基于學(xué)生認(rèn)知整合發(fā)展的高中物理復(fù)習(xí)課課例研究

摘?要：如何在復(fù)習(xí)課中落實(shí)核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展，這是高中物理教師所必須面對(duì)、思考、努力解決的問題.本文在理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐反思的基礎(chǔ)上，基于“促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知整合發(fā)展”的認(rèn)知開展復(fù)習(xí)課課例研究，實(shí)現(xiàn)了促進(jìn)學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)概念間關(guān)聯(lián)的知識(shí)體系建構(gòu)，提升了教學(xué)品質(zhì)、促進(jìn)了學(xué)生發(fā)展.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);認(rèn)知整合;復(fù)習(xí)課;課例研究

文章編號(hào)：1008-4134（2020）07-0012中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

基金項(xiàng)目：上海市第四期“雙名工程”之“攻關(guān)計(jì)劃”課題“學(xué)科核心素養(yǎng)視野下中學(xué)物理課堂活動(dòng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐研究”.

作者簡(jiǎn)介：鄧志文（1977-），男，安徽池州人，碩士，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：高中物理學(xué)科教學(xué).

1?課例研究背景

2017版普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出，高中物理課程作為自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課程，旨在提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)（物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任），為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)人類科學(xué)事業(yè)的傳承與社會(huì)的發(fā)展.如何讓核心素養(yǎng)在課堂教學(xué)中落地是我們每位教師所必須面對(duì)的課題，其中復(fù)習(xí)課教學(xué)作為高中物理教學(xué)的常態(tài)課型之一，如何在復(fù)習(xí)課中落實(shí)核心素養(yǎng)便成為其研究的重要課題.

要研究這個(gè)問題必須先回答三個(gè)問題——問題1：以往常規(guī)復(fù)習(xí)課對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的不足之處在哪里？問題2：符合課改理念和新課標(biāo)要求的復(fù)習(xí)課應(yīng)該是怎樣的？問題3：如何設(shè)計(jì)符合新要求的復(fù)習(xí)課教學(xué)？帶著這樣的問題，筆者通過文獻(xiàn)研究、同仁探討和經(jīng)驗(yàn)反思獲得以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí).

1.1?反思過去教學(xué)發(fā)現(xiàn)

以往在常規(guī)復(fù)習(xí)課中常采用?“知識(shí)點(diǎn)——規(guī)律公式——習(xí)題操練——?dú)w納總結(jié)”為線索的教學(xué)模式，也能達(dá)到復(fù)習(xí)與提高的目的，目的是學(xué)生解題技能的提高.然而，這樣的復(fù)習(xí)課對(duì)于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的意義何在？?jī)r(jià)值大嗎？帶著這個(gè)問題筆者查閱資料獲悉復(fù)習(xí)課的主要功能有三點(diǎn)：第一，鞏固知識(shí)，減少遺忘;第二，總結(jié)過程與方法，提高學(xué)生能力;第三，系統(tǒng)整合知識(shí)，建立知識(shí)結(jié)構(gòu).反觀過去多數(shù)復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)，我們更多關(guān)注在第一、二點(diǎn)，對(duì)第三點(diǎn)關(guān)注不足，主要表現(xiàn)在復(fù)習(xí)課中主要還是教師設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)思路、領(lǐng)著學(xué)生“走”（思考），雖有提問、互動(dòng)的環(huán)節(jié)，也能激發(fā)學(xué)生思維，學(xué)生就像旅游中被“導(dǎo)游”帶著游覽風(fēng)景區(qū)，一路上領(lǐng)略了美景也參加了被安排的各類體驗(yàn)活動(dòng)，但旅游的體驗(yàn)難有自助游那么印象深刻，鮮有發(fā)現(xiàn)美景的驚喜（獲得認(rèn)知發(fā)展的成就感），其中一個(gè)重要原因是學(xué)生參與設(shè)計(jì)過程不足、探索體驗(yàn)度不夠.復(fù)習(xí)課中，學(xué)生參與設(shè)計(jì)的“主體性”體現(xiàn)不足，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)整合的關(guān)注度不足，學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)不足.這也是部分學(xué)業(yè)成績(jī)優(yōu)異的學(xué)生會(huì)做題、考試成績(jī)不錯(cuò)，但物理概念不清，遇到新情景、與實(shí)際生活結(jié)合問題就“傻眼”的原因，主要表現(xiàn)在不善于用科學(xué)規(guī)范的物理語言描述物理現(xiàn)象、規(guī)律、過程，表達(dá)過程中常出現(xiàn)不清晰，甚至混亂的情況.

1.2?如何設(shè)計(jì)促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的復(fù)習(xí)課

怎樣在復(fù)習(xí)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知整合發(fā)展呢？研究資料顯示——促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展課堂的主要特征：第一，真正以學(xué)生為主體，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)展，使三維目標(biāo)落到實(shí)處;第二，注重學(xué)生的前認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生在前認(rèn)知的基礎(chǔ)上進(jìn)行深層加工，自主建構(gòu)科學(xué)概念，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)認(rèn)知的發(fā)展;第三，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的科學(xué)探究環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生將觀察和思考聯(lián)系起來，注重證據(jù)和邏輯，教學(xué)過程既有預(yù)設(shè)又有生成.教學(xué)中學(xué)生認(rèn)知整合的發(fā)展方式主要有兩種：按照物理知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系建構(gòu)整合和圍繞核心概念的發(fā)展建構(gòu)整合.促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知整合發(fā)展的主要策略有分類、對(duì)比、類比、圖示等.

基于以上認(rèn)識(shí)，筆者基于“建構(gòu)知識(shí)體系、發(fā)展學(xué)生認(rèn)知整合”認(rèn)知，沿循“前期分析——設(shè)定目標(biāo)——確定重難點(diǎn)——選擇策略——設(shè)計(jì)教學(xué)過程——教學(xué)實(shí)踐——反思改進(jìn)”的路徑于2019年4月初在高二等級(jí)考的“第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律”復(fù)習(xí)教學(xué)第一課時(shí)中開展了課例實(shí)踐研究.

2?課例設(shè)計(jì)

2.1?基于建構(gòu)知識(shí)體系的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情分析

2.1.1?從橫向和縱向進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容分析

橫向來看：通過初、高中基礎(chǔ)型內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了有關(guān)動(dòng)力學(xué)知識(shí)，初步了解、不同程度掌握了一些分析、解決問題的方法.在前兩章分別復(fù)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)、力和力的平衡.通過本章牛頓運(yùn)動(dòng)定律內(nèi)容學(xué)習(xí)建立的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀是理解物體做直線與曲線運(yùn)動(dòng)、做加速與減速運(yùn)動(dòng)條件的基礎(chǔ)，也是電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)中分析力學(xué)問題的基礎(chǔ)，還是最后建構(gòu)力電綜合知識(shí)體系的基礎(chǔ).

縱向來看：運(yùn)動(dòng)和相互作用作為大概念，與之關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)和力概念以及本章研究的牛頓三定律為關(guān)鍵概念，它包含與發(fā)展的下位概念包括了各種具體形式的運(yùn)動(dòng)、各種性質(zhì)的力等.

2.1.2?從學(xué)生所處的認(rèn)知階段、存在的問題角度分析

我校為上海市實(shí)驗(yàn)性示范性高中，本設(shè)計(jì)針對(duì)的教學(xué)對(duì)象為我校高二年級(jí)參加等級(jí)考的學(xué)生，學(xué)生總體上基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)習(xí)熱情高、科學(xué)思維素養(yǎng)好.

學(xué)生已經(jīng)存在的前概念主要有：勻變速直線運(yùn)動(dòng)、周期運(yùn)動(dòng)、分子運(yùn)動(dòng)、天體運(yùn)動(dòng)和各種性質(zhì)的力的基本概念與規(guī)律，已經(jīng)知道慣性、牛頓三定律的內(nèi)容，具備了應(yīng)用牛頓定律解釋現(xiàn)象、解決問題的初步能力.存在的問題是：對(duì)易混淆的慣性、慣性定律概念不清，對(duì)概念間的層級(jí)關(guān)系不清，對(duì)三個(gè)定律間的聯(lián)系沒有清楚的認(rèn)知，多數(shù)同學(xué)的認(rèn)知體系中各概念、規(guī)律比較孤立，尚缺乏建構(gòu)其間的聯(lián)系.

本章節(jié)涉及的科學(xué)方法有建模、理想實(shí)驗(yàn)、比較等，學(xué)生已經(jīng)初步掌握，但尚不能熟練應(yīng)用.這部分內(nèi)容作為本章第二課時(shí)復(fù)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容，本課時(shí)暫不涉及.

2.2?緊扣核心素養(yǎng)進(jìn)行目標(biāo)設(shè)定，思考達(dá)成目標(biāo)策略與標(biāo)準(zhǔn)

（1）物理觀念：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步加深對(duì)“運(yùn)動(dòng)”和“力”的認(rèn)識(shí)，將過去零散的、片段的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，完善與建構(gòu)知識(shí)體系、理解兩個(gè)核心概念間的聯(lián)系，促進(jìn)概念進(jìn)階的發(fā)生，發(fā)展學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用的觀念.

策略：學(xué)生在提出問題、解釋問題過程中清晰闡述概念、規(guī)律，描述物理過程，解釋或解決問題.達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)：能清楚地描述概念、規(guī)律之間的關(guān)系;過程描述清晰，能抓住關(guān)鍵點(diǎn);能進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣寡由?，可以綜合運(yùn)用牛頓定律來解釋現(xiàn)象、解決問題.

（2）科學(xué)思維：學(xué)習(xí)、經(jīng)歷建構(gòu)物理知識(shí)體系、知識(shí)內(nèi)在聯(lián)系的一種方法——概念圖法的過程中，體會(huì)人腦對(duì)科學(xué)事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及事物之間相互關(guān)系的間接與概括的反映，促進(jìn)學(xué)生掌握研究和解決問題的方法，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng).

策略：討論、初步形成對(duì)三個(gè)定律關(guān)系的認(rèn)識(shí)，畫概念圖.達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)：各小組畫出力和運(yùn)動(dòng)的概念圖.

（3）科學(xué)探究：通過師生、生生間多向互動(dòng)，經(jīng)歷提出問題、分析討論、合作交流、解釋現(xiàn)象、解決問題的過程，發(fā)展科學(xué)探究的素養(yǎng).

策略：教師創(chuàng)設(shè)一個(gè)情景，學(xué)生開放性提問，然后歸納、歸類，最后總結(jié)提升.達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)生廣泛地參與，所有學(xué)生都能提出問題，部分學(xué)生能提出高質(zhì)量問題，并有新問題生成.

（4）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：在建構(gòu)物理知識(shí)體系的過程中，體會(huì)到物理知識(shí)內(nèi)在的一致和諧性，發(fā)展學(xué)生的好奇心和求知欲，激發(fā)他們探究世界的興趣.

策略：讓學(xué)生在組內(nèi)、組間較充分地交流表達(dá)，充分尊重每位學(xué)生的勞動(dòng)（思考）成果.達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)生不同程度地認(rèn)識(shí)三個(gè)定律間的關(guān)系，部分學(xué)生能基于自己的邏輯認(rèn)識(shí)建構(gòu)三定律間關(guān)系.

2.3?確定重難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：建構(gòu)牛頓三定律間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系.

幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)、建構(gòu)牛頓三定律間的邏輯關(guān)系，是促進(jìn)學(xué)生動(dòng)力學(xué)整體認(rèn)識(shí)發(fā)展、進(jìn)一步發(fā)展運(yùn)動(dòng)與相互作用觀的重要載體，可以內(nèi)化、遷移為學(xué)生認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的思維方式.這是學(xué)生之前學(xué)習(xí)中沒有涉及的地方，也是教學(xué)容易忽略的地方.

（2）難點(diǎn)：易混、易錯(cuò)點(diǎn)：慣性與慣性定律的區(qū)別、作用力與反作用力與平衡力間的異同點(diǎn);不易建立聯(lián)系點(diǎn)：牛頓三定律間的聯(lián)系.

難點(diǎn)確立依據(jù)四個(gè)“點(diǎn)”——學(xué)生學(xué)習(xí)的易混點(diǎn)、易錯(cuò)點(diǎn)，不易建立聯(lián)系的點(diǎn)和學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系方法上存在的困難點(diǎn).

2.4?選擇教學(xué)策略

（1）通過小組合作完成概念圖，幫助學(xué)生建立概念間的橫縱聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生深化“運(yùn)動(dòng)”與“力”的理解，建構(gòu)其間聯(lián)系，完善知識(shí)體系.

（2）小組通過交流討論，建構(gòu)知識(shí)體系.

本節(jié)課主要抓住知識(shí)體系建構(gòu)，重點(diǎn)探討概念、規(guī)律間的橫向聯(lián)系與縱向?qū)蛹?jí)，以面帶點(diǎn)，全局概括，不求全覆蓋但求有一定思維深度的方式，期望達(dá)到發(fā)展學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀、促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知整合發(fā)展的目標(biāo).

2.5?設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)

本設(shè)計(jì)旨在探索以教師組織、引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)建構(gòu)、完善“動(dòng)力學(xué)”知識(shí)體系過程為載體，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展、發(fā)展核心素養(yǎng)的目標(biāo).因此，教學(xué)設(shè)計(jì)宜粗不宜細(xì)，主要設(shè)計(jì)好教學(xué)環(huán)節(jié)，做好備選任務(wù)方案，教學(xué)中基于課堂生成的問題進(jìn)行靈活推進(jìn).

2.5.1?教學(xué)環(huán)節(jié)

第一環(huán)節(jié)，概念梳理——基于情景的物理問題匯集、歸類整理;第二環(huán)節(jié)，建構(gòu)知識(shí)體系——通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所提出的問題進(jìn)行歸類拓展深化、教師以問題方式引導(dǎo)學(xué)生思考概念間的橫縱聯(lián)系;第三環(huán)節(jié)，總結(jié)與反饋.

2.5.2?教學(xué)流程（具體活動(dòng)參看課例實(shí)踐）

3?課例教學(xué)實(shí)踐與分析

3.1?情景引入、就圖提問

【情景引入】PPT展示圖片及新聞報(bào)道——2019年3月30日，30名四川涼山消防官兵在滅火中英勇犧牲的英雄事跡.然后呈現(xiàn)：消防員訓(xùn)練時(shí)跳下平臺(tái)的照片（如圖2）.

【活動(dòng)1】請(qǐng)同學(xué)們就這張照片提出與運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)相關(guān)的物理問題，一會(huì)進(jìn)行課堂交流.

提出四點(diǎn)要求（PPT呈現(xiàn)）：

（1）提出的是物理問題;

（2）表述問題盡量用科學(xué)、規(guī)范、簡(jiǎn)潔的語言，問題盡量完整;

（3）建議先獨(dú)立思考后相互交流問題;

（4）課堂交流時(shí)后回答的同學(xué)不重復(fù)前面的問題，但可補(bǔ)充、完善、質(zhì)疑前面的問題.

設(shè)計(jì)意圖：（1）引入社會(huì)熱點(diǎn)情景，無痕開展學(xué)科德育，引導(dǎo)學(xué)生崇尚英雄，學(xué)習(xí)英雄勇于承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的精神，同時(shí)意識(shí)到平時(shí)勤練技能方能在關(guān)鍵時(shí)候挽救生命;（2）在提問過程中，經(jīng)歷將實(shí)際情境通過建模轉(zhuǎn)化為物理問題，發(fā)展科學(xué)思維;（3）在表達(dá)、交流問題過程中深化對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)等相關(guān)概念、規(guī)律的理解，發(fā)展運(yùn)動(dòng)觀、相互作用觀;（4）在交流問題、傾聽他人見解的過程中發(fā)展認(rèn)知，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí).

3.2?“問題歸類”活動(dòng)

【活動(dòng)2】分組討論將學(xué)生所提的問題進(jìn)行分類，合并“同類項(xiàng)”后歸納出典型問題.

設(shè)計(jì)意圖：采用分類策略（1）讓學(xué)生在對(duì)諸多問題進(jìn)行辨析、比較、分類的過程中，深化對(duì)“運(yùn)動(dòng)”與“力”的概念的理解，進(jìn)一步發(fā)展運(yùn)動(dòng)與相互作用的物理觀念;（2）通過歸納典型問題的過程，感悟分類的思想方法、研究問題先抓主要矛盾的思維方式，促進(jìn)科學(xué)思維素養(yǎng)的發(fā)展.

3.3?解決問題、溫故知新

【活動(dòng)3】學(xué)生提出的這些問題怎么解決？

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)典型問題的討論、解決的過程回顧、梳理舊知，教師通過追問引導(dǎo)學(xué)生深化概念、引發(fā)認(rèn)知沖突、引導(dǎo)在概念比較和建構(gòu)關(guān)聯(lián)中發(fā)展認(rèn)知、建構(gòu)新知.

【典型問題1】消防員從平臺(tái)上曲腿跳下到最終站立的過程中，他做怎樣的運(yùn)動(dòng)？