核心素养导向的初中物理复习课教学策略初探——以“力与运动”章节复习教学为例

葛汉洪 孙有花 朱林根

(1. 江苏省高邮市车逻初级中学，江苏 高邮 225600； 2. 江苏省高邮市教育局，江苏 高邮 225600)

关于核心素养,现在已经提得很多了,然而在理论层面,对核心素养的认识、界定仍然存在一些困难,有论者在梳理了一些有代表性的观点后指出:“关于‘核心素养’的理解,无论是国际组织还是国内专家,基本上都是一人一个看法,一千个研究者心中有一千种‘核心素养’．”[1]有点“乱花渐欲迷人眼”的味道．但这并不影响在实践层面我们要转变单向的应试主义教学目的观,牢固树立核心素养的教学目的观——为学生的核心素养而教．本文认为,物理学科的核心素养是学生在物理问题发现、解决的过程中形成的物理观念、科学思维、科学态度和责任等的结合体,物理学科核心素养的培育必须基于物理学科内容的习得,从把握物理学科本质、领悟学科核心思想入手．所以,核心素养导向的课堂教学还是需要创设物理情境、离析出物理问题,让学生在问题解决的过程中创造知识(不是创新知识)、运用知识,并转识成智、迁化成能,让核心素养在学生不断地获取、运用知识的过程中氤氲化生．没有知识,素养就是无本之木,无源之水,也就是说,核心素养导向的课堂并不是只要素养,不要知识,只是核心素养导向的教学“不再把教学视为一种在知识的世界里安置人的居所,而是在人的世界里思考知识的功用的活动．”[2]一切取决于师生在课堂上经历了怎样的活动,使得知识在学生那里是如何展开的,知识有没有留在学生的生命里,学生的灵魂有没有因为知识的渗入而变得越来越“香”．其精神实质是:让人回到课堂的中央,教学更加聚焦人的自然生成与和谐发展．

本文以苏科版“力与运动”章节复习为例,谈谈核心素养导向的复习课教学策略．

1 重组知识结构 建立精巧主线 形成整体观念

复习课,一般没有新知识,讲究的是温故知新,即在熟悉的地方发现新的风景,实现新的意义生成.这也是很多教师觉得复习课难上的一个主要原因．为了克服这个困难,我们必须先弄清楚为什么必须上复习课?复习课具有的独特价值在哪?简单来说,相关知识在进入课程之前是呈整体存在的样态,但进入课程之后,势必要进行分组切片处理,割裂成一节一节的内容,以便分课时教学.这就决定了学生通过新授课学到的往往是点状离散的知识结构．如何从章(有时是册、段)的广度、深度、高度将学生的知识结构从点状结构发展到网状结构、从零散结构优化到关联结构,从而让学生的知识结构达到内容丰富、联系紧密、区分明确、层次鲜明的整体化、系统化的“专家”水平,恰恰就是复习课要完成的任务．质言之,只要对知识进行合理的重组、设计,复习课仍然有“意外的通道”、“美丽的图景”,仍然可以是一段“有激情的行程”．如果按照教材顺序对知识进行“温习再现”、对习题进行“拼盘操练”,采用知识梳理、典例突破、当堂训练3步走的常规模式,充其量重复、巩固了学生已有的知识结构,提高了熟练程度,而难以满足学生的探究欲望,难以实现学生的思维发展,想通过这样没有灵魂的复习发展学生的核心素养就几乎无从谈起．

对于“力与运动”,教材将全章分为3小节,第1节二力平衡和第2节牛顿第一定律是为第3节研究力与运动的关系做准备的．单纯从知识逻辑看,研究力与运动应该从物体不受力时会处于怎样的运动状态过渡到受力时会处于怎样的运动状态才比较合理,但从学生逻辑看,物体运动的平衡态和非平衡态在生活很常见,二力平衡的条件也可以通过实验直接探究,相对牛顿第一定律和惯性来说理解的困难较小一点,教材在调和知识和学生两方面因素之后作出这样的编排,有其合理性．但在复习时,就需要重建一条贯穿全章的逻辑主线以优化学生的认知结构,形成整体观念,发展学生核心素养．笔者认为,以知识的发生为主线,以科学家的不懈努力为暗线组织课堂是较好的一种选择．具体做法是:推小车情境引入→辨析亚里士多德的观点:“推一个物体的力不再推它时,物体便归于静止,即力是维持物体运动的原因．”其正误→探究摩擦阻力对物体的运动有什么影响→伽利略的观点:“任何运动着的物体,只要除去加速或减速的原因,此速度就可以保持不变”→牛顿的观点:“一切物体在不受力时总保持静止或匀速直线运动状态”→惯性、惯性定律→力是改变物体运动状态的原因→力与运动的关系→探究二力平衡的条件→小结提升.

2 把握知识特点，琢磨精细方法，突破认知障碍

就像高明的画家在作画时既注重整体的布局,也强调细节的刻画一样．好的教学也离不开在学生思维层面的精雕细琢．再精巧的主线,如果没有教学细节的有力支撑,课堂的效果就要大打折扣．课堂是由一个个血脉相连的细节组成的,从某种程度上可以说,学生的核心素养是在细节中培育的,课堂教学任何时候都不能忽视细节的作用．而细节如何处理,并没有放之四海而皆准的做法,需要根据具体的知识做具体的分析．

“力与运动”研究的主题是力与运动的关系,它是人类认识史上的重大课题,很难说通过新授就能让学生形成正确、清晰的认知．亚里士多德的观点为什么能统治千年之久,是因为他的观点也是有经验和证据支持的.这种经验与人们经常看到的现象大多是一致的,容易引起人们的共识,时至今日,还有人不自觉地支持他的观点．只是他的观点不完全经得起推敲,正是因为伽利略、牛顿等物理学家经过艰苦卓绝的探究,才证明了亚里士多德的错误,揭示出力与运动关系的本质,还事物以本来的面目．另外,本章还有个惯性概念,尽管惯性现象在生活中随处可见,从定义上看,文字表述也不复杂,但它依然是公认的一个认知难点,学生时不时就会暴露出理解上的偏误．而无论是要纠正亚里士多德的观点最终得出牛顿第一定律,还是要在牛顿第一定律的基础上认识物体的惯性,都离不开科学思维．这就给我们一个启示:教学要主动拿起科学思维这个有效武器,以帮助学生形成正确认识．下面就以纠正亚里士多德的观点最终得出牛顿第一定律和在牛顿第一定律的基础上认识物体的惯性两点上加以说明．

2.1 利用频闪照片，填补认知盲点，使思维更明朗

图1

教材通过斜面小车实验探究摩擦阻力对物体运动的影响并通过科学推理纠正亚里士多德的观点,但实验中只观察到作为结果的小车在水平面上运动的路程,并不能显示作为过程的小车在水平面上运动的特点,学生在这里存在一个不易察觉的认知盲点．即知识的形成过程经不起推敲、质询,这样有缺陷的认知过程当然不利于核心素养的培养．因为初中学生的抽象思维还离不开实物的刺激,所以这里如果作一个改进,给出小车运动的频闪照片,则可以清楚显示其过程特点,能有效填补认知盲点,激发学生思维从形象走向抽象．学生通过比较几次运动的相同点和不同点可以轻松得出相同点是小车的速度都在减小,不同点是小车的速度减小得越来越少,并自主推理:如果小车在光滑水平面上运动,即受到的摩擦力为0,则小车运动的速度不会减小,将一直匀速直线运动下去,如图1所示.

2.2 巧设分析路径，克服认知困难，使思维更清晰

由以上实验和推理可得出伽利略的观点:“任何运动着的物体,只要除去加速或减速的原因,此速度就可以保持不变”．在此基础上再继续拓展,当小球滚离桌面的瞬间,分现实(受重力)和理想(不受力)两种情况判断其运动轨迹,学生很容易给出结果，如图2所示．由此得到牛顿第一定律(略),紧接着,以手竖直向上抛出物体(橡皮头)为例,依然分理想与现实两种情况判断物体的运动特点,师生对话如下.

师:假设物体以2m/s的速度离开我的手,并且离开我的手瞬间,物体所受的力全部消失,则它将会怎样运动?

图2

生:竖直向上做速度为2m/s的匀速直线运动．

师:如果物体以1m/s的速度离开我的手呢?如果是速度为0,即静止呢?

生:竖直向上做速度为1m/s的匀速直线运动．物体会保持静止．

师:可总结得出……

生:静止的物体在不受力时会保持静止,运动的物体在不受力时会保持原来的速度做匀速直线运动．

师:而实际情况是,如果物体以1m/s的速度离开我的手,在离开我的手之后会受到重力,则它离开我的手后还要不要保持做匀速直线运动?

生:要．(开始可能有分歧,但最后肯定能取得一致正确)

师:它要保持匀速直线运动跟它受力不受力有无关系?由什么决定?

生:没有关系,由它自身的性质决定．

师:我们给物体在这方面表示出来的性质起个名字叫……

生:惯性．(什么是惯性略)

师:因为惯性,物体还要保持向上做匀速直线向上运动,但它能不能做到匀速直线向上运动呢?

生:不能．

师:为什么?

生:因为它受到重力,重力要改变它的运动状态．

师:因为惯性(内在本性)和重力(外在影响)对物体运动的共同影响,最后就是我们看见的物体将会怎样运动?

生:向上做减速运动．

笔者认为,先区分理想的不受力和现实的受力两种情况,再结合得到我们看见的物体运动的实际情形,通过情境浸润和对话引导,可以避免认知过程的笼统、模糊,让学生不仅运用目光,而且运用思维“抓住”生活现象,可以让思路更加清晰,实现准确建构,有效克服学生的认知困难．

3 挖掘知识内涵，勾连精妙关系，感受文化熏陶

物理学的发展既创造了显性的理论成果、系统的科学方法,同时创造的是隐藏其后的科学理性的思想、实事求是的态度、独立自由的精神等,它们共同构成了物理文化．遗憾的是“受科学认识的宰制,供学生学习的‘科学文化知识’被化约为‘科学知识’,‘文化’则成了可有可无的修饰语．”[3]那些以概念、公式、定律、原理、法则等概念系统表征的符号系统为主导的知识抽象且价值无涉,它们“省略了心灵和想象力”，[4]无意也无能于学生精神提升和心灵唤醒,应付考试尚可,培养学生的核心素养定然力不从心．如何回复知识的文化育人功能,日本战国三杰之一的德川家康的故事也许可以给我们以启发．《日本和日本人》一书中记载了这样一件事:有人看见德川亲自洗刷一条旧绸裤,表示不能理解,德川解释说:“我这样做并不是为了这件衣服的本身有什么大价值,乃是我为了制成它时所需要的种种事情．它是一个贫妇辛苦的结果,这就是我珍视它的理由．倘使我们用东西的时候,不想想制成这些东西要费多少时间和努力,那么我们就和禽兽差不多了．”同样的可以说:如果我们在学习、运用知识时,不想想制成这些知识要费多少时间和努力,那么,我们就和禽兽差不多了．这就要求我们的教学不但要让学生掌握显化的知识和方法,积极将知识与生活融通,而且要尽可能地让学生重走知识形成过程中关键的那几步,在探索中思考,在思考中发现,在发现中感悟,不但获取显性的知识,而且感受到科学态度、物理文化的熏陶,促进核心素养的养成．

对于“力与运动”一章而言,正如一位著名历史学家所言:“在以往1500年里,人类心智所面对和克服所有智力困难中,我觉得最令人惊奇、影响范围最大的就是运动问题”.[5]不同时期的科学家在探索力与运动关系的道路上所作出的不懈努力,所表现出来的智慧和精神,都是潜在的教学资源,并且力与运动的现象在生活中随处可见,这些都可以挖掘、勾连、梳理、利用．比如:

3.1 勾连知识与知识的关系

通过在新情境中再探究得出“力是改变物体运动状态的原因”之后,利用投影将其与之前亚里士多德的错误观点“力是维持物体运动的原因”相对照,并指明:跨越这一步,人类用了约2000年”．在当时的教学现场,笔者似乎真的听到学生因为感受到历史的厚重、感悟到认识的艰难、感叹于人类智慧和意志的伟大而“砰砰”作响的心跳声．

3.2 勾连知识与生活的关系

在小结提升部分,笔者在课堂上特意播放了一段电影《极盗者》中翼装飞行的片段,学生在观看时就不断地发出“哇……哇”的惊叹声,相信当时的他们一定在为人类的梦想、智慧、勇敢而感到骄傲和自豪,并且感受到运动的美,知识的妙．笔者在影片结束前设置了这样一个问题:翼装飞行如何停止?学生能自信给出答案:通过降落伞减速．这个答案立即通过影片得到了验证．这个问题一方面跟力改变物体运动状态联系了起来,更重要的是让学生觉得自己获得了某种“预见”的能力,他们在暗自窃喜之余会不会感悟到知识的力量,滋生学习的使命感呢?

3.3 勾连知识与科学家的关系

在课堂的最后,笔者提问:本章除了学到一些知识,还学到一个重要方法是什么?有学生回答控制变量法,还有同学回答理想实验的思想方法．笔者指明理想实验法更重要,并给出理由:伽利略通过理想实验法纠正了亚里士多德的错误观点,为牛顿建立牛顿第一定律打下坚实基础,所以牛顿才说:“如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上．”然后继续发问:这里的巨人有几位,但肯定有谁?学生回答:伽利略．笔者紧接着给出:后来者爱因斯坦说“伽利略的发现以及他所应用的科学推理的方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端．”由此学生能明白物理学史上的这段辉煌历程,能感受到物理知识是在历史的长河中继承和发展起来的,而且还将继续发展下去．他们会不会为科学家的睿智所折服,为科学家谦虚的精神品质所倾佩呢?会不会终生不会忘记:物理学是从伽利略开始的呢?而这些不正是最基本的核心素养吗?

4 发挥知识功用，编织精要习题，锤炼思维品质

人本主义教育学家波格丹·苏霍多尔斯基认为人类生活是散文和诗之间连续不断的相互关联,因而就存在散文的教育和诗的教育．这里的“散文”是指如实的、无想象力的意思,“散文教育”是指实际行动和物质生活,以及为生活做准备的教育;“诗”带有“诗情、诗意”的意思,“诗的教育”侧重于思想活动和精神活动,克服人生意义的迷茫,达到自我实现的教育．他认为,真正的人本主义教育应该包括两者,尽管后者更重要．本文认为,在现实语境下,我们可以将“散文教育”理解为考试取向的教育,“诗的教育”为核心素养取向的教育,现实的课堂教学必须两者兼顾,尽管后者更重要,毕竟只有“诗的教育”过不了今天,只有“散文教育”过不了明天．所以,笔者专门为本课安排了一些当堂训练的练习题,通过这些练习题仍然可以发展学生的核心素养．例如以下的问题.

图3

习题1.如图3所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计摩擦,小球可在A、B两点间来回摆动.当小球摆到B点时,细线恰好断开,则小球将

(A) 在B点保持静止.

(B) 沿BE方向运动.

(C) 沿BC方向运动.

(D) 沿BD方向运动.

解析:复习课的重要任务是巩固知识,而真正的巩固知识是学生在对问题的思考中进行的．本题无法通过观察实验现象直接解决,必须通过一定的想象,运用所学知识加以分析判断．此外,如对本题进行变式拓展:当小球摆动到A、B间任一点时,小球所受的力全部消失,则小球将会怎样运动．还可以巩固本课的重要方法:科学推理．如此可以有效培养学生在复杂情境中解决问题的能力,培养学生的核心素养．

习题2.如图4(甲)所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力F向右拉物体,拉力F的大小随时间的变化关系如图4(乙)所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图4(丙)所示,则在t=1s时,物体受到的摩擦力________N;在t=3s时,物体受到的摩擦力为_______N．

图4

解析:通过图像描述物理过程是物理学研究的常用方法,能通过图像收集信息作为问题解决的条件是学生应该具备的基本物理素养．这样的习题对学生能形成有益的智力挑战,解决这样的问题,可以锻炼学生的观察能力、想象能力、逻辑思维能力、综合运用知识加以判断的能力等,对培养学生多方面的良好习惯和品质有积极意义,而这些都是物理核心素养的应有之义,换言之,学生能够解决这道题,也是具备了一定的物理学科素养的体现．

1 周序.核心素养:从知识的放逐到知识的回归[J]. 课程·教材·教法,2017(2)：61-66.

2 余宏亮.生成性教学:知识观超越与方法论转向[J]. 课程·教材·教法,2016(9)：80-87.

3 应琼.意义的关照:知识教学的深度追求[J]. 全球教育展望,2014(8)：23-29.

4 威廉·多尔.寻找精神:对西方课程思想的反思[J]. 全球教育展望,2014(1)：23-29.

5 [美]阿特·霍布森.物理学:基本概念及其与方方面面的联系[M]. 上海： 上海科学技术出版社,2001.