陳金華

關(guān)鍵詞：同課異構(gòu);教材對比;核心素養(yǎng)：人文精神

2020年12月，廣東省普通高中新課程新教材國家級示范校開展教研活動，其間多位老師對“牛頓第一定律”一節(jié)課進行同課異構(gòu)。筆者學習后，結(jié)合自己與劉老師的同課異構(gòu)課進行思考，并從教材研析、教學設(shè)計、課堂導人、教學內(nèi)容剖析、史實資料挖掘、實驗素材開發(fā)等方面對上述課例進行對比，以探討高中物理教學中的藝術(shù)性。

1對比不同版本教材，探討教材理念變化

學生初中已學牛頓第一定律，對比初、高中教材有助于了解學情。依據(jù)新課程標準編寫的新教材已經(jīng)出版，對比新、舊版本的教材，有利于理解新課程標準理念與要求的落實，不同版本教材中“牛頓第一定律”內(nèi)容框架如表1所示。

新課程標準對牛頓第一定律的要求：“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?！迸ｎD第一定律是建立“運動與相互作用觀念”的基礎(chǔ)，它與學生的生活經(jīng)驗聯(lián)系緊密，可引導學生理論聯(lián)系實際解決實際問題。牛頓第一定律是不同時代的科學家共同探究的結(jié)果，是后續(xù)物理課程學習的基礎(chǔ)，所以在教材中有重要地位和作用。

高中物理教材作為直接的課程資源應發(fā)揮重要作用。對比初、高中教材可知，初中學生以形象思維為主，因此初中教材注重分析物體在水平面上摩擦力逐漸減小的運動實驗，注重慣性實驗的演示與分析;高中生抽象思維能力更強，因此高中教材注重科學史的發(fā)展歷程及相關(guān)科學家的貢獻，注重對理想實驗的科學思維層面分析。對比人教版新、舊教材可知，總體內(nèi)容變化不大，但以旁白的形式凸顯了對科學方法的說明。對比粵教版新、舊教材可知，新版教材凸顯了對亞里士多德的歷史評價，增加了分析科學家對運動原因分析的歷史貢獻。新版的人教版與粵教版教材相比，主體內(nèi)容編排基本相同。人教版教材更注重初、高中教材的聯(lián)系，拓展了慣性參考系：粵教版教材強調(diào)伽利略針和單擺實驗及其意義。教師教學過程中應該是用教材而不是教教材，應該在深入對比不同版本教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程標準，針對學生的實際情況，合理整合教學素材。

2對比教學設(shè)計，體會不同教師的教學特點

教學設(shè)計反映了教師的教學理念與教學行為的選擇，對比同課異構(gòu)中的教學設(shè)計，可以體會不同教師的教學風格與思想，如表2所示。

對比三位教師的教學設(shè)計，其共同之處在于：（1）重視規(guī)律形成過程的教學。三位教師均能通過“事實依據(jù)，提出猜想，設(shè)計實驗和論證推理，得出結(jié)論”展開該定律的教學，在規(guī)律形成過程中，培養(yǎng)學生的科學思維。（2）重視牛頓第一定律的相關(guān)史實，體現(xiàn)粵教版教材科學史觀的滲透，特別是能站在歷史的角度肯定亞里士多德的貢獻。（3）教學手段與素材與時俱進。三位教師均將課堂教學與信息技術(shù)有效結(jié)合，體現(xiàn)在視頻快慢播放、手機加速度傳感器的恰當應用等。三位教師還將教學與生活時事聯(lián)系起來，例如能將嫦娥五號的發(fā)射、世界冰壺比賽中國獲勝、貨車卸竹子等時事或生活素材融入教學過程之中。

本節(jié)討論了三位教師教學設(shè)計的主要思路，接下來再從課堂導人、教學內(nèi)容剖析、史實挖掘、實驗素材開發(fā)等角度，結(jié)合更多案例，進一步分析。

3對比課堂導入，賞析不同導入的魅力

在課堂導人環(huán)節(jié)，李老師用無人機拍攝的美麗景色，引入力與運動的關(guān)系：蔡老師用不斷輕拍火柴盒，夾在其中的硬幣逐漸上升的小魔術(shù)引入：梁老師用撕開剪成三截的紙片的分組活動引入：劉老師以運動與力的關(guān)系思考引入：筆者用汽車模擬碰撞實驗中不系安全帶的假人飛出視頻引入。

導人實驗可在短時間里為學生營造真實的物理情境，激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)學生的觀察能力，使學生獲得明顯的感性認識，為學生開展積極的思維活動提供良好的條件。實驗的設(shè)計過程體現(xiàn)了教師的創(chuàng)造性思維，巧妙的導人實驗可成為物理課堂閃亮的一筆。蔡老師設(shè)計的小魔術(shù)引入最能吸引學生的注意、啟發(fā)學生思考，如果把火柴盒換成大且透明的有機玻璃盒，或者換成劉老師課堂中的透明羽毛球筒，通過拍打使中間放置的羽毛球逐步從上端移出，實驗效果應該會更好。

課堂導人有多種方法，有故事導人、復習導人等。不同教師的導入選擇，背后都有其不同的出發(fā)點。李老師從無人機拍攝的畫面引入，應該有培養(yǎng)學生美育的思考：筆者設(shè)計的汽車模擬碰撞實驗視頻，目的在于引導學生回顧初中所學的牛頓第一定律內(nèi)容并解釋問題，著力于初、高中銜接：梁老師用學生分組活動完成指定的撕紙實驗，為的是讓學生在實驗活動中探索知識。專家點評環(huán)節(jié)有老師提出，本節(jié)內(nèi)容還可以利用新粵教版教材引言部分——從思考與前面章節(jié)內(nèi)容的關(guān)系角度導人。物理教學的導人，應能激起學生的好奇，同時應明確指向本節(jié)所學內(nèi)容，梁老師所用的學生分組撕紙導人，若能放到得出慣性與質(zhì)量有關(guān)之后，作為規(guī)律的應用素材，可能會更好。

4對比教學內(nèi)容的剖析，思考科學思維的培養(yǎng)

本節(jié)主要內(nèi)容是理想斜面實驗和牛頓第一定律。對比同課異構(gòu)中教學的處理，可以看到各白的精彩紛呈，體現(xiàn)教育的藝術(shù)性?，F(xiàn)從兩個方面進行分析：

4.1理想斜面實驗的剖析與拓展

同課異構(gòu)中，老師們都很好地分析了伽利略的理想實驗，并引導學生分析哪些部分是事實，哪些部分是推理，為什么說這是理想實驗等。這個過程有利于培養(yǎng)學生的科學思維。

老師們都利用導軌模擬了理想實驗，但不同老師對模擬實驗的處理重點不同。梁老師為了向?qū)W生展示小球從一斜面滾下后能到達另一斜面的等高處，設(shè)置了攝像頭，通過電腦播放中的慢鏡，可清晰看到小球基本能到達同一高度，此為信息技術(shù)應用于物理課堂教學的一大亮點。劉老師為推理出光滑時小球能上到同一高度，設(shè)計了在導軌上鋪設(shè)毛巾、棉布和只有軌道三種情況進行對比，通過記錄小球最高點的位置，說明導軌越光滑，小球越接近相同的高度。此設(shè)計融合了初中教材的實驗思路，能較好地培養(yǎng)學生的科學推理能力。筆者認為，導軌完全光滑不可能達到，可以通過記錄不同傾角時小球的停止位置，來驗證傾角越小小球走過的距離越長的實驗結(jié)論。

同課異構(gòu)中，老師們課堂上都演示了新粵教版教材中的伽利略針和單擺實驗，但不同教師的側(cè)重點不同。李老師先在黑板上演示伽利略針和單擺實驗，并用粉筆記錄不同半徑時的小球軌跡，再改用導軌模擬實驗，學生不難觀察到小球的運動與前面的軌跡基本相同。此處理較好地將針和單擺實驗與理想斜面實驗關(guān)聯(lián)起來，也啟發(fā)學生理解兩者的關(guān)系。實際教學中，筆者在分析完理想實驗后，引導學生思考：伽利略是如何想到的？再結(jié)合針和單擺實驗的史實資料，提出偉大的成就來自于平時的積累與升華，并鼓勵學生現(xiàn)在的認真學習，也是為將來的某個成就做鋪墊?？茖W態(tài)度與責任的培養(yǎng)與知識的傳授不同，應更多的是滲透在教師課堂中的情感與態(tài)度中。

4.2對牛頓第一定律內(nèi)容的分析與解讀

對牛頓第一定律具體內(nèi)容的剖析上，不同的教師有不同的處理。蔡老師對該內(nèi)容沒做過多的處理，應該是源于他對其學生的學習與理解能力有很強的把握有關(guān)。其他老師均從“一切”“總”“或”三個關(guān)健詞去解讀牛頓第一定律。筆者還讓學生對比初中與高中牛頓第一定律的內(nèi)容，突出對“直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)”的理解，既明確了力的作用效果，也為后續(xù)學習牛頓第二定律做了鋪墊。

李老師則對牛頓第一定律的具體內(nèi)容做了較深入的剖析，并推理出亞里士多德的觀點實質(zhì)上是得出力與速度的關(guān)系，而牛頓則得出力與加速度的關(guān)系，為牛頓第二定律的得出提前做了鋪墊，同時讓學生清晰了亞里士多德的觀點“錯”在哪。這是同課異構(gòu)中的另一大亮點。

5對比史實資料的挖掘，探索科學人文精神的滲透

對于牛頓第一定律的史實資料，老師們沒有局限于教材的內(nèi)容，而是通過網(wǎng)絡(luò)與書籍的查找，挖掘出人文精神的素材，為課堂教學帶來新的亮點。李老師介紹笛卡爾的觀點，并讓學生討論其理論的突破點在哪，從而讓學生體會人類探索真理的科學歷程。筆者通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)笛卡爾得出結(jié)論的方法是思辨與數(shù)學演繹，推理出在課堂上滲透實驗研究、思辨與數(shù)學演繹是科學研究的兩種主要途徑。此外，筆者還在課堂上提出亞里士多德、伽利略、笛卡爾、牛頓處在不同時空、不同地域，但為了弄清事物的規(guī)律，進行跨時空的科學接力，這就是科學家身上的科學態(tài)度與責任。

有老師在點評中提出：可適當深入地介紹亞里士多德的“空穴”理論，讓學生感受近一千多年的“錯誤”理論也是有科學邏輯和依據(jù)的。

陳老師結(jié)合新粵教版教材的編寫過程，提出本節(jié)內(nèi)容要注意體現(xiàn)物理學的育人功能：（1）教學過程要滲透科學觀，要理清亞里士多德依據(jù)什么事實提出什么觀點，伽利略受什么啟發(fā)做了什么研究和提出了什么觀點，笛卡爾做了什么補充、有什么價值，牛頓總結(jié)和概括的意義在哪？（2）要滲透歷史觀，對待歷史問題要站在歷史的角度去分析和看待問題，對亞里士多德的歷史貢獻要有足夠的認識;（3）要滲透人文觀，傳遞嚴謹、認真、負責、實事求是的態(tài)度，關(guān)注多元文化，尊重并吸收前人的研究成果。

對比同課異構(gòu)，結(jié)合專家的點評可以看到，教師可通過對課程標準和教材的解讀，通過對史實資料的挖掘和設(shè)計，在物理課堂教學中有意識地滲透人文精神。

6對比實驗開發(fā)，賞析科學探究的實施

物理的理論與問題結(jié)論，可通過教師開發(fā)實驗來研究與驗證。在同課異構(gòu)中，教師們在課堂上均創(chuàng)設(shè)了物理實驗來說明和驗證牛頓第一定律，成就了各白的精彩課堂。

蔡老師用大鐵球在軌道上滾動，讓學生觀察大鐵球在水平面上做近似的勻速直線運動。梁老師利用氣墊導軌和光電門裝置，通過觀察滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間，得到在氣墊導軌上滑塊接近做勻速直線運動。李老師利用氣墊導軌和手機的傳感器APP，演示了滑塊在水平軌道上的加速度大小，以及碰到導軌兩端時的加速度變化，從而引導學生理解牛頓第一定律的含義。劉老師課堂上演示了拍打透明的羽毛球筒，從而使中間放置的羽毛球逐步從上端移出的實驗。

物理課堂應體現(xiàn)時代性與創(chuàng)新性，物理教師應根據(jù)新的技術(shù)手段不斷創(chuàng)新開發(fā)實驗。梁老師利用氣墊導軌和光電門裝置，李老師利用氣墊導軌和手機的傳感器APP，都是利用新的技術(shù)手段開發(fā)實驗的優(yōu)秀案例。另外，物理教師可以挖掘生產(chǎn)生活中的具體現(xiàn)象，還可以結(jié)合多媒體的縮放、快慢進等功能，突破傳統(tǒng)實驗器材難以展示的限制。

總而言之，通過牛頓第一定律的新、舊教材對比，以及對比同課異構(gòu)過程中的教學設(shè)計、課堂導人、教學內(nèi)容剖析、史實資料挖掘、實驗素材開發(fā)等方面，可以看到，在達成新課程標準的前提下，不同教師的課堂體現(xiàn)不同的風格、不同的亮點，從而體現(xiàn)教學的藝術(shù)性。課堂教學的藝術(shù)性源于不同教師的PCK不同。對比同課異構(gòu)，有利于教師積累優(yōu)秀教學案例。通過典型課例的PCK解析，有利于教師自身的PCK梳理和總結(jié)提升，從而促進教師的專業(yè)發(fā)展。