鄧中良

摘?要：通過微型項目式教學(xué)，將牛頓第一定律的內(nèi)容進(jìn)行單元化整合，通過“任務(wù)”引領(lǐng)，組織學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中尋找概念和規(guī)律中的邏輯關(guān)聯(lián)，構(gòu)建知識鏈條，最終以學(xué)生自己設(shè)計的“實驗”和“作品”作為項目的“成果”，實現(xiàn)物理概念和規(guī)律的深度學(xué)習(xí)，探索發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的新途徑.

關(guān)鍵詞：項目式教學(xué);核心素養(yǎng);深度教學(xué)

文章編號：1008-4134（2020）11-0042中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

項目教學(xué)法起源于歐洲，是一種建立在工業(yè)社會、信息社會基礎(chǔ)上的現(xiàn)代教育形式.它借助工程中項目流程的形式，通過培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和自主學(xué)習(xí)的能力，以期達(dá)成人的全面發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的育人效果.新課標(biāo)提出了發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)、立德樹人的教學(xué)目標(biāo).傳統(tǒng)授受式課堂教學(xué)多以教師為中心，學(xué)生只能被動地接受和服從，不能完全適應(yīng)新課標(biāo)的要求.而項目式教學(xué)則能給師生提供一種“以學(xué)生為中心”的高效有序的課堂教學(xué)模式，較好體現(xiàn)了課改精神.為了實現(xiàn)物理概念和規(guī)律在課堂上的深度教學(xué)，筆者以物理核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，把“牛頓第一定律”的教學(xué)嵌入項目式教學(xué)的流程，相對于典型項目式教學(xué)需要較長時間才能完成一個專題或單元，一節(jié)課的教學(xué)只能稱為“微型項目式教學(xué)”.下面就本節(jié)課的設(shè)計和教學(xué)實踐做一介紹，希望能給新課程的實施帶來一些新意.

1?根據(jù)課標(biāo)要求及學(xué)情分析確定教學(xué)目標(biāo)

1.1?課標(biāo)研讀

2017年版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》首次提出了基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的課程目標(biāo).要求教學(xué)設(shè)計要從能力目標(biāo)優(yōu)化科學(xué)探究，圍繞立德樹人確立教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容.教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容要能夠促進(jìn)物理觀念的形成，能夠發(fā)展科學(xué)思維能力.要從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面實施教學(xué)，落實對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng).新課標(biāo)涉及本節(jié)知識的敘述為：理解牛頓運動定律，能用牛頓運動定律解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題.

1.2?學(xué)情分析

1.2.1?初高中教材創(chuàng)設(shè)情境的異曲同工

初中教材先通過生活中的實例介紹亞里士多德關(guān)于力和運動關(guān)系的論述：力作用在物體上，物體才能運動;沒有力作用在物體上，物體就不運動.這種以生活現(xiàn)象或生活經(jīng)驗為背景的論斷，符合人們“眼見為實”的認(rèn)知習(xí)慣，很容易被人們接受.教材接下來安排的對比木塊在不同粗糙程度的水平面上運動的探究實驗，引導(dǎo)學(xué)生思考：具有速度的木塊在沒有推力時為什么還能向前運動？亞里士多德的論述是否正確？使學(xué)生對開始的認(rèn)識產(chǎn)生懷疑，從而形成思維上的沖突，激發(fā)學(xué)生探究的熱情.再通過比較木塊運動距離的遠(yuǎn)近，通過分析，逐漸將隱藏在現(xiàn)象背后制造“沖突”的“兇手”——摩擦力顯現(xiàn)出來.這種從“眼見為實”到“眼見不一定為實”的思維過程，使學(xué)生體會到了像福爾摩斯破案一樣的樂趣，從而在科學(xué)態(tài)度層面變得更加積極、審慎、縝密.這種破解科學(xué)“迷案”的法寶就是“邏輯推理”，是物理核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的重要組成部分.

高中教材則從愛因斯坦對科學(xué)家探索自然奧秘的比喻開始，告誡學(xué)生光憑經(jīng)驗做判斷常常是靠不住的.接著給出亞里士多德關(guān)于運動與力關(guān)系的論述，然后告訴學(xué)生伽利略創(chuàng)造“偵查”科學(xué)“錯案”的方法，揭示了現(xiàn)象本質(zhì).篇幅不長，也沒有明確告訴學(xué)生伽利略創(chuàng)造的方法就是“邏輯推理”.只是在接下來的內(nèi)容中，讓學(xué)生體驗伽利略為說明他的思想所設(shè)計的一個對接斜面實驗：小球從一個斜面滾下，沖上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球會上升到原來的高度，而減小第二個斜面的傾角，小球為達(dá)到原來的高度會運動得更遠(yuǎn).當(dāng)?shù)诙€斜面放平時，小球為達(dá)到原來的高度將永遠(yuǎn)運動下去，而不需要力去推動.沒有摩擦和無限長斜面的條件顯然是無法達(dá)到的，所以，伽利略設(shè)計的這個實驗是一個“理想實驗”.

將初中和高中教材相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行對比，不難發(fā)現(xiàn)，兩者都是從表象引出認(rèn)知上的沖突（思維上的矛盾），再通過實驗一步步向真相逼近，最后用邏輯推理，達(dá)到揭示力與運動的真正關(guān)系，即物理本質(zhì)的效果.兩者異曲同工.相比之下，初中實驗更接近生活實際和初中學(xué)生的認(rèn)知水平，而高中實驗則更加接近科學(xué)研究和高中學(xué)生的認(rèn)知特點.前者偏重感性，后者偏重理性，既體現(xiàn)了初高中知識的前后聯(lián)系，又兼顧了不同年齡階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平.

1.2.2?本節(jié)內(nèi)容在高中物理知識體系中的地位

牛頓第一定律解釋的是物體不受外力的作用將保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，從而給出了研究物體運動的一種重要平臺——慣性系.慣性系是經(jīng)典力學(xué)理論成立的基礎(chǔ)，所以牛頓第一定律就是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ).

1.2.3?學(xué)生知識儲備和身心特點

學(xué)生在初中已經(jīng)對力和運動的關(guān)系有了初步了解.到了高一階段，學(xué)習(xí)能力進(jìn)一步提高，但認(rèn)知上具有多變性、差異性，容易情緒化.要發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，不但要抓住學(xué)生對探究未知的興趣和熱情，更要結(jié)合他們已有的認(rèn)知基礎(chǔ)，讓他們體驗“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”的過程，在科學(xué)探究中“播下”物理觀念的“種子”，通過科學(xué)思維的澆灌和滋潤，才能結(jié)出科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的“碩果”，從而實現(xiàn)“立德樹人”的教育教學(xué)目標(biāo).

1.3?核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)

2?教學(xué)的重點與難點

2.1?教學(xué)重點

（1）伽利略的理想斜面實驗的重演.

（2）牛頓第一定律內(nèi)容和理解.

（3）慣性大小與質(zhì)量的關(guān)系.

2.2?教學(xué)難點

（1）課堂探究方案的設(shè)計和實施.

（2）牛頓第一定律理想化條件的理解.

（3）慣性與運動的區(qū)別和聯(lián)系.

3?教學(xué)結(jié)構(gòu)流程

3.1?項目知識鏈

3.2?知識環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)

4?教學(xué)過程

課堂反饋

1.思考并回答下列問題

（1）為什么說伽利略的斜面實驗是理想化的？為什么說牛頓第一定律是理想化的？在研究物理問題時為什么經(jīng)常采用理想化方法？你所學(xué)過的哪些知識中涉及到理想化方法？

（2）力與運動是因果關(guān)系嗎？力與運動變化是因果關(guān)系嗎？

（3）如何理解慣性？慣性等于物理的質(zhì)量嗎？慣性總是有害的嗎？

2.習(xí)題鞏固

效果評價

物理觀念理解了什么觀念和規(guī)律？

科學(xué)思維學(xué)到了什么方法？知識之間有什么聯(lián)系？

科學(xué)探究動手做了什么？解釋或解決了哪些問題？

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任如何辯證地看待科學(xué)發(fā)展過程中的挫折或錯誤？

5?教學(xué)設(shè)計說明

5.1?結(jié)構(gòu)整體化

以牛頓第一定律的建立過程為主線，把教學(xué)項目內(nèi)容分為定律之前的理想化實驗、定律主題、定律的解析三個單元：第一單元中伽利略的邏輯推理方法，揭示了現(xiàn)象背后的本質(zhì)，是定律建立的基礎(chǔ);第二單元中牛頓集前人之大成，洞穿本質(zhì)的共性，境界更高一籌;第三單元對慣性的理解和描述起到了承上啟下的作用，為進(jìn)一步研究力和運動的關(guān)系做了鋪墊.三個單元層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣.既相對獨立，又彼此關(guān)聯(lián).使課堂具有知識體系上的完整性和進(jìn)程上的時效性.

5.2?過程情景化

物理觀念的形成，是認(rèn)知建構(gòu)的同化與順應(yīng)，需要有豐富的感性認(rèn)識做支撐.本節(jié)課通過視頻、圖片、故事、實驗等方式重演伽利略對力和運動關(guān)系的推演，強化理想化定律的意義，提高課堂的趣味性和親和力，以情和景，能夠起到潤物無聲的教學(xué)效果.

5.3?層次深度化

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，不僅僅是概念和規(guī)律的記憶，更是思維習(xí)慣、人格品行的修煉.每一單元都設(shè)置了與內(nèi)容有關(guān)的產(chǎn)品展示，如第一單元讓學(xué)生了解恩格斯等人對亞里士多德的高度評價，使學(xué)生學(xué)會尊重歷史，學(xué)會包容.鼓勵學(xué)生設(shè)計自己的理想實驗，引導(dǎo)和激發(fā)他們的創(chuàng)新意識.

對兩種運動觀的剖析，不僅深刻理解了力與運動的關(guān)系，還厘清了亞里士多德“犯錯”的真正原因不是邏輯推理的形式（亞里士多德也用到了邏輯推理，只不過是以看到的現(xiàn)象為條件進(jìn)行了歸納，沒能發(fā)現(xiàn)摩擦阻力的影響，導(dǎo)致得出錯誤的論斷），而是邏輯推理的條件缺失和疏漏.在第二單元中，通過對定律適用條件的辨析，理解“不受力”與“合力為零”在本質(zhì)上的區(qū)別，為慣性和慣性系的深刻理解及進(jìn)一步研究力和運動的關(guān)系（牛頓第二定律）做好體系的基礎(chǔ)性構(gòu)建（第一定律是牛頓力學(xué)的基石），防止將慣性與受力平衡的概念混為一談，從而認(rèn)為牛頓第一定律是牛頓第二定律特例的錯誤認(rèn)識.

5.4?活動趣味化

視頻、故事、實驗、游戲、討論交流等教學(xué)環(huán)節(jié)，極大豐富了課堂教學(xué)的形式.活躍了課堂的氛圍，提高了學(xué)習(xí)的趣味性，有利于融消學(xué)生認(rèn)知中感性與理性的隔閡，打破師生之間、生生之間心理的圍墻，形成學(xué)習(xí)“共同體”，是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的催化劑.

5.5?引導(dǎo)自主化

在探究中，既有及時恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，又充分給予學(xué)生自主發(fā)揮的空間，尊重與鼓勵他們的批判性思維和創(chuàng)新意識，對課堂的生成給予客觀積極的評價，培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任.

5.6?目標(biāo)意義化

教育的最高目的是培養(yǎng)人，在制定目標(biāo)時，明確了定律建立過程中邏輯推理的意義、牛頓第一定律建立的意義、自主探究的意義、團(tuán)結(jié)合作的意義等.這些意義雖然不一定能從解題能力上得到外顯，但對陶冶學(xué)生的情操，樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度和價值觀、人生觀，是單純的學(xué)習(xí)成績所無法替代的.

6?教學(xué)反思

本節(jié)課采用任務(wù)引領(lǐng)、單元嵌套、逐層推進(jìn)的邏輯鏈組成，每個項目單元約10分鐘左右，各單元既相互獨立又彼此關(guān)聯(lián)，既兼顧學(xué)生注意力集中時間不宜過長的特點，又通過有效的問題引導(dǎo)，形成有效的學(xué)習(xí)閉環(huán).

在素材的選取中，既有生活中常見的現(xiàn)象，讓學(xué)生體會到物理與生活的聯(lián)系，又有概念的建立和規(guī)律發(fā)現(xiàn)的科學(xué)歷程，使學(xué)生體會到科學(xué)發(fā)展并非一帆風(fēng)順，樹立客觀、包容、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度.設(shè)計中有意增加了物理文化方面的素材，旨在使他們在學(xué)習(xí)知識的同時受到人文熏陶，潛移默化，立德樹人.由于目前班額仍然較大，很難當(dāng)堂解決每一個學(xué)生的課堂生成性問題，即使采用項目式教學(xué)，在某些環(huán)節(jié)上的表面化和形式化還較為明顯.因此，要想達(dá)到項目設(shè)計的預(yù)期效果，每個項目環(huán)節(jié)需要足夠的時間給學(xué)生收集資料、反思討論和成果交流.教學(xué)評價也應(yīng)加大學(xué)習(xí)小組成員的自評和互評的權(quán)重，不應(yīng)把老師或?qū)＜业目捶ㄗ鳛榈却闻卸ǖ奈ㄒ粯?biāo)準(zhǔn).教學(xué)改革，理念先行，不僅是教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變，更是一個“以生為本、發(fā)展為綱”的大項目.

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（收稿日期：2020-01-14）