探讨课堂教学优化物理课堂教学提升学生科学素养要求

《义务教育物理课程标准（2011年版）》明确界定了课程的性质：“义务教育物理课程是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程.”高质量的评优课在一定程度上呼应了课程改革在提升学生科学素养方面的价值取向，其所呈现的大量典型课例也成为广大教师学习和研究的宝贵素材，对其进行深加工和再利用不失为改进教学之良策.本文从提升学生科学素养的视角，反思近期所观摩多堂“二力平衡”评优课，尝试提出仅供参考的优化建议.

一、 适当还原物理概念建立的缘起，让认知从感性升华到理性

【教学片段1】建立“平衡状态”的概念
观察与思考：图1所示的物体各处于怎样的状态？它们分别受到哪些力的作用？
学生交流：花瓶和叠石处于静止状态，列车和货物处于匀速直线运动状态.
学生展示：各物体所受的力，如重力、拉力等.
教师小结：平衡状态——静止或匀速直线运动状态
二力平衡——在两个力的作用下处于平衡状态
本活动从观察实际现象切入，对教材中四个场景中物体的运动状态和受力情况进行分析，建立起二力平衡的概念，为探究二力平衡的条件做好铺垫.此环节尽管关注了学生“从生活走向物理”的感性体验，但在思维层面上“平衡状态”的概念仍有几分“空降”的色彩.科学素养的提升仅仅依托于体验是远远不够的，没有理性思维导引的体验注定是低效的，甚至是低层次的.为什么要建立平衡状态概念？凭什么将静止、匀速直线运动这两种运动状态合二为一？这些质问的缺失或回避，在一定程度上丧失了物理概念建构过程中发展学生思维品质的宝贵契机.
概念是通过使用抽象化的方式从一群事物中提取出来的反应其共同特性的思维单位.欲将静止、匀速直线运动整合为平衡状态，教学过程中就有必要回溯两者有何共同特征，提供何种素材才有利于学生提取其共同特征.
【优化建议】
观察与思考：在教材呈现的四个情景基础上补充更多运动形态的背景素材，如加速下落的苹果、减速进站的列车、绕地球转动的卫星等.
学生归纳：运动状态可以分为两大类：一类运动状态在发生变化，另一类运动状态不变.
教师追问：哪些运动情形下物体的运动状态不发生变化？
学生小结：静止或匀速直线运动，据此建立平衡状态的概念.
学生举例：生活中其他常见的二力平衡现象.
厘清物理概念建立的缘由，是使学生认知从感性发展到理性的关键，是后续学习中能准确解读反映物理概念间关系的物理规律的前提.

二、 准确界定物理规律适用的范畴，使认知从片面发展为全面

【教学片段2】探究二力平衡的条件
学生实验：按如图2所示的方法分步骤探究，观察松手后卡片能保持静止吗？
学生归纳：二力平衡的条件——作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上.
本活动的目的是引导学生通过自主探究得出二力平衡的条件，由于力的多个要素都会影响二力是否平衡，因此采用控制变量法分步探究.笔者仔细查阅了人教、北师大、沪科、苏科等版本教材的本节内容编排，可能考虑到时空、可操作性等制约因素，与本课例一致，均只探究了静止状态下的二力平衡条件.笔者观摩发现，只有极个别教师在课堂教学中关注了匀速直线运动下的二力平衡条件，但基本都以匀速难以实现或时间所限等理由回避了探究.不少评优课只视提供给学生更多的活动机会为成功，而不去关注物理知识建构能不能完成、物理思维能否提高，理由是新课程提倡“改变学科本位”，只要学生有收获就是成功的课堂，这是对课程理念的一种曲解，“改变学科本位”不等于抛弃学科特征，而是以提高科学素养为目的建立科学的本位观.囿于经验或囿于教材，都无法推动课程改革向纵深发展.由静止得出的二力平衡条件适用于匀速直线运动状态吗？教材中的“大量实验表明”，你能否设计一二并佐证之？如此追问，奈何回避！
【优化建议】
教师追问：匀速直线运动下的二力平衡仍满足大小相等、方向相反，且作用在同一直线上吗？如何设计实验进行验证？需要哪些器材？
学生讨论：弹簧测力计挂着钩码，先保持静止，再粗略地做匀速直线运动，观察弹簧测力计示数是否基本保持不变.
学生展示：
学生归纳：示数基本不变，做匀速直线运动的物体也满足二力平衡条件，且平衡力的方向与运动方向无必然联系.
教师小结：静止或匀速直线运动下的物体所受力均满足平衡条件，反言之，平衡力不改变物体的状态.
如此改进，更有利于学生在“力与运动”的章节背景下全面深刻认识二力平衡的条件，即平衡力不改变物体运动状态（物体将保持静止或匀速直线运动状态）.笔者注意到2011版课标对课程基本理念做了如下修订：将“注重全体学生的发展，改变学科本位的观念”，修订为“面向全体学生，提高学生科学素养”.这一修订势必将指引广大物理教师更加关注物理学科特点，更加严谨地设计教学活动来重演物理规律的建构过程，使学生的认知从片面走向较为全面，使每个学生学习科学的潜能得到发展.

三、 适时开展评估，使认知从表象延伸至内核

【教学片段3】测量滑动摩擦力的不同方案比较
教师呈现：甲方案：在水平实验桌面上将木板用线拉住，通过弹簧测力计沿木板方向水平拉木块，使木块在木板上面滑动.
乙方案：将木板放在水平实验桌面上，用线通过弹簧测力计水平地拉住木块，沿木板方向水平拉木板，使木板在木块下面滑动，如图4.
教师提问：请同学们对比分析两个方案在操作上和误差上的优劣.
学生：（陷入茫然……）
本活动缺失对实验原理的剖析，单纯地从操作过程或输出终端评估实验方案，仅仅从表象出发恐怕难以触及物理的内核.何不基于体验，引导学生再度审视实验原理，在对话中完成对方案的评估和优化？大可不必直接同时陈列出两个方案，让学生茫然对比“选购”.
【优化建议】
教师提问：同学们在按甲方案测量滑动摩擦力时，有何困惑？
学生：很难控制匀速拉动，示数不稳定难以读数.
学生补充：不匀速拉动的话，二力就不平衡，摩擦力就不等于拉力.
教师追问：如此一来，必然存在较大误差.本实验的原理是二力平衡，操作中匀速难以实现，还有别的状态仍满足二力平衡吗？
学生：静止的物体也可以二力平衡.
教师追问：静止的物体可以受到滑动摩擦力吗？
学生思索片刻后答：可以的，木块静止，拉动木板，这样木块相对木板运动就受到滑动摩擦力.
学生合作体验：一名同学用弹簧测力计固定住木块，另一名同学水平拉动木板，观察弹簧测力计示数大小及稳定情况.
学生评估：改进后，示数稳定便于读数，误差小，而且不必匀速拉动木板.
适时适度地在课堂教学中开展评估活动，既有利于加深学生对相关物理概念或规律的理解，又能发展学生的探究能力和思维品质.2011版课标对评估能力提出了以下基本要求：有评估探究过程和探究结果的意识；能关注探究活动中出现的新问题；有从评估中吸取经验教训的意识；尝试改进探究方案；了解评估在科学探究中的意义.教学实践中，教师要牢牢抓住探究目的和实验原理这条主线，围绕方案的变量控制、可操作性、误差大小、数据处理等方面有效引导学生开展评估，使认知从表象延伸至内核.
学生科学素养的提高离不开观察、实验等科学体验，更离不开假设、建模、评估等批判性思维.从提高学生科学素养的视角去反思和优化我们的教学实践，既可以有效地促进学生的学业进步和全面发展，又可以改进教学工作，促进教师的专业成长，使物理课上出“科学味”.[□][]
参考文献：
.义务教育物理课程标准（2011年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社：2011.
许帮正. 初中物理课改实施走向探讨[J].物理教师，2006（11）：23-2

5.
源于：论文 格式www.618jyw.com