捷克初中物理课堂教学案例分析①

窦立梦 陈 娴

(南京师范大学教师教育学院，江苏 南京 210097)

1 引言

“国际数学与科学教育发展趋势”(TIMSS)是国际教育成就评价协会发起和组织的机构,在该机构的网站上发布了澳大利亚、美国、捷克、荷兰和日本等国家的小学和初中科学课堂的教学视频，还有与视频内容一致的、详细的教师和学生课堂交流的英文文字记录，目的是为世界各国的中小学科学教育工作者提供宝贵的资源。

笔者从TIMSS网站上选取了捷克初中物理“力与应用”单元中的“浮力”课堂教学视频，该内容的教学安排了4节课，分析的视频是第3节课，授课对象是初二学生，共23人，在科学实验室上课，实验室的旁边有一个器材存储室，它能提供各种实验物品，便于教师进行演示实验、学生进行分组实验。这堂物理课的时间为50分钟，分为两个部分，前一部分时长27分钟，内容涉及浮力；后一部分时长23分钟，内容主要涉及密度与浮力。

2 课堂观察

2.1 浮力

教师先把一个小石头挂在弹簧测力计上，慢慢地放入装有水的烧杯中，让学生观察现象，并提出问题。然后，教师将挂在弹簧测力计上的石头分别逐渐浸入盛有水和盐水的两个量杯中，再让学生观察现象、分析原因、回答问题。其间教师的问题一环紧扣一环，学生积极讨论发言。接下来教师将体积相同的空心铁筒和实心铁筒上下悬挂在弹簧测力计上，记下读数。当实心铁筒的一部分浸入装满水的溢水杯中，水溢出，弹簧测力计示数发生变化。溢出的水被教师倒入空心圆筒中，在这个过程中教师引导学生观察各种物理现象的变化，并且提出系列问题让学生回答。最后，教师根据实验总结：浸在液体中的物体所受的浮力大小等于被它排开的水所受的重力，教师给出浮力的公式并进行定性解释，但没有带着学生运用数据进行定量计算。

为了更好地帮助学生理解浮力的公式，教师与学生共同探讨：为何人要学游泳，而狗天生就会游泳？学生们对这个问题很有兴趣，积极发言，用所学知识表达自己的看法，教师对学生的回答进行总结。然后，教师拿出一块黏土(类似橡皮泥)，提问：把它放入水中，结果如何呢？浮还是沉？为什么？如何使它浮起来？学生纷纷举手发言，提出可以通过改变它的体积使其浮起来。接下来教师安排学生两个人一组尝试着让黏土浮在水面上，开始时黏土块是下沉的，后来学生将其做成类似于碗的形状，它就可以浮起来了。最后，教师引导学生分析黏土块在水中上浮、悬浮和下沉三种情况下的受力，在黑板上画出受力分析图。

2.2 密度与浮力

师：对于水和油，油浮在水的表面，你惊讶吗？

生：不惊讶。

师：为什么？你能举例说明吗？

生：在每天喝的汤表面上浮有油。

师：烧肉时油在表面上，为什么呢？

生：因为水的密度大。

师：你知道如何分离它们吗？

生：用注射器吸。

师：日常生活中可以使用这个方法将一些不要的油脂吸出。

师：对于冰和水呢？你了解多少？

生：冰浮在水的上面。

师：为什么？

生：因为冰的密度小。

师：请大家查表，冰和水的密度分别是多少？

冬天结冰，如果冰比水的密度大，结冰是在湖的底部，又会怎样呢？现在，冰比水的密度小，结冰是在湖的表面，这样好吗？对于这个问题你有什么想法？从生态角度考虑，油浮在水的表面，是不是更好呢？

如果运油船发生泄漏，油会浮在水面上，它不会对水下海洋生物产生影响。由于月球对地球的引力会产生涨潮和退潮，将油带到海岸边，引起环境污染。

为了说明气体有密度，并且与空气的密度进行比较，教师进行了实验演示。将一种未知的气体充入量杯A中，用纸片盖住杯口。把量杯A的杯口扣在空量杯B的杯口上方并对齐，片刻后抽去纸片，如果未知气体的密度大于空气，那么量杯B里就会注入这种气体。为了证明这一点，教师用一个点燃的细长棒放进这个充满未知气体的量杯中，只见火焰突然在量杯中喷发，说明此气体易燃。教师将这个点燃的细长棒抽出放入另外一个空量杯中，结果细长棒的火焰没有变化。教师给出几种物质的密度，让学生猜测这是哪种气体，学生认为是丙烷。

教师拿出一小块乐高，拿出一杯装有水、油和蜂蜜的杯子，提问：将乐高块放入杯子中会出现怎样的现象？通过实验帮助学生理解密度是物质的一种特性。

教师给学生分发不同颜色的纸条，要求学生分别写上不同物质(都是生活中常见的物质，如空气、水等)的密度数值，查密度表找出相应的物质，同时思考：这种物质的特性在生活中有哪些影响？

最后布置一个开放式的作业：观察兔子和鱼的形体及骨骼图片，为何鱼的骨骼更加灵活且小，而兔子的骨骼则不是，用本节课学到的物理知识进行分析和解释，完成作业，下周上课时交给老师。

3 教学案例分析

捷克的这堂课的教学内容非常多，有大量与本节课知识相关的观察和生活中的实例分析，有些问题还与其他学科的知识发生联系，知识系统性很强，但是没有出现定量的数学计算。这堂课是以教师为中心展开的，教师进行演示实验并提问，对于提出的问题，学生回答问题都很积极，而且大部分学生能直接给出正确的答案，学生小实验也是在教师先介绍实验步骤之后，学生才开始做，教师的授课的风格与我国相似，知识的逻辑性比较强，但课堂练习不同于我国，整堂课的特点分析如下。

3.1 重视教师的演示实验

在本堂课上安排了6个演示实验和1个学生实验，具体的实验名称和顺序如图1所示，由此可以说明在初中科学课堂，教师对演示实验极为重视。

图1

3.2 注重提出问题引发学生思考

捷克教师在50分钟内一共提出了75个问题，问题的数量比国内课堂要多。笔者统计过8节江苏省初中物理优质课和7节全国初中物理名师比赛的课，每节课时长为40-45分钟，平均每堂课教师提出38个问题。

提问类型包括：(1)现象观察类的问题。例如，你观察到什么现象？把物体放入水中，弹簧测力计的示数有什么变化？(2)因果类问题。主要针对实验或自然现象，要求学生思考原因。例如，弹簧测力计的示数变化说明了什么？为什么黏土放入水中会下沉？(3)逆向推理的问题。从熟悉的现象出发，运用逆向思维提出问题。例如，如果油比水重，海洋原油泄露会对水下生物产生什么影响？冰比水重，结冰在湖底，会发生什么现象？对水中生物有何影响？(4)复习、回忆相关的问题。例如，如何测量一个物体所受的重力？

3.3 加强与其他学科的联系

捷克教师在提问和讲解中多次与其他学科相联系，简要信息如表1所示，这一段的讲解分别涉及化学、生物、地理等学科的知识。教师在对水与油的密度大小进行比较时，首先根据生活实例，喝汤时油浮在汤的表面，得出油的密度比水小。接着让学生思考：从生态角度看，油浮在水上会不会更好？然后进一步分析：如果运油船发生泄漏，油浮在海水的上面，不会对水下海洋生物造成危害，但由于月球引力造成的海洋涨潮和退潮，会将油污带到海边，引起环境的污染。教师在讲解水与冰的密度时，学生提出：因为冬天结冰，冰在水的上面，所以冰的密度比水小。教师提问：如果冰的密度比水大，冰结在湖底，会怎么样？引导学生得出结论：海洋生物将不能存活，这一段的讲解涉及物理和生物学科的内容。

3.4 突出形象化教学

如图2所示，捷克的科学课堂在各个方面均突出了教学的形象性。

图2

(1)板书的形象性

捷克教师在讲解物质密度时，用不同颜色的纸张代表不同的物质，并在彩纸上标注物质的名称，比如红色代表甲烷，因为甲烷燃烧时产生的火焰是红色的。蓝色代表水，棕色代表甘油，黄色代表空气。然后让学生翻阅教科书，查阅相应物质的密度，并填写在彩纸上，接着教师将其粘贴在黑板上。教师写物理公式时，会在公式上方画一个彩色的三角框架图，将其分成三格，乘积写在最上方表格，两个因数写在最下方的两个表格中。

(2)表达的形象性

捷克教师在讲解阿基米德原理时说道：阿基米德在后方注视着我们，看看我们是否真正理解他。在比较水和油的密度时，教师举了一个例子：我们在烤肉烹饪时，脂肪就在上面。在学习物质的密度时，教师说道：你们现在是一个个小侦探，快去找出它们的密度。

(3)笔记的形象性

捷克学生在记笔记时图形画得非常工整，还会用不同的颜色标注。

(4)教室布置的形象性

捷克教室的隔间会放置着各种实验器材，为教师进行演示实验和学生课后的自主实验提供便利。同时黑板、墙面上挂的图像生动，教学器具色彩丰富。

(5)作业的形象化

捷克教师布置的作业为：为何鱼的骨骼更加灵活，而小兔子的骨骼却不是这样？并向学生展示鱼和兔子骨骼的彩色图片，没有布置运用公式定量计算的作业。

4 启示

世界各国将培养学生的科学素养作为科学教育的目标，借鉴国外科学教学的典型案例，有助于我们反思中学物理教学的现状。首先，依据皮亚杰认知发展理论，学生在初中阶段处于感知运算阶段，在学习的过程中，教师应大量联系生活实际，通过实验来丰富学生的直观感受。其次，在课堂上，教师可以设置多个问题，引导学生思考与分析，自主得出结论，提高学生提出问题的能力和逻辑思维能力。最后，在练习与作业的布置方面，要注重开放性与综合性，不能只局限于公式的运用，可布置调查类和研究类作业，加强与其他学科的联系，以拓宽学生的知识面。