指向相互作用观念的逆向设计与实施

张淼

［摘 要］培养学生的物理观念是落实学科核心素养的关键，而物理观念中的相互作用观念是理解力与运动的基础。基于逆向设计，以目标为导向，创设真实的生活情境，并通过证据来监测和评价学生的学业水平；再基于监测结果和学生的实际学业水平调整教学活动，帮助学生较好地理解与掌握科学知识。文章以“共点力的平衡”为例进行分析探讨。

［关键词］相互作用观念；逆向设计；共点力的平衡

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2023）17-0035-03

一、相互作用观的内涵与价值

《普通高中物理课程标准（2017年版）》［1］中指出，物理观念是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。物理观念包括物质观念、运动与相互作用觀念、能量观念。

相互作用观念体现了一个或多个物体在受到若干个力的作用时表现出来的状态，或平衡，或具有加速度。相互作用观念的形成是物质观念和运动观念后的自然延伸，也为能量观念的形成打下知识基础。因此，塑造正确的相互作用观念是发展核心素养过程中不可或缺的一环。

二、基于逆向设计的教学主张

逆向设计理论主张教学活动应该从教师期望的学生学习结果出发，拟定过程性评价标准后，设计符合学情的学习活动［2］。如同带领学生开启学习之旅，首先应使学生明确他们将要到达的目的地，教师作为引路人，要判定学生在每一段旅程中是否跟上了“大部队”，然后再构思设计能够引领和激发学生前行的策略。在“旅途”中，师生要“不忘初心”，牢记和紧盯学习结果，用评价促进学习过程的推进，并且使学习活动具备有效性和吸引力。

三、指向相互作用观念的逆向设计

格兰特·维金斯和杰伊·麦克泰格在其著作《追求理解的教学设计》中谈到“理解是教学设计的灵魂”。学习目标是课程与教学的核心，教、学、评应“共享”学习目标，学习目标设定之后，再设计证明目标已达成的学习任务，即评价证据，学习经历应镶入评价证据［3］。基于逆向设计的课堂可分为3个阶段，下面结合本节课的教学实际，设计其关系图（见图1）。

具体教学设计如表1、表2和表3所示。

四、指向相互作用观念的教学实施

相互作用观念的养成是物理学习中更高层次的要求，也是物理教学中追求的更高目标。学生在熟悉的生活情境中建立物理模型，运用物理概念和规律解释生产生活现象的能力体现了对物理观念的理解水平，其关系如图2所示。

（一）创设体验式情境，激发学习兴趣

物理课程的学习要做到“从生活中来，到生活中去”。抓住学生已有的生活经验和学习目标之间的关联点是教师创设情境前首要考虑的问题。感知类的情境能引起学生的共鸣，体验式情境能激发学生的探索欲，两者相结合才能引导学生从普遍的物理情境中抽象出事物的本质特征，并聚焦要研究的问题，为后续学习打下基础。

［教学片段］

师：杂技演员走钢丝时为什么要手握钢管或者手臂来回摆动呢？

生1：要保持重心的平衡。

师：具体来说，重心在哪里？

生2：应该和演员受到的支持力在同一竖直方向上。

师：如果物体受到多个力呢？（展示港珠澳大桥图片）港珠澳大桥的桥梁受到了多根拉索的作用，桥梁受力满足什么规律呢？

此时，学生普遍感觉比较困惑，教师顺势发问。

师：同学们体育课上做引体向上，当“缓慢上升”时，可不可以看作平衡状态？

生（齐）：可以！

师：咱们班引体向上做得最好的是谁？

学生热情很高，一致指向A同学。笔者邀请该生抓住教室门框，在确保安全的前提下现场演示不断增大双臂张角时完成引体向上，引来学生掌声！学生通过亲身体验，感受双臂张开后，完成动作较吃力，但对于其中缘由，并不能马上给出解释。从而引出本节课的学习主题。

（二）组织合作探究，使物理规律可视

实验与探究的能力是解释自然现象、揭示物理规律的关键能力。合作探究能塑造学生与他人共享学习资源和学习成果的良好品质，也能培养与人合作交流的优秀习惯。教师可根据实验目的，从学生已有的知识经验出发，引导学生设计合理、可行的实验方案，观察学生在探究实验中的具体实操表现。笔者按照课前设计的学业质量评价方案，监测学生探究过程并适时给予指导，以保持教、学、评一致性，评价标准见图3。学生在小组探究中作出力的图示（见图4），汇总各小组的作图后归纳总结其规律，揭示了共点力平衡的条件。

（三）搭建沉浸式舞台，解决具体问题

为了促进学生对物理规律的理解，需要从学生视角创设真实情境，最好从学生日常生活中常用、常见的一些生活实践类情境入手。以“学生对教室进行立体大清洁”为情境主线，对以下事件中的平衡问题进行分析。

（四）设置开放式问题，落实物理观念

俗话说“学贵有疑”，而学生的疑问大多来自教师的问题，所以教师设问质量的高低对学生学习效果的提升起到关键作用。开放式问题相对于选择性问题和封闭式问题更能促进师生进一步对话交流，对学生知识的建构和复杂思维能力的培养有显著的促进作用，更利于学生完成知识的迁移和核心素养的落实。

开放问题1：斜向上拉动拖把和斜向下推动拖把，为什么拖地效果有差异？请结合你的实际感受构建物理模型，分析并解释原因。

开放问题2：要使小朋友沿着滑梯匀速下滑，应怎么做？请探究滑梯倾角和动摩擦因数之间的关系。

开放问题3：研究性学习——请利用力传感器探究三力平衡中的动态分析问题，将实验结果与理论分析作对比，形成实验报告。

五、结束语

物理观念中的相互作用观念的形成是本节课教学的终点，而起点是对研究问题的模型建构，重点是对平衡规律的理解，难点在于对纷繁复杂的情境中物理规律的提炼。教学中教师应本着“评价先于活动”的原则，立足学生视角，从教学终点逆向设计教学活动，并适时监测学生已达到的学业质量水平，促使学生逐步形成对物理情境的心理表征，从而真正落实学科核心素养。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准：2017年版［S］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］  谈马平.高中物理逆向教学设计研究：以人教版“共点力的平衡”教学为例［J］.中学物理教学参考，2022（3）：9-10.

［3］  任虎虎.指向物理观念的逆向设计与实施策略：以新教材必修1“超重和失重”教学为例［J］.物理教师，2021（7）：23-26.

［4］  戴小民.基于理解的逆向教学设计探索：以高中基础型物理“磁场”单元设计为例［J］.物理教学，2017（11）：11-14，43.