陳俊妃　鄭美潔

［摘 要］合作學(xué)習(xí)不僅體現(xiàn)了以學(xué)生發(fā)展為本的教學(xué)理念，還體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的課程理念?？茖W(xué)探究中合作學(xué)習(xí)可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)學(xué)生的潛能，打造學(xué)生自主的、有生命力的課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和批判性思維能力。文章以初中物理“探究影響壓力作用效果的因素”實(shí)驗(yàn)為例，探討本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的合作學(xué)習(xí)策略以及如何通過合作學(xué)習(xí)提升教學(xué)質(zhì)量。

［關(guān)鍵詞］核心素養(yǎng)；合作學(xué)習(xí)；初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）17-0038-04

一、核心素養(yǎng)視域下的合作學(xué)習(xí)理念

物理課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任［1］。注重合作學(xué)習(xí)的初中物理教學(xué)常采用“兵教兵”和“多元評價(jià)激勵機(jī)制”等教學(xué)手段，通過“自主、合作、探究、展示”等教學(xué)環(huán)節(jié)，面向全體學(xué)生，著重培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。這種教學(xué)方式通過合作學(xué)習(xí)小組，構(gòu)建學(xué)習(xí)共同體，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)學(xué)生的潛能，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（一）以學(xué)生為主體，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)

教師要緊緊圍繞物理核心素養(yǎng)，依據(jù)學(xué)業(yè)要求與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)地制訂具體且可操作的單元教學(xué)目標(biāo)和課時(shí)教學(xué)目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并關(guān)注科學(xué)探究對物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀的意義。在考慮學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知水平的基礎(chǔ)上，針對擬定的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)活動，以進(jìn)階學(xué)習(xí)的方式形成任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的自主探究與合作交流欲望。

（二）創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，突出問題教學(xué)

從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，選擇適宜的情境素材，創(chuàng)設(shè)真實(shí)生動的生活學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生興趣；提出問題，引發(fā)認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生深入思考并激發(fā)學(xué)生的探究欲望。物理源于生活，也歸于生活，應(yīng)組織學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識與方法解決真實(shí)情境中的問題，提升學(xué)生的知識遷移應(yīng)用能力。

（三）通過實(shí)踐探究的方式開展教學(xué)

物理是科學(xué)課程之一，實(shí)踐與探究是物理學(xué)習(xí)的方式，通過體驗(yàn)、操作和實(shí)踐制作，將項(xiàng)目式、啟發(fā)式、體驗(yàn)式等多種教學(xué)方式融合，設(shè)計(jì)實(shí)施思維型教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中感受技術(shù)與工程的基本特點(diǎn)，提升學(xué)生的思維能力。

（四）采取素養(yǎng)立意的主體多元評價(jià)

強(qiáng)調(diào)主體多元化，充分發(fā)揮學(xué)校、教師和學(xué)生等不同角色在評價(jià)中的作用，綜合利用各評價(jià)主體的評價(jià)結(jié)果，促進(jìn)評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下對學(xué)生進(jìn)行評價(jià)，采取學(xué)生自評、生生互評等不同評價(jià)方式促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

二、合作學(xué)習(xí)的實(shí)施原則

（一）先學(xué)后教原則

學(xué)生要先自主學(xué)習(xí)課堂上將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，當(dāng)學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本技能有所掌握之后，教師再針對學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、合作交流中暴露的問題，進(jìn)行針對性的引導(dǎo)教學(xué)，逐步培養(yǎng)學(xué)生“問題—改進(jìn)—新問題—再改進(jìn)”的思考習(xí)慣，提高課堂的生成性。

（二）分層施教原則

秉持面向全體學(xué)生的理念，關(guān)注學(xué)生的勝任需求，讓所有學(xué)生通過親身體驗(yàn)，參與到課堂中的各個環(huán)節(jié)，教師有計(jì)劃地通過合作學(xué)習(xí)實(shí)施“兵教兵”，使學(xué)生共同成長。

三、課前準(zhǔn)備

（一）教材與學(xué)情分析

壓強(qiáng)是初中物理課程的重要概念，是體現(xiàn)壓力作用效果的重要物理量之一。在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中要求通過實(shí)驗(yàn)理解壓強(qiáng)。教師應(yīng)站在發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的立場上，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)以求達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。物理觀念上，教師可引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)視角觀察，利用所學(xué)知識解決物理問題，提出不同的“影響壓力作用效果”的實(shí)驗(yàn)方案；科學(xué)思維上，依據(jù)研究問題的需要，提出猜想與假設(shè)，檢驗(yàn)假設(shè)，得出結(jié)論，并從多角度提出新穎的觀點(diǎn)，形成初步的提出與解決問題的能力；科學(xué)探究上，教師可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)控制變量的實(shí)驗(yàn)方案，對探究實(shí)踐過程進(jìn)行交流與反思，使用常見的科學(xué)儀器或生活用品完成實(shí)驗(yàn)，形成結(jié)論并做出解釋；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任上，教師要讓學(xué)生樂于合作學(xué)習(xí)，并利用小組合作的方式共同解決物理問題，使學(xué)生有創(chuàng)新的興趣，樂于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，且具有質(zhì)疑、創(chuàng)新的態(tài)度和尊重證據(jù)、實(shí)事求是的價(jià)值觀。

學(xué)生在知識儲備上，初步學(xué)習(xí)了力、重力、二力平衡等力學(xué)知識，具備對物體進(jìn)行簡單受力分析的能力，對控制變量法、轉(zhuǎn)換法、比值定義法等物理方法有一定程度的認(rèn)識。初二學(xué)生具備了較強(qiáng)的獨(dú)立思考能力，但實(shí)驗(yàn)觀察能力有限，對非同時(shí)出現(xiàn)的微小差異難以觀察，反而對直觀的數(shù)字比較敏感，容易接受；學(xué)生在利用類比遷移進(jìn)一步設(shè)計(jì)優(yōu)化測量壓力作用效果方面相對比較薄弱。

（二）合作小組的建立與分工

組建合作小組要科學(xué)，要基于學(xué)生學(xué)習(xí)能力、性別和性格等差異將全部學(xué)生分成多個異質(zhì)小組，盡量保證組間實(shí)力相當(dāng)，組內(nèi)異質(zhì)。通常實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用四人為一小組，小組長負(fù)責(zé)組織合作，處理組內(nèi)爭議問題；記錄員負(fù)責(zé)記錄討論結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；發(fā)言人負(fù)責(zé)匯報(bào)展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果；監(jiān)管員負(fù)責(zé)監(jiān)管小組活動的紀(jì)律，監(jiān)督組員主動參與合作學(xué)習(xí)。教師在初期要對合作學(xué)習(xí)小組進(jìn)行培訓(xùn)，制定組內(nèi)成員職責(zé)并不定期輪換等規(guī)則；在教學(xué)過程中加強(qiáng)巡查，提升小組合作學(xué)習(xí)的參與率、真實(shí)性和有效性。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中合作學(xué)習(xí)的實(shí)踐

具體的教學(xué)流程如圖1所示。

（一）重視設(shè)疑生問，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境

通過分享教師汽車輪胎被釘子扎破的經(jīng)歷，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生完成“一箭穿心，萬劍不穿心”的演示實(shí)驗(yàn)（如圖2）。教師提示學(xué)生，為了保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，可采用控制變量法，兩個演示實(shí)驗(yàn)用相同的力去按壓氣球。學(xué)生會提問：壓力相同的時(shí)候，為什么數(shù)量多的釘板上的氣球只是變扁但不破呢？是不是受氣球和釘床的接觸面積影響？

通過學(xué)生演示有趣且與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知不符的小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。設(shè)疑生趣，引發(fā)學(xué)生思考并提出問題，體驗(yàn)壓力作用效果與兩物體的接觸面積之間的關(guān)系，形成初步的認(rèn)識。

（二）重溫物理概念，啟發(fā)自主合作

學(xué)生展示一根手指擠壓氣球，引發(fā)其他學(xué)生思考，組內(nèi)討論，總結(jié)歸納出壓力的概念以及壓力的三要素。讓全體學(xué)生親身體驗(yàn)按壓課桌、水瓶、鉛筆等能在課堂上隨手可得的學(xué)習(xí)生活用品，感知壓力產(chǎn)生的作用效果是可以通過觀察受力物體的形變程度進(jìn)行比較的，進(jìn)而引出常用的物理方法——轉(zhuǎn)換法。結(jié)合學(xué)生展示的雙手按壓鉛筆的兩端的情境，讓全體學(xué)生體驗(yàn)并猜想：壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)？讓小組進(jìn)行討論并分享，組間互相補(bǔ)充完善，得出影響壓力作用效果的因素是：壓力、施力物體與受力物體的接觸面積。教師進(jìn)而解釋施力物體與受力物體的接觸面積稱為受力面積。教師準(zhǔn)備多個來源于日常生活的實(shí)驗(yàn)器材：小桌、正方體銅塊、細(xì)沙、海綿塊、海綿粒、面粉、高矮水槽、承壓桿、砝碼、皮尺等，讓學(xué)生小組合作討論制訂實(shí)驗(yàn)方案后選取相應(yīng)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生回憶物理實(shí)驗(yàn)方法——控制變量法，引導(dǎo)學(xué)生只選取必要的實(shí)驗(yàn)器材制訂方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)鼓勵學(xué)生關(guān)注組間差異，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，設(shè)計(jì)更開放。

通過引導(dǎo)學(xué)生就地取材，體驗(yàn)壓力的作用效果，學(xué)生容易歸納總結(jié)出比較物體壓力作用效果的明顯程度可以通過受力物體的形變程度體現(xiàn)，從而加深學(xué)生對轉(zhuǎn)換法的認(rèn)識。利用合作小組組內(nèi)、組間的集體智慧，得到壓力作用效果的猜想因素，以自選超市的形式，讓小組進(jìn)行選材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。還給學(xué)生自主選擇權(quán)，助力學(xué)生課堂學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力的培養(yǎng)，讓學(xué)生基于證據(jù)，辯證地看待理論和實(shí)踐之間存在的差異，并樂于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，初步形成質(zhì)疑與創(chuàng)新的品格。

（三）尋不足再改進(jìn)，引入壓強(qiáng)概念

為了啟發(fā)學(xué)生思維，教師鼓勵學(xué)生自己創(chuàng)編物理實(shí)驗(yàn)，或?qū)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，充分調(diào)動學(xué)生的能動性，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力［2］。部分小組受到教材實(shí)驗(yàn)的影響，選了與教材一致的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；個別小組雖本著改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思想，選了面粉，但是在小組展示交流時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)：1.小桌質(zhì)量太小，在海綿上實(shí)驗(yàn)時(shí)微小的形變難以觀察；2.選面粉作為實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，部分學(xué)生沒有把面粉抖平，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)；3.選海綿粒和承壓桿做實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生除海綿粒鋪放不均勻外，每次用手壓，也沒能保持一致?；谝陨蠁栴}，師生選取兩個學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)作為代表，將班里的12個合作小組分成兩個大組，每個大組有6個小組，分別對兩個小組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)更加直觀，更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。兩個大組6個小組間相互學(xué)習(xí)合作，在此分享兩個小組的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)匯報(bào)。

小組1：采用矮水槽、面粉、正方體銅塊、皮尺為實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)探究壓力作用效果的影響實(shí)驗(yàn)，并由小組代表展示匯報(bào)（如圖5）。本實(shí)驗(yàn)對比教材實(shí)驗(yàn)有如下改進(jìn)：1.用相同正方體銅塊進(jìn)行組合，改變壓力和受力面積，銅塊密度大，壓力作用效果明顯；2.在組合銅塊上固定細(xì)線，可以排除手提銅塊的施力影響；3.采用面粉代替海綿，塑性材料代替彈性材料，拿開銅塊后能夠直觀地看到面粉的凹陷程度；4.在組合銅塊邊緣貼上皮尺，可以直接通過皮尺刻度讀數(shù)，更加直觀地比較不同組合銅塊的壓力作用效果。不足之處：實(shí)驗(yàn)器材是人為操作的，實(shí)驗(yàn)容易出現(xiàn)誤差。

小組2：采用海綿粒、高水槽、承壓桿、正方體銅塊、皮尺作為實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)探究壓力作用效果的影響實(shí)驗(yàn)，并由小組代表展示匯報(bào)（如圖6）。受到組間相互學(xué)習(xí)借鑒的影響，該改進(jìn)實(shí)驗(yàn)與小組1的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)有相似之處：1.用相同正方體銅塊組合改變壓力，因?yàn)殂~塊密度大，所以壓力作用效果明顯；2.在組合銅塊上固定細(xì)線，可以排除手提銅塊的施力影響；3.在承壓桿旁邊固定個硬紙塊，貼上皮尺，可以直接通過皮尺刻度讀數(shù)，進(jìn)而更加直觀地比較不同組合銅塊的壓力作用效果。不同之處：用海綿粒代替整塊海綿，使海綿粒的凹陷程度增大，作用效果更明顯。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置也有不足之處：1.承壓桿容易晃動，造成讀數(shù)不精確，誤差較大；2.在實(shí)驗(yàn)操作中承壓桿與接口有摩擦。

在兩個小組代表展示交流后，學(xué)生很快就能得到結(jié)論： 壓力大小相同時(shí)，受力面積越小，壓力作用效果越明顯；受力面積相同時(shí)，壓力越大，壓力作用效果越明顯。師生通過分析小組2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，引導(dǎo)學(xué)生類比密度和速度概念的建立過程，建立壓強(qiáng)的概念。

合作小組內(nèi)、小組間樂于與他人合作交流。利用小組合作改進(jìn)實(shí)驗(yàn)是保證實(shí)驗(yàn)從猜想、構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、改進(jìn)、檢驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)等過程順利進(jìn)行的保障，更是物理觀念、科學(xué)思維的生長點(diǎn)。通過尋找兩個代表實(shí)驗(yàn)的不足，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，既助力了物理核心素養(yǎng)的落地，也體現(xiàn)了新課標(biāo)中提倡的“做中學(xué)”的教學(xué)方式。

（四）遷移應(yīng)用拓展，聯(lián)系生產(chǎn)生活

教師引導(dǎo)學(xué)生利用壓強(qiáng)公式進(jìn)行思考分析，小組討論歸納出增大和減小壓強(qiáng)的方法。教師從身邊的學(xué)習(xí)用品——訂書機(jī)、書包、圖釘和手工剪刀入手，拓展到生活用品——菜刀、吸管斜切口、螺絲下面的墊片等，遷移到公共設(shè)施——突起的盲道、鐵軌下的枕木、安全錘，再遷移到推土機(jī)、壓路機(jī)、挖掘機(jī)等工程機(jī)械。教師引導(dǎo)學(xué)生注意觀察、勤于思考，讓學(xué)生結(jié)合增大和減小壓強(qiáng)的方法來分析生活中蘊(yùn)含壓強(qiáng)知識的現(xiàn)象，提升學(xué)生應(yīng)用物理知識解決社會實(shí)踐中的實(shí)際問題的能力。教師通過展示北極熊在通過薄冰時(shí)趴著滑行的圖片，引發(fā)學(xué)生思考，并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”：討論自然界中有哪些生物的身體結(jié)構(gòu)利用了壓強(qiáng)知識。讓學(xué)生在小組討論中互相啟發(fā)，自評互糾，分析壓強(qiáng)在自然界中的奇妙。學(xué)生通過對大量實(shí)例的分析，遷移拓展壓強(qiáng)知識，了解壓強(qiáng)在生活中的應(yīng)用，落實(shí)從物理走向社會的課程理念。

（五）多元評價(jià)，發(fā)揮評價(jià)功能

科學(xué)探究中的合作學(xué)習(xí)可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，激發(fā)學(xué)生的潛能，打造學(xué)生自主的、有生命力的課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和批判性思維能力。高效的課堂教學(xué)評價(jià)，應(yīng)該充分發(fā)揮教師和學(xué)生在課堂評價(jià)中的作用，將學(xué)生自我評價(jià)、同伴評價(jià)和教師評價(jià)有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮不同評價(jià)方式的育人功能。

通過制訂初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)量表（如表1），分成自主合作探究評價(jià)和作業(yè)評價(jià)兩個維度，學(xué)生在課堂交流評估環(huán)節(jié)完成評價(jià)量表中的自評和互評，課后完成教師評價(jià)。評價(jià)量表是以物理核心素養(yǎng)內(nèi)涵為依據(jù)，課堂評價(jià)關(guān)注學(xué)生在問題解決、討論發(fā)言、合作探究、課堂展示四個方面的情況；作業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)診斷功能，指導(dǎo)學(xué)生無論是在課堂上還是課后，都能在自我評價(jià)、同伴評價(jià)和教師評價(jià)中改進(jìn)學(xué)習(xí)。真正發(fā)揮評價(jià)的功能，以評導(dǎo)學(xué)、以評促學(xué)，激勵學(xué)生，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人。

五、總結(jié)與反思

（一）經(jīng)歷真實(shí)完整的科學(xué)探究，發(fā)展物理核心素養(yǎng)

教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生通過沉浸式經(jīng)歷科學(xué)探究中的問題、證據(jù)、解釋和交流四大環(huán)節(jié)，體驗(yàn)真實(shí)完整問題的探究過程。教師采用問題解決的教學(xué)形式，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法來完善實(shí)驗(yàn)中的不足，優(yōu)化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)器材，自主建構(gòu)壓強(qiáng)概念，充分體現(xiàn)新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)的“做中學(xué)”。通過設(shè)計(jì)方案和查找資料、推理論證、合作交流提升學(xué)生的問題解決能力［3］。

（二）設(shè)計(jì)和運(yùn)用教學(xué)評價(jià)量表，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)

設(shè)計(jì)的教學(xué)評價(jià)量表將過程性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。以往普通的當(dāng)堂練習(xí)作業(yè)很難及時(shí)檢測出學(xué)生在科學(xué)探究過程中核心素養(yǎng)的發(fā)展?fàn)顩r，一般的課后作業(yè)更是很少從學(xué)生的視角去引導(dǎo)學(xué)生自評、互評。本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)量表將學(xué)生自我評價(jià)、同伴評價(jià)和教師評價(jià)有機(jī)結(jié)合，通過多元化評價(jià)，及時(shí)反饋教學(xué)效果，促進(jìn)物理學(xué)習(xí)有效發(fā)生。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版［S］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］? 鞏貴喜.合作中成長：關(guān)于初中物理教學(xué)中合作學(xué)習(xí)的探討［J］.學(xué)周刊，2023（9）：46-48.

［3］? 顏石珍，鄧雙麗.基于大概念引領(lǐng)和逆向設(shè)計(jì)的物理教學(xué)實(shí)踐：以“密度”教學(xué)為例［J］.中學(xué)物理，2022（16）：10-13.