對(duì)比同課異構(gòu)，賞析物理課堂教學(xué)的藝術(shù)性

陳金華

關(guān)鍵詞：同課異構(gòu);教材對(duì)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(guó)家級(jí)示范校開展教研活動(dòng)，其間多位老師對(duì)“牛頓第一定律”一節(jié)課進(jìn)行同課異構(gòu)。筆者學(xué)習(xí)后，結(jié)合自己與劉老師的同課異構(gòu)課進(jìn)行思考，并從教材研析、教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂導(dǎo)人、教學(xué)內(nèi)容剖析、史實(shí)資料挖掘、實(shí)驗(yàn)素材開發(fā)等方面對(duì)上述課例進(jìn)行對(duì)比，以探討高中物理教學(xué)中的藝術(shù)性。

1對(duì)比不同版本教材，探討教材理念變化

學(xué)生初中已學(xué)牛頓第一定律，對(duì)比初、高中教材有助于了解學(xué)情。依據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的新教材已經(jīng)出版，對(duì)比新、舊版本的教材，有利于理解新課程標(biāo)準(zhǔn)理念與要求的落實(shí)，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(biāo)準(zhǔn)對(duì)牛頓第一定律的要求：“理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用牛頓運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)與相互作用觀念”的基礎(chǔ)，它與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系緊密，可引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際解決實(shí)際問題。牛頓第一定律是不同時(shí)代的科學(xué)家共同探究的結(jié)果，是后續(xù)物理課程學(xué)習(xí)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(yīng)發(fā)揮重要作用。對(duì)比初、高中教材可知，初中學(xué)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(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，注重慣性實(shí)驗(yàn)的演示與分析;高中生抽象思維能力更強(qiáng)，因此高中教材注重科學(xué)史的發(fā)展歷程及相關(guān)科學(xué)家的貢獻(xiàn)，注重對(duì)理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思維層面分析。對(duì)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(duì)科學(xué)方法的說(shuō)明。對(duì)比粵教版新、舊教材可知，新版教材凸顯了對(duì)亞里士多德的歷史評(píng)價(jià)，增加了分析科學(xué)家對(duì)運(yùn)動(dòng)原因分析的歷史貢獻(xiàn)。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(qiáng)調(diào)伽利略針和單擺實(shí)驗(yàn)及其意義。教師教學(xué)過程中應(yīng)該是用教材而不是教教材，應(yīng)該在深入對(duì)比不同版本教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況，合理整合教學(xué)素材。

2對(duì)比教學(xué)設(shè)計(jì)，體會(huì)不同教師的教學(xué)特點(diǎn)

教學(xué)設(shè)計(jì)反映了教師的教學(xué)理念與教學(xué)行為的選擇，對(duì)比同課異構(gòu)中的教學(xué)設(shè)計(jì)，可以體會(huì)不同教師的教學(xué)風(fēng)格與思想，如表2所示。

對(duì)比三位教師的教學(xué)設(shè)計(jì)，其共同之處在于：（1）重視規(guī)律形成過程的教學(xué)。三位教師均能通過“事實(shí)依據(jù)，提出猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和論證推理，得出結(jié)論”展開該定律的教學(xué)，在規(guī)律形成過程中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。（2）重視牛頓第一定律的相關(guān)史實(shí)，體現(xiàn)粵教版教材科學(xué)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(xiàn)。（3）教學(xué)手段與素材與時(shí)俱進(jìn)。三位教師均將課堂教學(xué)與信息技術(shù)有效結(jié)合，體現(xiàn)在視頻快慢播放、手機(jī)加速度傳感器的恰當(dāng)應(yīng)用等。三位教師還將教學(xué)與生活時(shí)事聯(lián)系起來(lái)，例如能將嫦娥五號(hào)的發(fā)射、世界冰壺比賽中國(guó)獲勝、貨車卸竹子等時(shí)事或生活素材融入教學(xué)過程之中。

本節(jié)討論了三位教師教學(xué)設(shè)計(jì)的主要思路，接下來(lái)再?gòu)恼n堂導(dǎo)人、教學(xué)內(nèi)容剖析、史實(shí)挖掘、實(shí)驗(yàn)素材開發(fā)等角度，結(jié)合更多案例，進(jìn)一步分析。

3對(duì)比課堂導(dǎo)入，賞析不同導(dǎo)入的魅力

在課堂導(dǎo)人環(huán)節(jié)，李老師用無(wú)人機(jī)拍攝的美麗景色，引入力與運(yùn)動(dòng)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(dòng)引入：劉老師以運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系思考引入：筆者用汽車模擬碰撞實(shí)驗(yàn)中不系安全帶的假人飛出視頻引入。

導(dǎo)人實(shí)驗(yàn)可在短時(shí)間里為學(xué)生營(yíng)造真實(shí)的物理情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，使學(xué)生獲得明顯的感性認(rèn)識(shí)，為學(xué)生開展積極的思維活動(dòng)提供良好的條件。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程體現(xiàn)了教師的創(chuàng)造性思維，巧妙的導(dǎo)人實(shí)驗(yàn)可成為物理課堂閃亮的一筆。蔡老師設(shè)計(jì)的小魔術(shù)引入最能吸引學(xué)生的注意、啟發(fā)學(xué)生思考，如果把火柴盒換成大且透明的有機(jī)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(shí)驗(yàn)效果應(yīng)該會(huì)更好。

課堂導(dǎo)人有多種方法，有故事導(dǎo)人、復(fù)習(xí)導(dǎo)人等。不同教師的導(dǎo)入選擇，背后都有其不同的出發(fā)點(diǎn)。李老師從無(wú)人機(jī)拍攝的畫面引入，應(yīng)該有培養(yǎng)學(xué)生美育的思考：筆者設(shè)計(jì)的汽車模擬碰撞實(shí)驗(yàn)視頻，目的在于引導(dǎo)學(xué)生回顧初中所學(xué)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(xué)生分組活動(dòng)完成指定的撕紙實(shí)驗(yàn)，為的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中探索知識(shí)。專家點(diǎn)評(píng)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(dǎo)人。物理教學(xué)的導(dǎo)人，應(yīng)能激起學(xué)生的好奇，同時(shí)應(yīng)明確指向本節(jié)所學(xué)內(nèi)容，梁老師所用的學(xué)生分組撕紙導(dǎo)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(yīng)用素材，可能會(huì)更好。

4對(duì)比教學(xué)內(nèi)容的剖析，思考科學(xué)思維的培養(yǎng)

本節(jié)主要內(nèi)容是理想斜面實(shí)驗(yàn)和牛頓第一定律。對(duì)比同課異構(gòu)中教學(xué)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(gè)方面進(jìn)行分析：

4.1理想斜面實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生分析哪些部分是事實(shí)，哪些部分是推理，為什么說(shuō)這是理想實(shí)驗(yàn)等。這個(gè)過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

老師們都利用導(dǎo)軌模擬了理想實(shí)驗(yàn)，但不同老師對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)的處理重點(diǎn)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(dá)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(dá)同一高度，此為信息技術(shù)應(yīng)用于物理課堂教學(xué)的一大亮點(diǎn)。劉老師為推理出光滑時(shí)小球能上到同一高度，設(shè)計(jì)了在導(dǎo)軌上鋪設(shè)毛巾、棉布和只有軌道三種情況進(jìn)行對(duì)比，通過記錄小球最高點(diǎn)的位置，說(shuō)明導(dǎo)軌越光滑，小球越接近相同的高度。此設(shè)計(jì)融合了初中教材的實(shí)驗(yàn)思路，能較好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力。筆者認(rèn)為，導(dǎo)軌完全光滑不可能達(dá)到，可以通過記錄不同傾角時(shí)小球的停止位置，來(lái)驗(yàn)證傾角越小小球走過的距離越長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，但不同教師的側(cè)重點(diǎn)不同。李老師先在黑板上演示伽利略針和單擺實(shí)驗(yàn)，并用粉筆記錄不同半徑時(shí)的小球軌跡，再改用導(dǎo)軌模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不難觀察到小球的運(yùn)動(dòng)與前面的軌跡基本相同。此處理較好地將針和單擺實(shí)驗(yàn)與理想斜面實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)起來(lái)，也啟發(fā)學(xué)生理解兩者的關(guān)系。實(shí)際教學(xué)中，筆者在分析完理想實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生思考：伽利略是如何想到的？再結(jié)合針和單擺實(shí)驗(yàn)的史實(shí)資料，提出偉大的成就來(lái)自于平時(shí)的積累與升華，并鼓勵(lì)學(xué)生現(xiàn)在的認(rèn)真學(xué)習(xí)，也是為將來(lái)的某個(gè)成就做鋪墊?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)與知識(shí)的傳授不同，應(yīng)更多的是滲透在教師課堂中的情感與態(tài)度中。

4.2對(duì)牛頓第一定律內(nèi)容的分析與解讀

對(duì)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(duì)該內(nèi)容沒做過多的處理，應(yīng)該是源于他對(duì)其學(xué)生的學(xué)習(xí)與理解能力有很強(qiáng)的把握有關(guān)。其他老師均從“一切”“總”“或”三個(gè)關(guān)健詞去解讀牛頓第一定律。筆者還讓學(xué)生對(duì)比初中與高中牛頓第一定律的內(nèi)容，突出對(duì)“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(xué)習(xí)牛頓第二定律做了鋪墊。

李老師則對(duì)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(diǎn)實(shí)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(shí)讓學(xué)生清晰了亞里士多德的觀點(diǎn)“錯(cuò)”在哪。這是同課異構(gòu)中的另一大亮點(diǎn)。

5對(duì)比史實(shí)資料的挖掘，探索科學(xué)人文精神的滲透

對(duì)于牛頓第一定律的史實(shí)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(xué)帶來(lái)新的亮點(diǎn)。李老師介紹笛卡爾的觀點(diǎn)，并讓學(xué)生討論其理論的突破點(diǎn)在哪，從而讓學(xué)生體會(huì)人類探索真理的科學(xué)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(xué)演繹，推理出在課堂上滲透實(shí)驗(yàn)研究、思辨與數(shù)學(xué)演繹是科學(xué)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(shí)空、不同地域，但為了弄清事物的規(guī)律，進(jìn)行跨時(shí)空的科學(xué)接力，這就是科學(xué)家身上的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

有老師在點(diǎn)評(píng)中提出：可適當(dāng)深入地介紹亞里士多德的“空穴”理論，讓學(xué)生感受近一千多年的“錯(cuò)誤”理論也是有科學(xué)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(xué)的育人功能：（1）教學(xué)過程要滲透科學(xué)觀，要理清亞里士多德依據(jù)什么事實(shí)提出什么觀點(diǎn)，伽利略受什么啟發(fā)做了什么研究和提出了什么觀點(diǎn)，笛卡爾做了什么補(bǔ)充、有什么價(jià)值，牛頓總結(jié)和概括的意義在哪？（2）要滲透歷史觀，對(duì)待歷史問題要站在歷史的角度去分析和看待問題，對(duì)亞里士多德的歷史貢獻(xiàn)要有足夠的認(rèn)識(shí);（3）要滲透人文觀，傳遞嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、負(fù)責(zé)、實(shí)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(duì)比同課異構(gòu)，結(jié)合專家的點(diǎn)評(píng)可以看到，教師可通過對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的解讀，通過對(duì)史實(shí)資料的挖掘和設(shè)計(jì)，在物理課堂教學(xué)中有意識(shí)地滲透人文精神。

6對(duì)比實(shí)驗(yàn)開發(fā)，賞析科學(xué)探究的實(shí)施

物理的理論與問題結(jié)論，可通過教師開發(fā)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究與驗(yàn)證。在同課異構(gòu)中，教師們?cè)谡n堂上均創(chuàng)設(shè)了物理實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明和驗(yàn)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(dòng)，讓學(xué)生觀察大鐵球在水平面上做近似的勻速直線運(yùn)動(dòng)。梁老師利用氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置，通過觀察滑塊經(jīng)過兩個(gè)光電門的時(shí)間，得到在氣墊導(dǎo)軌上滑塊接近做勻速直線運(yùn)動(dòng)。李老師利用氣墊導(dǎo)軌和手機(jī)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(dǎo)軌兩端時(shí)的加速度變化，從而引導(dǎo)學(xué)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(shí)驗(yàn)。

物理課堂應(yīng)體現(xiàn)時(shí)代性與創(chuàng)新性，物理教師應(yīng)根據(jù)新的技術(shù)手段不斷創(chuàng)新開發(fā)實(shí)驗(yàn)。梁老師利用氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置，李老師利用氣墊導(dǎo)軌和手機(jī)的傳感器APP，都是利用新的技術(shù)手段開發(fā)實(shí)驗(yàn)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(jìn)等功能，突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(duì)比，以及對(duì)比同課異構(gòu)過程中的教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂導(dǎo)人、教學(xué)內(nèi)容剖析、史實(shí)資料挖掘、實(shí)驗(yàn)素材開發(fā)等方面，可以看到，在達(dá)成新課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，不同教師的課堂體現(xiàn)不同的風(fēng)格、不同的亮點(diǎn)，從而體現(xiàn)教學(xué)的藝術(shù)性。課堂教學(xué)的藝術(shù)性源于不同教師的PCK不同。對(duì)比同課異構(gòu)，有利于教師積累優(yōu)秀教學(xué)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(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展。