融合各版本教材素材优化教学设计①——以“牛顿第一定律”为例

祁凤虎

(江苏省徐州经济技术开发区实验学校，江苏 徐州 221000)

教材是教学的重要资源，也是教师设计教学的重要依据。编者精心编制的教材是教学的优质资源，教师在设计教学时，如果能参考各版本教材素材，将会获得更多的教学素材、灵感，设计出贴近学生最近发展区的教学。融合使用各版本教材有利于教师对教材进行深度的二次开发，优化教学内容，设计出更适合学生的课堂教学，让学生在物理学习中有较好的获得感，激发学生的学习动力和兴趣，从而提升学生的学习效率。初中物理教材主要有人教版、苏科版、教科版、北师大版、沪科版、沪粤版等教材，建议教师在设计教学时，借鉴、融合多版本教材资源，挖掘教材素材价值，用活教材，适当拓展教学内容，充分发挥教材的育人价值。

1 融合使用教材的必要性

1.1 优化教学内容的需要

教材是基于课程标准的教学资源，具有兜底性、普适性、经典性等特点。课程标准倡导用活教材，即用教材教而非教教材，教师需要对教材进行深度开发和利用，基于学生实际，对教材素材进行取舍、补充，有针对性地基于教材素材对教学内容进行优化。各版本教材的素材都经过精挑细选，是教师优化教学内容的重要参考与来源。通过参考、融合各版本教材资源，教师头脑中拥有了关于某一内容的更多优质素材，使得教学针对性更强，更能促进学生的发展。

1.2 发挥物理课程育人功能的需要

物理是基础教育阶段的重要课程，承担促进学生发展的重任，肩负落实立德树人根本任务的历史使命。立德树人的本质就是要促进学生德智体美劳全面发展，要在教育教学中五育并举。借鉴、融合使用各版本教材素材，设计出更适合学生发展的课堂，可促进学生的全面发展。

1.3 促进教学研究的需要

教学研究是教师的重要工作，通过研究提升专业素养、更新教育教育理念，教师的发展最终体现在优化的教学设计上，更能促进学生的发展。教学研究最重要的内容就是课标、教材等，通过研究教师能更好把握课标要求、理念，设计教学时能做到高瞻远瞩，融合使用各版本教材素材是促进教师教学研究的重要途径。

2 融合使用教材的策略

2.1 融合教材素材，创设问题情境导入新课

新课导入是课堂教学的关键环节，好的新课导入引人入胜，能将学生吸引到新课学习上。教师一般都会在新课导入环节下功夫，期待在这一环节出彩。6版本教材新课导入的思路如下：人教版、苏科版、教科版等创设问题情境导入，北师大版以实验导入，沪科版以生活情境导入，沪粤版通过物理学史导入。各版本教材的新课导入各具特色，尤其是问题情境、实验、联系生活导入新课的方式能较好吸引学生注意力。真实的问题情境可以激发学生的求知欲，培养学生的思维能力。实验展示了物理课程的魅力，是突破教学难点、吸引学生的重要手段。

在新课导入环节，建议融合北师大版和沪科版教材资源，利用实验创设问题情境导入。演示猛然抽出纸条、迅速打击硬纸板、小车突然停止运动等3个实验，然后针对实验现象提出如下问题：力是使物体运动的原因吗？“踢出去的足球，脚已不再对它施力，为什么它还在运动？足球最终会静止，这又是为什么？”通过实验观察与问题思考引发学生的认知冲突，然后顺利过渡到物理学史的回溯——亚里士多德的观点、伽利略的研究。

2.2 借鉴教材素材，发挥育人功能

借鉴各版本教材素材，拓展教学内容，体现物理课程的育人功能。对于“牛顿第一定律”有些版本教材没有呈现物理学史的相关内容，牛顿第一定律是人类经过长期探索才得出的，其中的艰辛和科学家的不懈努力对学生有很好的教育作用。让学生了解牛顿第一定律的研究历程，可以让学生了解物理文化，提升学生的核心素养。多个版本教材介绍了历史上科学家们对力与运动关系的研究，尤其是北师大版、沪科版对伽利略的理想斜面实验有详细介绍。

利用好物理学史素材，可以让学生在了解科学家研究的过程中渗透意志品质的培养，实现学科育人。理想斜面实验的教学可以融合北师大版、沪科版教材素材，介绍亚里士多德的观点和伽利略的研究，并给出理想实验示意图，从以下几个方面挖掘物理学史的教育价值：(1) 通过了解人类研究力与运动关系的历程，感受到科学研究的不易，培养学生尊重人类文明成果的意识；(2) 通过亚里士多德和伽利略观点的碰撞，引导学生客观评价亚里士多德的观点，认识到亚里士多德的观点虽然是错误的，但他受制于其所处时代的知识积累和科学研究方法，以养成学生客观全面、一分为二地看待问题的观念；(3) 亚里士多德最先想到研究力与运动关系的问题，这比解决问题更重要，从而培养学生的问题意识；(4) 利用伽利略勇敢否定流行2000多年的亚里士多德的观点，在潜移默化中培养学生敢于挑战权威、质疑批判的精神；(5) 利用好伽利略理想斜面实验，渗透“事实+外推”的科学方法教育。

2.3 融合教材素材，优化探究活动

优化的探究活动设计可使学生在探究中获得成功的体验，自主建构概念、发现规律，习得科学方法。在融合多版本教材素材方面，教师除了可直接借鉴探究素材、方案，还可以在参考其他版本教材时领会编者意图，获得灵感。“牛顿第一定律”探究活动可以融合各版本教材素材，从如下两个方面进行优化。

2.3.1 力与运动关系的探究

6个版本教材都利用小车从斜面上同一位置(或顶端)滑下，比较其在粗糙程度不同的水平面上滑行的距离，通过推理得出结论，实验器材和步骤基本相同，只是在一些细节上有所区别。以苏科版教材为例，首先提出问题：运动着的物体所受的阻力对它运动的路程会有怎样的影响？利用如图1所示的装置，改变粗糙程度，小车每次都从A点滑下，把实验结果填入表1中，回答问题，完成对实验的总结，问题如下：支持面越光滑，小车受到的阻力越小，小车运动的路程。试想，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，即不受到阻力作用，那么它将。

图1

表1

6个版本教材中关于力与运动关系的探究活动不同之处如下：(1) 对比实验样本数量不同。在控制变量法的对比实验中，人教版只用了木板和棉布，其他版本都是用木板、玻璃(或毛巾)、棉布(或纸板)进行对比，这一实验是从特殊到一般的归纳，样本越多越有说服力；(2) 实验方案详细程度不同。各版本都详细介绍实验步骤、实验示意图，不同的是除了人教版教材以外，其他版本教材都给出了记录实验结果的表格，人教版、苏科版、沪科版、沪粤版教材还在实验之后用问题引导学生得出结论。

《义务教育物理课程标准(2011年版)》对牛顿第一定律的要求是：通过实验，认识牛顿第一定律。可见，6版本教材都达到了课标的要求，教学中有必要扎实开展实验探究活动，让学生通过实验理解牛顿第一定律，领悟科学研究方法。鉴于八年级的学生实验能力还比较弱，知识储备有限，思维水平不高，在开展实验探究时需要教师给予学生以精准指导，可以借鉴苏科版、沪科版、沪粤版的思路，给出详细的实验步骤，给出记录实验结果的表格，并设问引导学生总结得出结论。实验中要关注如下两点：(1) 小车每次要从同一位置滑下，让学生思考：为什么要这样做？(2) 强调实验方法，改变水平面的粗糙程度，运用了控制变量法，最后得出结论：小车不受力时做匀速运动，运用了“事实+外推”的科学方法。

2.3.2 惯性演示实验

6版本教材关于惯性的演示实验设计如表1所示。

表1

《义务教育物理课程标准(2011年版)》对惯性的要求是：“用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。”6版本教材中惯性演示实验都取材于生活中常见的物品，操作简单，现象明显，教学效果较好。不同之处有：(1) 苏科版没有配图，要求学生设计实验，而其他版本则提供了实验装置图和实验方案，学生只需要了解实验步骤，观察实验结果即可；(2) 教科版、苏科版教材没有要求解释实验现象，其他版本教材则有此要求。

融合使用6版本教材的建议：(1) 根据学生能力选择教学策略。如果学生基础好，可将学生分组，在课前给学生以必要的指导，让学生自己选择器材设计方案，然后在课堂上让学生进行实验，充分发挥学生的创造性，提高学生的课堂参与度；如果学生基础较弱，则可按照教材的实验方案完成实验演示；(2) 无论是学生自己设计方案，还是按教材方案进行实验，都要详细、准确解释实验现象，这样才能达到课标要求；(3) 为了保证实验成功率，实验中要强调细节：击打拉出动作要快，如“猛击纸条”“猛然抽出”“迅速击打”“迅速弹飞”。

2.4 借鉴各版本教材素材，准确表述定律

表述准确、规范对追求逻辑严密的物理学科而言很重要，尤其是物理概念、物理规律的表述更应该科学、准确、规范，应该字斟句酌。准确的表述有利于学生理解定律，运用定律分析问题、解释现象，6个版本教材中牛顿第一定律的表述如表2。

表2

相对而言，北师大版教材更准确地阐述了力与运动关系的关系：物体运动状态的改变是在外力的作用下被迫发生改变的。建议借鉴北师大版教材的表述，从细节入手强化学生对定律的理解。首先，抓关键词详细、精确解释定律。从关键词“一切物体”“总”得出结论：一切物体任何时候都有惯性；从关键词“直到有外力”得出力是改变物体运动运动状态的原因。其次，提出问题引起学生思考，为后续学习作铺垫。问题如下：受力的物体运动状态会改变，究竟是什么物理量变了？力又是如何改变物体的运动状态的？上述问题可以激发学生的兴趣，引发学生的思考，为今后的学习奠定基础。

3 结语

物理教学的使命是促进学生的全面发展和教师的专业发展，而教师的发展最终服务于学生的发展。融合使用各版本教材素材，不仅是为了设计出接近学生最近发展区的教学，让学生能够更好理解所学内容，促进学生全面发展，提升学生的核心素养，也是为了促进教师进行研究，提升教师专业素养，使教学设计更加游刃有余，凸显物理课程的育人价值。