核心素養導向的初中物理復習課教學策略初探
——以“力與運動”章節復習教學為例

葛漢洪 孫有花 朱林根

(1. 江蘇省高郵市車邏初級中學，江蘇 高郵 225600； 2. 江蘇省高郵市教育局，江蘇 高郵 225600)

關于核心素養,現在已經提得很多了,然而在理論層面,對核心素養的認識、界定仍然存在一些困難,有論者在梳理了一些有代表性的觀點后指出:“關于‘核心素養’的理解,無論是國際組織還是國內專家,基本上都是一人一個看法,一千個研究者心中有一千種‘核心素養’．”[1]有點“亂花漸欲迷人眼”的味道．但這并不影響在實踐層面我們要轉變單向的應試主義教學目的觀,牢固樹立核心素養的教學目的觀——為學生的核心素養而教．本文認為,物理學科的核心素養是學生在物理問題發現、解決的過程中形成的物理觀念、科學思維、科學態度和責任等的結合體,物理學科核心素養的培育必須基于物理學科內容的習得,從把握物理學科本質、領悟學科核心思想入手．所以,核心素養導向的課堂教學還是需要創設物理情境、離析出物理問題,讓學生在問題解決的過程中創造知識(不是創新知識)、運用知識,并轉識成智、遷化成能,讓核心素養在學生不斷地獲取、運用知識的過程中氤氳化生．沒有知識,素養就是無本之木,無源之水,也就是說,核心素養導向的課堂并不是只要素養,不要知識,只是核心素養導向的教學“不再把教學視為一種在知識的世界里安置人的居所,而是在人的世界里思考知識的功用的活動．”[2]一切取決于師生在課堂上經歷了怎樣的活動,使得知識在學生那里是如何展開的,知識有沒有留在學生的生命里,學生的靈魂有沒有因為知識的滲入而變得越來越“香”．其精神實質是:讓人回到課堂的中央,教學更加聚焦人的自然生成與和諧發展．

本文以蘇科版“力與運動”章節復習為例,談談核心素養導向的復習課教學策略．

1 重組知識結構 建立精巧主線 形成整體觀念

復習課,一般沒有新知識,講究的是溫故知新,即在熟悉的地方發現新的風景,實現新的意義生成.這也是很多教師覺得復習課難上的一個主要原因．為了克服這個困難,我們必須先弄清楚為什么必須上復習課?復習課具有的獨特價值在哪?簡單來說,相關知識在進入課程之前是呈整體存在的樣態,但進入課程之后,勢必要進行分組切片處理,割裂成一節一節的內容,以便分課時教學.這就決定了學生通過新授課學到的往往是點狀離散的知識結構．如何從章(有時是冊、段)的廣度、深度、高度將學生的知識結構從點狀結構發展到網狀結構、從零散結構優化到關聯結構,從而讓學生的知識結構達到內容豐富、聯系緊密、區分明確、層次鮮明的整體化、系統化的“專家”水平,恰恰就是復習課要完成的任務．質言之,只要對知識進行合理的重組、設計,復習課仍然有“意外的通道”、“美麗的圖景”,仍然可以是一段“有激情的行程”．如果按照教材順序對知識進行“溫習再現”、對習題進行“拼盤操練”,采用知識梳理、典例突破、當堂訓練3步走的常規模式,充其量重復、鞏固了學生已有的知識結構,提高了熟練程度,而難以滿足學生的探究欲望,難以實現學生的思維發展,想通過這樣沒有靈魂的復習發展學生的核心素養就幾乎無從談起．

對于“力與運動”,教材將全章分為3小節,第1節二力平衡和第2節牛頓第一定律是為第3節研究力與運動的關系做準備的．單純從知識邏輯看,研究力與運動應該從物體不受力時會處于怎樣的運動狀態過渡到受力時會處于怎樣的運動狀態才比較合理,但從學生邏輯看,物體運動的平衡態和非平衡態在生活很常見,二力平衡的條件也可以通過實驗直接探究,相對牛頓第一定律和慣性來說理解的困難較小一點,教材在調和知識和學生兩方面因素之后作出這樣的編排,有其合理性．但在復習時,就需要重建一條貫穿全章的邏輯主線以優化學生的認知結構,形成整體觀念,發展學生核心素養．筆者認為,以知識的發生為主線,以科學家的不懈努力為暗線組織課堂是較好的一種選擇．具體做法是:推小車情境引入→辨析亞里士多德的觀點:“推一個物體的力不再推它時,物體便歸于靜止,即力是維持物體運動的原因．”其正誤→探究摩擦阻力對物體的運動有什么影響→伽利略的觀點:“任何運動著的物體,只要除去加速或減速的原因,此速度就可以保持不變”→牛頓的觀點:“一切物體在不受力時總保持靜止或勻速直線運動狀態”→慣性、慣性定律→力是改變物體運動狀態的原因→力與運動的關系→探究二力平衡的條件→小結提升.

2 把握知識特點，琢磨精細方法，突破認知障礙

就像高明的畫家在作畫時既注重整體的布局,也強調細節的刻畫一樣．好的教學也離不開在學生思維層面的精雕細琢．再精巧的主線,如果沒有教學細節的有力支撐,課堂的效果就要大打折扣．課堂是由一個個血脈相連的細節組成的,從某種程度上可以說,學生的核心素養是在細節中培育的,課堂教學任何時候都不能忽視細節的作用．而細節如何處理,并沒有放之四海而皆準的做法,需要根據具體的知識做具體的分析．

“力與運動”研究的主題是力與運動的關系,它是人類認識史上的重大課題,很難說通過新授就能讓學生形成正確、清晰的認知．亞里士多德的觀點為什么能統治千年之久,是因為他的觀點也是有經驗和證據支持的.這種經驗與人們經常看到的現象大多是一致的,容易引起人們的共識,時至今日,還有人不自覺地支持他的觀點．只是他的觀點不完全經得起推敲,正是因為伽利略、牛頓等物理學家經過艱苦卓絕的探究,才證明了亞里士多德的錯誤,揭示出力與運動關系的本質,還事物以本來的面目．另外,本章還有個慣性概念,盡管慣性現象在生活中隨處可見,從定義上看,文字表述也不復雜,但它依然是公認的一個認知難點,學生時不時就會暴露出理解上的偏誤．而無論是要糾正亞里士多德的觀點最終得出牛頓第一定律,還是要在牛頓第一定律的基礎上認識物體的慣性,都離不開科學思維．這就給我們一個啟示:教學要主動拿起科學思維這個有效武器,以幫助學生形成正確認識．下面就以糾正亞里士多德的觀點最終得出牛頓第一定律和在牛頓第一定律的基礎上認識物體的慣性兩點上加以說明．

2.1 利用頻閃照片，填補認知盲點，使思維更明朗

圖1

教材通過斜面小車實驗探究摩擦阻力對物體運動的影響并通過科學推理糾正亞里士多德的觀點,但實驗中只觀察到作為結果的小車在水平面上運動的路程,并不能顯示作為過程的小車在水平面上運動的特點,學生在這里存在一個不易察覺的認知盲點．即知識的形成過程經不起推敲、質詢,這樣有缺陷的認知過程當然不利于核心素養的培養．因為初中學生的抽象思維還離不開實物的刺激,所以這里如果作一個改進,給出小車運動的頻閃照片,則可以清楚顯示其過程特點,能有效填補認知盲點,激發學生思維從形象走向抽象．學生通過比較幾次運動的相同點和不同點可以輕松得出相同點是小車的速度都在減小,不同點是小車的速度減小得越來越少,并自主推理:如果小車在光滑水平面上運動,即受到的摩擦力為0,則小車運動的速度不會減小,將一直勻速直線運動下去,如圖1所示.

2.2 巧設分析路徑，克服認知困難，使思維更清晰

由以上實驗和推理可得出伽利略的觀點:“任何運動著的物體,只要除去加速或減速的原因,此速度就可以保持不變”．在此基礎上再繼續拓展,當小球滾離桌面的瞬間,分現實(受重力)和理想(不受力)兩種情況判斷其運動軌跡,學生很容易給出結果，如圖2所示．由此得到牛頓第一定律(略),緊接著,以手豎直向上拋出物體(橡皮頭)為例,依然分理想與現實兩種情況判斷物體的運動特點,師生對話如下.

師:假設物體以2m/s的速度離開我的手,并且離開我的手瞬間,物體所受的力全部消失,則它將會怎樣運動?

圖2

生:豎直向上做速度為2m/s的勻速直線運動．

師:如果物體以1m/s的速度離開我的手呢?如果是速度為0,即靜止呢?

生:豎直向上做速度為1m/s的勻速直線運動．物體會保持靜止．

師:可總結得出……

生:靜止的物體在不受力時會保持靜止,運動的物體在不受力時會保持原來的速度做勻速直線運動．

師:而實際情況是,如果物體以1m/s的速度離開我的手,在離開我的手之后會受到重力,則它離開我的手后還要不要保持做勻速直線運動?

生:要．(開始可能有分歧,但最后肯定能取得一致正確)

師:它要保持勻速直線運動跟它受力不受力有無關系?由什么決定?

生:沒有關系,由它自身的性質決定．

師:我們給物體在這方面表示出來的性質起個名字叫……

生:慣性．(什么是慣性略)

師:因為慣性,物體還要保持向上做勻速直線向上運動,但它能不能做到勻速直線向上運動呢?

生:不能．

師:為什么?

生:因為它受到重力,重力要改變它的運動狀態．

師:因為慣性(內在本性)和重力(外在影響)對物體運動的共同影響,最后就是我們看見的物體將會怎樣運動?

生:向上做減速運動．

筆者認為,先區分理想的不受力和現實的受力兩種情況,再結合得到我們看見的物體運動的實際情形,通過情境浸潤和對話引導,可以避免認知過程的籠統、模糊,讓學生不僅運用目光,而且運用思維“抓住”生活現象,可以讓思路更加清晰,實現準確建構,有效克服學生的認知困難．

3 挖掘知識內涵，勾連精妙關系，感受文化熏陶

物理學的發展既創造了顯性的理論成果、系統的科學方法,同時創造的是隱藏其后的科學理性的思想、實事求是的態度、獨立自由的精神等,它們共同構成了物理文化．遺憾的是“受科學認識的宰制,供學生學習的‘科學文化知識’被化約為‘科學知識’,‘文化’則成了可有可無的修飾語．”[3]那些以概念、公式、定律、原理、法則等概念系統表征的符號系統為主導的知識抽象且價值無涉,它們“省略了心靈和想象力”，[4]無意也無能于學生精神提升和心靈喚醒,應付考試尚可,培養學生的核心素養定然力不從心．如何回復知識的文化育人功能,日本戰國三杰之一的德川家康的故事也許可以給我們以啟發．《日本和日本人》一書中記載了這樣一件事:有人看見德川親自洗刷一條舊綢褲,表示不能理解,德川解釋說:“我這樣做并不是為了這件衣服的本身有什么大價值,乃是我為了制成它時所需要的種種事情．它是一個貧婦辛苦的結果,這就是我珍視它的理由．倘使我們用東西的時候,不想想制成這些東西要費多少時間和努力,那么我們就和禽獸差不多了．”同樣的可以說:如果我們在學習、運用知識時,不想想制成這些知識要費多少時間和努力,那么,我們就和禽獸差不多了．這就要求我們的教學不但要讓學生掌握顯化的知識和方法,積極將知識與生活融通,而且要盡可能地讓學生重走知識形成過程中關鍵的那幾步,在探索中思考,在思考中發現,在發現中感悟,不但獲取顯性的知識,而且感受到科學態度、物理文化的熏陶,促進核心素養的養成．

對于“力與運動”一章而言,正如一位著名歷史學家所言:“在以往1500年里,人類心智所面對和克服所有智力困難中,我覺得最令人驚奇、影響范圍最大的就是運動問題”.[5]不同時期的科學家在探索力與運動關系的道路上所作出的不懈努力,所表現出來的智慧和精神,都是潛在的教學資源,并且力與運動的現象在生活中隨處可見,這些都可以挖掘、勾連、梳理、利用．比如:

3.1 勾連知識與知識的關系

通過在新情境中再探究得出“力是改變物體運動狀態的原因”之后,利用投影將其與之前亞里士多德的錯誤觀點“力是維持物體運動的原因”相對照,并指明:跨越這一步,人類用了約2000年”．在當時的教學現場,筆者似乎真的聽到學生因為感受到歷史的厚重、感悟到認識的艱難、感嘆于人類智慧和意志的偉大而“砰砰”作響的心跳聲．

3.2 勾連知識與生活的關系

在小結提升部分,筆者在課堂上特意播放了一段電影《極盜者》中翼裝飛行的片段,學生在觀看時就不斷地發出“哇……哇”的驚嘆聲,相信當時的他們一定在為人類的夢想、智慧、勇敢而感到驕傲和自豪,并且感受到運動的美,知識的妙．筆者在影片結束前設置了這樣一個問題:翼裝飛行如何停止?學生能自信給出答案:通過降落傘減速．這個答案立即通過影片得到了驗證．這個問題一方面跟力改變物體運動狀態聯系了起來,更重要的是讓學生覺得自己獲得了某種“預見”的能力,他們在暗自竊喜之余會不會感悟到知識的力量,滋生學習的使命感呢?

3.3 勾連知識與科學家的關系

在課堂的最后,筆者提問:本章除了學到一些知識,還學到一個重要方法是什么?有學生回答控制變量法,還有同學回答理想實驗的思想方法．筆者指明理想實驗法更重要,并給出理由:伽利略通過理想實驗法糾正了亞里士多德的錯誤觀點,為牛頓建立牛頓第一定律打下堅實基礎,所以牛頓才說:“如果說我比別人看得更遠些,那是因為我站在了巨人的肩上．”然后繼續發問:這里的巨人有幾位,但肯定有誰?學生回答:伽利略．筆者緊接著給出:后來者愛因斯坦說“伽利略的發現以及他所應用的科學推理的方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端．”由此學生能明白物理學史上的這段輝煌歷程,能感受到物理知識是在歷史的長河中繼承和發展起來的,而且還將繼續發展下去．他們會不會為科學家的睿智所折服,為科學家謙虛的精神品質所傾佩呢?會不會終生不會忘記:物理學是從伽利略開始的呢?而這些不正是最基本的核心素養嗎?

4 發揮知識功用，編織精要習題，錘煉思維品質

人本主義教育學家波格丹·蘇霍多爾斯基認為人類生活是散文和詩之間連續不斷的相互關聯,因而就存在散文的教育和詩的教育．這里的“散文”是指如實的、無想象力的意思,“散文教育”是指實際行動和物質生活,以及為生活做準備的教育;“詩”帶有“詩情、詩意”的意思,“詩的教育”側重于思想活動和精神活動,克服人生意義的迷茫,達到自我實現的教育．他認為,真正的人本主義教育應該包括兩者,盡管后者更重要．本文認為,在現實語境下,我們可以將“散文教育”理解為考試取向的教育,“詩的教育”為核心素養取向的教育,現實的課堂教學必須兩者兼顧,盡管后者更重要,畢竟只有“詩的教育”過不了今天,只有“散文教育”過不了明天．所以,筆者專門為本課安排了一些當堂訓練的練習題,通過這些練習題仍然可以發展學生的核心素養．例如以下的問題.

圖3

習題1.如圖3所示,在豎直平面內用輕質細線懸掛一個小球,將小球拉至A點,使細線處于拉直狀態,由靜止開始釋放小球,不計摩擦,小球可在A、B兩點間來回擺動.當小球擺到B點時,細線恰好斷開,則小球將

(A) 在B點保持靜止.

(B) 沿BE方向運動.

(C) 沿BC方向運動.

(D) 沿BD方向運動.

解析:復習課的重要任務是鞏固知識,而真正的鞏固知識是學生在對問題的思考中進行的．本題無法通過觀察實驗現象直接解決,必須通過一定的想象,運用所學知識加以分析判斷．此外,如對本題進行變式拓展:當小球擺動到A、B間任一點時,小球所受的力全部消失,則小球將會怎樣運動．還可以鞏固本課的重要方法:科學推理．如此可以有效培養學生在復雜情境中解決問題的能力,培養學生的核心素養．

習題2.如圖4(甲)所示,放在粗糙程度不變的水平地面上的物體,用方向不變的力F向右拉物體,拉力F的大小隨時間的變化關系如圖4(乙)所示,物體的運動速度隨時間的變化關系如圖4(丙)所示,則在t=1s時,物體受到的摩擦力________N;在t=3s時,物體受到的摩擦力為_______N．

圖4

解析:通過圖像描述物理過程是物理學研究的常用方法,能通過圖像收集信息作為問題解決的條件是學生應該具備的基本物理素養．這樣的習題對學生能形成有益的智力挑戰,解決這樣的問題,可以鍛煉學生的觀察能力、想象能力、邏輯思維能力、綜合運用知識加以判斷的能力等,對培養學生多方面的良好習慣和品質有積極意義,而這些都是物理核心素養的應有之義,換言之,學生能夠解決這道題,也是具備了一定的物理學科素養的體現．

1 周序.核心素養:從知識的放逐到知識的回歸[J]. 課程·教材·教法,2017(2)：61-66.

2 余宏亮.生成性教學:知識觀超越與方法論轉向[J]. 課程·教材·教法,2016(9)：80-87.

3 應瓊.意義的關照:知識教學的深度追求[J]. 全球教育展望,2014(8)：23-29.

4 威廉·多爾.尋找精神:對西方課程思想的反思[J]. 全球教育展望,2014(1)：23-29.

5 [美]阿特·霍布森.物理學:基本概念及其與方方面面的聯系[M]. 上海： 上海科學技術出版社,2001.