隨時間的變化關(guān)系如圖4(乙)所示,物體的運動速度隨時間的變化關(guān)系如圖4(丙)所示,則在t=1s時,物體受到的摩擦力________N;在t=3s時,物體受到的摩擦力為_______N．

圖4

解析:通過圖像描述物理過程是物理學(xué)研究的常用方法,能通過圖像收集信息作為問題解決的條件是學(xué)生應(yīng)該具備的基本物理素養(yǎng)．這樣的習(xí)題對學(xué)生能形成有益的智力挑戰(zhàn),解決這樣的問題,可以鍛煉學(xué)生的觀察能力、想象能力、邏輯思維能力、綜合運用知識加以判斷的能力等,對培養(yǎng)學(xué)生多方面的良好習(xí)慣和品質(zhì)有積極意義,而這些都是物理核心素養(yǎng)的應(yīng)有之義,換言之,學(xué)生能夠解決這道題,也是具備了一定的物理學(xué)科素養(yǎng)的體現(xiàn)．

1 周序.核心素養(yǎng):從知識的放逐到知識的回歸[J]. 課程·教材·教法,2017(2)：61-66.

2 余宏亮.生成性教學(xué):知識觀超越與方法論轉(zhuǎn)向[J]. 課程·教材·教法,2016(9)：80-87.

3 應(yīng)瓊.意義的關(guān)照:知識教學(xué)的深度追求[J]. 全球教育展望,2014(8)：23-29.

4 威廉·多爾.尋找精神:對西方課程思想的反思[J]. 全球教育展望,2014(1)：23-29.

5 [美]阿特·霍布森.物理學(xué):基本概念及其與方方面面的聯(lián)系[M]. 上海： 上海科學(xué)技術(shù)出版社,2001.