謝娜 林禮意 謝本毅 祁萍霞

摘? ?要：核心概念屬于根基性概念，作為一章或一個(gè)模塊的根基性的知識(shí)源頭引領(lǐng)其他概念，學(xué)生如果不能真正理解它，將直接影響相關(guān)聯(lián)概念的理解。文章論述了對(duì)初中物理核心概念“力”的教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐與探索，從教學(xué)邏輯脈絡(luò)的把握、方法的滲透、思維的訓(xùn)練等方面提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：核心概念；力；教學(xué)設(shè)計(jì)；實(shí)踐

學(xué)科核心概念是組織整合學(xué)科知識(shí)體系的少數(shù)關(guān)鍵概念，位于學(xué)科的中心位置，是學(xué)科的主干部分，具有基礎(chǔ)性、輻射力、生命力。核心概念屬于根基性概念，作為一章或一個(gè)模塊的根基性的知識(shí)源頭引領(lǐng)其他概念。因此，在核心概念的教學(xué)中要充分考慮學(xué)生對(duì)核心概念的理解過程，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇有效的教學(xué)策略，更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)核心概念的理解，提升概念教學(xué)的有效性。下面將這種教學(xué)思想嘗試應(yīng)用于初中物理核心概念“力”的教學(xué)實(shí)踐中。

1? 教材分析

“力”是滬科版《物理》八年級(jí)第六章第一節(jié)的內(nèi)容，這一節(jié)是引導(dǎo)學(xué)生跨入力學(xué)世界的第一堂課，包含了力的定義、性質(zhì)、作用效果三部分內(nèi)容。力是一個(gè)根基性的概念，是建構(gòu)重力、摩擦力等力學(xué)概念的基礎(chǔ)，學(xué)生是在理解了什么是力之后再學(xué)習(xí)重力、摩擦力，力在初中物理力學(xué)模塊知識(shí)中占有重要地位，對(duì)重力、彈力、摩擦力等力學(xué)知識(shí)起到組織架構(gòu)作用，是初中物理力學(xué)的一個(gè)核心概念。力是一個(gè)很抽象的科學(xué)概念，它的物理內(nèi)容很豐富，要想讓學(xué)生真正理解和掌握這個(gè)概念并不是一件容易的事。學(xué)生在學(xué)習(xí)“力”之前頭腦中已經(jīng)存在了大量關(guān)于力的前概念，有的前概念是正確的，對(duì)科學(xué)概念的學(xué)習(xí)有促進(jìn)作用，而有的前概念是錯(cuò)誤的，與科學(xué)概念是相矛盾的，它會(huì)影響到科學(xué)概念的建立。因此，在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變前概念，建構(gòu)科學(xué)概念。

根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)要求和學(xué)生的實(shí)際情況，擬定“力”這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：

{1}經(jīng)歷從許多與力相關(guān)的日常生活現(xiàn)象中歸納、推理出力的基本概念的過程，學(xué)習(xí)如何運(yùn)用科學(xué)歸納法建立物理概念。

{2}通過實(shí)驗(yàn)，觀察、體驗(yàn)物體間力的作用是相互的，并能解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象。

{3}通過常見的事例和實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用觀察、分析、概括的方法，認(rèn)識(shí)力的作用效果。

2? “力”概念教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐研究過程

選取滬科版《物理》八年級(jí)第六章第一節(jié)“力”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)踐研究，目標(biāo)是通過實(shí)踐研究出能更好地促進(jìn)學(xué)生對(duì)“力”的理解和掌握的教學(xué)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇了某中學(xué)初二年級(jí)的兩個(gè)平行班。在控制無關(guān)變量方面，學(xué)生性別、年齡分布、學(xué)習(xí)水平基本相同，教學(xué)內(nèi)容和課程進(jìn)度也一致，只是教學(xué)設(shè)計(jì)不同?？傮w而言，對(duì)照班和實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)設(shè)計(jì)都遵循概念的引入——概念的形成——概念的應(yīng)用的教學(xué)過程。不同之處在于對(duì)照班的教學(xué)設(shè)計(jì)完全是依循教材的編排思路，運(yùn)用以講授為主、講練結(jié)合的傳統(tǒng)教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)設(shè)計(jì)深入挖掘了教材內(nèi)容，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)，從力的作用效果來認(rèn)識(shí)力的存在和相互作用力，教學(xué)環(huán)節(jié)間邏輯聯(lián)系強(qiáng)，并且注重方法的滲透和思維的訓(xùn)練，真正落實(shí)了以學(xué)生為主體，通過學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦、合作交流，理解學(xué)習(xí)的過程，把握學(xué)科的本質(zhì)及思想方法，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)的新課程教學(xué)理念。課后，對(duì)兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了試題測試，測試的目的是比較實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班對(duì)“力”這個(gè)核心概念的理解和運(yùn)用知識(shí)解決物理問題能力的差異。最后，對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)班所采用的教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)核心概念教學(xué)有效，驗(yàn)收了實(shí)驗(yàn)成果。下面是有關(guān)于實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班“力”概念的教學(xué)設(shè)計(jì)片斷。

3? “力”概念教學(xué)片斷

3.1? 對(duì)照班 “力的作用是相互的”教學(xué)設(shè)計(jì)

師：請(qǐng)同學(xué)兩手互拍、拉彈簧、提書包......體會(huì)一下施力和受力的感受，你認(rèn)為力的作用有什么特點(diǎn)？

生：左手拍右手時(shí)，左手對(duì)右手施加了一個(gè)力，同時(shí)，左手也感覺疼，說明左手也受到了右手對(duì)它施加的反作用力。

……

師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié) ：甲物體對(duì)乙物體施力時(shí)，乙物體對(duì)甲物體也施力，因此，力的作用是相互的。

師：通過以上事例分析誰是施力物體，誰是受力物體？作用力和反作用力有什么特點(diǎn)？

師總結(jié)：（1）方向相反；（2）作用在不同的物體上。

師：這一對(duì)力是同時(shí)出現(xiàn)還是先后出現(xiàn)？

生：兩氣球相互擠壓，一松開手兩氣球同時(shí)恢復(fù)原狀，說明這一對(duì)相互作用力是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失的。

師：劃船時(shí)，人用漿向后劃水時(shí)，船為什么會(huì)向前進(jìn)？請(qǐng)同學(xué)們解釋現(xiàn)象。

3.2? 實(shí)驗(yàn)班“力的作用是相互的”教學(xué)設(shè)計(jì)

情境1：請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)提重物。

情境2：請(qǐng)學(xué)生用左手拍右手。

師：手有什么感覺？

引導(dǎo)學(xué)生分析情境中每個(gè)力的施力物與受力物，總結(jié)出物體間力的作用是相互的。

情境3：有甲、乙兩小球，讓甲球去碰撞不動(dòng)的乙球，甲球會(huì)受到乙球的力嗎？你的理由是什么？

生：會(huì)的，因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，甲球碰撞了乙球，對(duì)乙球施加了一個(gè)力，乙球也會(huì)對(duì)甲球產(chǎn)生一個(gè)力。

師：好的，那么乙球?qū)浊虻牧图浊驅(qū)σ仪虻牧υ跁r(shí)間上一樣嗎？這一對(duì)相互作用力的是同時(shí)產(chǎn)生的還是先后產(chǎn)生的？

生：乙球?qū)浊虻牧?yīng)該要慢一些，因?yàn)橐仪蛞獙?duì)甲球發(fā)力，這需要一個(gè)過程吧。

師：這位同學(xué)認(rèn)為這一對(duì)相互作用力的是先后產(chǎn)生的。到底是不是這樣呢？下面首先請(qǐng)同學(xué)們利用桌面上的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明相互作用力確實(shí)存在的。實(shí)驗(yàn)之前，老師想給大家一個(gè)提示：剛才我們是從力的作用效果來認(rèn)識(shí)力的存在，那么，你們能不能也從力的作用效果來證明相互作用力的存在呢？

學(xué)生利用桌面上的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，然后請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示。

生演示：兩個(gè)氣球相撞時(shí)會(huì)向兩邊彈開。

師：如果氣球與老師相撞，老師會(huì)被彈開嗎？

生：不會(huì)

師：為什么老師不會(huì)被彈開呢？（只有質(zhì)量相當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的明顯程度才基本一樣。）

生演示：彈簧互拉，兩邊的彈簧都發(fā)生形變。

……

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：（1）力使兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都發(fā)生了改變。（2）力使兩個(gè)物體都發(fā)生了形變。

師：剛才，同學(xué)們從力的作用效果證明了相互作用力確實(shí)存在。在研究的過程中，你們運(yùn)用了什么方法呢？

生：轉(zhuǎn)換法

師：將什么轉(zhuǎn)換成什么？

生：將相互作用力轉(zhuǎn)換成了兩個(gè)氣球被彈開、兩根彈簧發(fā)生了形變。

師：剛才是相互接觸的兩個(gè)物體間產(chǎn)生的相互作用力，如果是兩個(gè)不接觸的物體之間力的作用是否也是相互的呢？

情境4：甲、乙、丙三輛小車都具有磁性。甲、乙小車異名磁極相對(duì)并保持一定的距離，松手之后，兩小車相互靠近，相互吸引；甲、丙小車同名磁極相對(duì)并靠近，松手之后，相互遠(yuǎn)離，相互排斥。

師：我們一起來分析觀察到的現(xiàn)象，判斷哪個(gè)物體是施力物體？哪個(gè)物體是受力物體？ （師畫圖分析）

師：從分析中我們可以知道同一個(gè)物體既是施力物體又是受力物體。剛才，我們從力的作用效果證明了這一對(duì)相互作用力確實(shí)存在。那么這一對(duì)相互作用力是同時(shí)出現(xiàn)還是先后出現(xiàn)的？

生：兩氣球相互擠壓，一松開手兩氣球同時(shí)恢復(fù)原狀，說明這一對(duì)相互作用力是同時(shí)產(chǎn)生的。

……

師：請(qǐng)同學(xué)們舉例物體間力的作用是相互的。

情境5： 出示圖片——運(yùn)動(dòng)員站在跳板上跳水的情境。請(qǐng)學(xué)生用所學(xué)習(xí)的“力”的知識(shí)解釋現(xiàn)象。

情境6：播放視頻：2022年3月30日10時(shí)29分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征十一號(hào)運(yùn)載火箭，成功將天平二號(hào)A、B、C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。請(qǐng)學(xué)生用所學(xué)習(xí)的力學(xué)知識(shí)解釋長征十一號(hào)運(yùn)載火箭是如何升上太空的。

4? 實(shí)驗(yàn)班與對(duì)照班教學(xué)設(shè)計(jì)比較分析

下面就實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班有關(guān)于“力的作用是相互的”這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，依據(jù)物理教學(xué)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本維度，分別從物理教學(xué)邏輯、科學(xué)方法顯化、學(xué)生思維訓(xùn)練[ 1 ]三個(gè)方面進(jìn)行比較分析（見表1）。

5? 教學(xué)效果分析及教學(xué)建議

在對(duì)初中物理力學(xué)核心概念“力”教學(xué)后進(jìn)行了試題測試。選擇的試題主要是考察學(xué)生對(duì)于核心概念的理解和運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力。運(yùn)用了SPSS13.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)（見表2）。

由表2數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班平均分的差為7.28302。由于雙尾顯著性概率Sig. （2-tailed）=0.002，說明P<0.05，表明否定H0時(shí)犯錯(cuò)的概率小于0.05，因此，在0.05水準(zhǔn)拒絕虛無假設(shè)H0，表明使用這兩種教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)效果差異非常顯著，實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生對(duì)“力”這個(gè)核心概念理解和掌握得較好。

“力”是一個(gè)核心概念，對(duì)于它的理解將影響到與它相關(guān)聯(lián)概念的理解。要想設(shè)計(jì)出能促進(jìn)學(xué)生正確理解“力”的教學(xué)設(shè)計(jì)，首先要在充分理解和思考課標(biāo)的前提下，對(duì)教材進(jìn)行大框架解讀，注重概念的關(guān)聯(lián)性、結(jié)構(gòu)性，不割裂概念間的聯(lián)系。善于抓住教材的核心內(nèi)容，把握教材的教學(xué)邏輯脈胳，深入挖掘教材內(nèi)容和科學(xué)方法，做到用教材而不是教教材。第二，要以多樣且有效的情境為載體，激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。要以問題為導(dǎo)向，并且設(shè)置的問題鏈應(yīng)具備高階思維含量和挑戰(zhàn)性，能夠喚起學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)。第三，要以思維為靈魂，引導(dǎo)學(xué)生分析問題、解決問題。第四，要注重方法的滲透和能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)方法和思維方法的滲透能夠培養(yǎng)學(xué)生高階思維，有效促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，而方法和思維的培養(yǎng)又能夠促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張琪，胡揚(yáng)洋.物理教學(xué)設(shè)計(jì)比較研究的基礎(chǔ)和方法論探詢——以初中物理“壓強(qiáng)”設(shè)計(jì)為例[J].課程與教學(xué)改革，2015（3）：129-131.