文理貫通 演繹與推理結合
——聽張鵡老師《萬有引力定律及其應用》課堂教學有感

葉曉青

（晉江市毓英中學，福建 晉江 362200）

通常學科的教學都只重視學科內的知識，教師也都以本為本，讓課堂教學獨立于生活和社會之外，從而導致學科教學或多或少都有一些“偏頗”，實際上各個學科之間有著千絲萬縷般的關系，如果能在一節(jié)課中，將人文與歷史、推理與演繹等各種因素處理好，就能讓學生在課堂中更加開拓視野、增長才干。近日通過福建基礎教育網(wǎng)在線聆聽了晉江市僑聲中學張鵡老師的一節(jié)《萬有引力定律及其應用》課之后，筆者深刻領會到一名優(yōu)秀教師應具備的功底和素養(yǎng)，在他的課堂上，讓學生獲取到的不只是物理知識，而且獲得了學科知識以外的科學推理能力、科學思想、人文知識等多方面的知識與能力。

一、課堂導入以“詩詞”引路

物理學緣于哲學，本課的設計遵循哲學思想，通過中國古代《楚辭》《天問》來解讀本課，生動且自然。從提出問題，到引導學生自主學習討論思辨、教師的生動講解，逐漸使學生建立起天體運動的模型，語言表達非常準確簡潔。通過物理學史的講解滲透了熱愛科學的情感教育，“導、演、展、練、評”的教學模式得到很好的體現(xiàn)。通過學生生動的討論互動，促進學生悟到萬有引力定律得出的過程，及直觀測量引力常量這個模擬度化，展示講解非常有利于學生頓悟科學方法的力量?？偠灾?，張老師這堂課是“導、演、展、練、評”的示范課，以屈原《楚辭》里的《天問》為問題導學的方式，貫穿了整個講課過程，講課過程中始終以問題導學，在整個過程中引發(fā)學生深度思考，所以這是一堂引發(fā)學生深度學習的課堂。通過《楚辭》《天問》的設問，來研究人類為什么要研究天演論，動機是什么。通過學生的分組討論、調研，引發(fā)學生的嘗試思考，并進行展示。在這個過程中，物理學史貫串整個過程，且融入文科素養(yǎng)文理交融，培養(yǎng)了學生綜合素質。張老師以其深厚的文學功底貫串于理科教學中，這是難能可貴的。

二、激發(fā)興趣以“問題”引導

激發(fā)學生學習興趣，是提高課堂學習效率的有效手段。本節(jié)課張鵡老師首先以六個問題的設問，為學生提供了本節(jié)課的教學流程及教學重點。

問題一、認知過程：在古代人們對天體運動的認識有哪幾種學說？

問題二、開普勒定律：開普勒行星運動定律的主要內容是什么？

問題三、萬有引力定律：什么是萬有引力定律？誰發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律？

問題四、科學思維：在推導萬有引力定律過程中，做了什么樣的近似處理？

問題五、應用范圍：萬有引力定律有什么適用條件？

問題六、引力常量：引力常量誰測定的？用什么儀器？意義何在？

有了興趣，還要用科學合理、新穎有效的教學方法引導學生進行思考與討論，這方面張鵡老師又體現(xiàn)了很強的信息技術能力和素養(yǎng)。從太陽系各行星的運轉，到卡文迪許扭秤實驗的應用，生動的視頻，課件PPT美觀但不花哨，重點突出但不復雜，整個演示過程流暢，整個信息技術的運用恰到好處，不彰顯，但對攻克整堂課的重點難點起了很大的作用。整堂課既體現(xiàn)了整個“導、演、展、練、評”的主架構，同時又讓學生通過深度學習得到萬有引力定律及常量如何測定的科學思維和論證方法，最后得到結論；而且還培養(yǎng)了學生如何認識物理學史，這也是今年考綱重點強調的問題，如何把物理學史在課堂中落實，考試中如何體現(xiàn)，這堂很好地落實了考綱中關于物理學史教學的問題。

三、演繹推理以“學史”貫串

對學生進行物理學史的教學，是培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的體現(xiàn)。張鵡老師通過這堂課來培養(yǎng)學生物理學科素養(yǎng)，讓筆者覺得優(yōu)秀教師應具備的幾種基本素養(yǎng)。

首先，物理學科的核心素養(yǎng)有四個：物理概念、物理思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任。這堂課在物理概念教學中，從行星的軌跡，太陽與行星間的相互作用建立起了運動和相互作用的概念；從物理思維來說，具體包含模型建構、科學推理、科學論證、質疑創(chuàng)新這四方面。第一，張老師通過物理學在天體抗衡方面的歷程，培養(yǎng)了學生基本的思維能力；第二，通過橢圓近似于圓，日心說和地心說的對比，進行物理模型建構能力的培養(yǎng)；第三，通過第谷的觀測、開普勒的質疑及牛頓萬有引力的推導，體現(xiàn)了科學推理、科學論證和質疑創(chuàng)新的精神，尤其是開普勒對導師的質疑，進行論證，很好地向學生傳導了不要迷信權威，敢于質疑創(chuàng)新的精神；在科學實驗探究方面，具體體現(xiàn)在問卷提出、證據(jù)收集解釋及交流，學生研討這個環(huán)節(jié)在整個課堂實施中很好體現(xiàn)出學生的探究、合作與交流，而張鵡老師在這方面也及時給予解釋與引導；第四，科學態(tài)度與責任，包含具體體現(xiàn)的是科學的本質、態(tài)度與倫理，簡單理析出作為物理學科應該具備的正確態(tài)度和核心素養(yǎng)，從整個物理學史的探討，從第谷、開普勒到牛頓都很好體現(xiàn)出物理學家或科學家應具體的科學態(tài)度和社會責任，自然能夠很好展示如何通過物理教學培養(yǎng)學生物理基本核心素養(yǎng)。

其次，筆者從這堂課深深地感受到了作為一名物理特級教師的個人魅力和作為一位優(yōu)秀物理教師具備的優(yōu)秀物理素養(yǎng)。第一，語言素養(yǎng)。教師語言清晰簡單，教態(tài)親切自然，讓學生處于愉悅的教學環(huán)境中；第二，數(shù)學素養(yǎng)。從橢圓到近似圓的推導，橢圓的畫法，適時地補充了數(shù)學知識，體現(xiàn)了張老師深厚的數(shù)學功底；第三，課堂的計劃、組織與實施，課堂中的設計，從引入到組織教學到最后的布置課后作業(yè)，很好地通過展演展練評五個環(huán)節(jié)把整個課堂有機地串聯(lián)在一起；第四，創(chuàng)新與創(chuàng)造的問題。這堂課很好地將古代詩人《楚辭》《天問》結合西方學說，引經(jīng)據(jù)典，整合在一起，體現(xiàn)了他的創(chuàng)新，讓學生耳目一新，不僅上了物理課，而且還體現(xiàn)語文的文學素養(yǎng)。作為優(yōu)秀的物理教師，最重要的素養(yǎng)是信息技術水平。張老師這堂課，從太陽系的行星軌跡運行視頻播放、橢圓的畫法到卡文迪許物理實驗，用了很多個視頻，能夠很好地將課件和小視頻有機整合在一起，使整個課程精彩紛呈。用物理學史貫串整個課堂的研究過程，嘗試研究的結果，并不是空穴來風，學生有新的問題可以去嘗試研究，從物理學史中的許多師生關系可以知道，你們可以站在巨人的肩膀上，可以超過老師的研究，科技科學的發(fā)展本身就是要一代勝過一代。這對學生的科學研究精神有了極大的鼓舞。

四、最終結論以“方法”獲得

方法是教學和學習最重要的內容。張鵡老師的這一堂示范課，教學目標、教學手段、教學方法等各方面都體現(xiàn)了“方法論”和物理學科思想。

1.教學目標明確切適中

在知識與技能方面，基本實現(xiàn)了學生對萬有引力定律得出的思路和過程的了解，理解萬有引力定律的含義，掌握萬有引力定律的公式；掌握了任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律。在學習的過程與方法上，學生能根據(jù)前面所學內容推導萬有引力定律的公式，以加深記憶，理解其內容的含義。在情感態(tài)度與價值觀方面，通過學習認識和借鑒科學的實驗方法，充實了學生的頭腦，讓他們能更好地去認識世界，提高科學的價值觀。再者，通過邏輯推理體驗其樂趣，提高了分析問題、解決問題的能力。

2.教學思路與方法得當

張老師的教學思路與非常明晰。本節(jié)課按“猜想—檢驗—結論”的順序展開,在每一個過程都有大量的學史資料,要讓學生在閱讀中獲取知識,注意培養(yǎng)學生深刻的洞察力、嚴謹?shù)臄?shù)學處理和邏輯思維。方法上注重發(fā)揮學生學習的主動性，課堂上善于引導學生進行討論探究，適時指導閱讀，掌握基本概念后再加以運用，實現(xiàn)了講與練的有機結合。其課堂準備充分，自制多媒體課件在課堂教學中發(fā)揮出了應有的輔導作用，加深了學生對抽象的空間概念的理解。

3.培養(yǎng)學生建模能力

本節(jié)課完成了對整個研究過程的建模，建模過程主要集中在地心說到日心說到宇宙。地心說和日心說都有個繞著軌道運行的特點，實際測量是橢圓，但通過橢圓的特殊處理，也直接運用到了圓周，整個運用過程非常嚴密，特點非常突出，也展示了這堂課的魅力；第二建模是鈕秤的由來，間隔一百年來后，鈕秤在地面測量，鈕秤的幾個方面的應用也

展示得淋漓盡致。

4.培養(yǎng)學生數(shù)學運用能力

本節(jié)課通過運用數(shù)學推導還原了整個萬有引力的來源，打破了原來的學說：就是蘋果砸到了牛頓的頭引出了萬有引力定律，而萬有引力定律的來源并不是這么簡單，而是必須要有充分的數(shù)學知識、數(shù)學模型、數(shù)學推理的能力，這個推理過程再加上大量測量的原始數(shù)據(jù)，這樣建立起來的模型推導和演算才能得到萬有引力定律，因為有這個原始數(shù)據(jù)和科學的建模，使推導出來的數(shù)據(jù)要在地面上測量出來，要一百零幾年的時間才能測量出來，而且兩個數(shù)據(jù)非常吻合。

5.為學生提供展現(xiàn)機會

課堂上給學生一個展示的平臺，讓學生真正思考下來，進入深度學習。張老師運用他成熟的信息技術，真正把信息技術與課堂融合起來，能夠把學生的整個思維在視頻動畫中展示在思考中，體現(xiàn)了他個人的素養(yǎng)和特有魅力，這也是特級教師特有的魅力。

一點小建議，如果這堂課運用現(xiàn)在技術與現(xiàn)代中國航天技術，尤其與天空理論結合起來，就是一堂從古代到近代中國的貢獻作為收尾的課，就更加完美了。

總而言之，聽了張鵡老師這堂課，筆者感覺受益匪淺。本節(jié)課很好地體現(xiàn)三維目標在物理課堂的落實，是一堂很精彩的文理交融的物理學史教學示范課。