基于课堂观察的高中物理单元教学实施路径探讨①——以“运动和力的关系”为例

操时良 刘东升

(1. 江苏省新沂市教师发展中心，江苏 徐州 221400；2. 江苏省新沂市第一中学，江苏 徐州 221400；3. 江苏省新沂市高级中学，江苏 徐州 221400)

崔允漷等学者认为：课堂观察是“通过观察课堂的运行情况，进行记录、分析和研究，并在此基础上谋求学生课堂学习的改善、促进教师发展的专业活动”。[1]这一界定肯定了课堂观察是一种教育研究活动，这种研究不同于传统意义上的听评课，它的最大特点是带着具体的目的进入课堂，是聚焦问题、收集证据的一种教学研究,其最终的价值取向应该是促进学生的有效学习。

为了研究本地区教师对2019年版高中物理新教材的使用现状，鉴于单元教学有利于帮助学生构建清晰的知识体系和方法体系的特点，笔者确立了以单元教学为观察对象，并将观察的维度定位为两大方面：一是知识教学，二是方法教学，并探查教师在宏观上对教材的把握和微观上对教学难点、疑点的处理情况。课题研究小组对第四章“运动和力的关系”的教学进行了持续的跟踪观察，并在同伴互助下进行优化探索。

1 碎片化：物理教学中存在的问题

为了调研教师对新教材宏观上的把握、微观上的处理等情况，基于课堂观察我们发现：教师在教材处理中，存在以下三个方面的问题。

1.1 对全章内容结构的把握不够

教师缺乏对教材全章内容的研究，只会照本宣科地逐一讲解每一节内容，对全章分哪几节、为何设置这几节很少去思考，对各节内容先后顺序为何这样处理缺少深入研究，有目的地引导学生有序建构全章知识结构的意识更为薄弱。具体表现为：进入新的章节学习时，缺少对全章知识的整体引导，导入环节比较薄弱甚至根本就没有，章末复习仅限于解题训练。

1.2 对知识生成方法的显化存在不足

物理知识就像珍珠一样，虽然很珍贵，但需要用线串起来才美丽，为了帮助学生将物理知识系统化地整合到学生的认知结构中，需要串联知识的“绳线”，而在知识的建构和应用过程中，往往渗透着科学方法的教育。因此，可以通过显化科学方法的方式实现知识的串接。新教材力求显化科学方法教育，但在部分关键知识得出的过程中科学方法的显化还存在不足，需要教师在教学中适时显化。在课堂教学中，部分教师对科学方法的作用认识不足，显化不够，甚至无视旁批中的科学方法内容，使科学方法的教育目标得不到有效的落实。

1.3 对知识得出的来龙去脉追溯不足

部分教师对于新授内容的教学更多地关注知识的应用与练习，在知识的得出、情境的创设、概念内涵和外延的挖掘方面用时较少，知识讲授偏多，留给学生思考的时间偏少，草草结束新课后就匆匆进入应用与练习环节。

2 整体性：物理教学的本真旨趣

为了更科学地引导教师剖析教材，解读教材，宏观与微观相结合处理教材，针对“运动和力的关系”的教学，笔者做了如下探索。

2.1 整体审视知识结构

本单元共设置了6节，其知识内容及其结构如图1所示，结合每节的具体内容，在思考其内涵的基础上得出结论：这6节内容紧紧围绕运动和力的关系进行编排，按照定性揭示→实验探究→定量研究→简化运算→顺逆互推→解释现象的顺序展开。这一编排按照从规律的得出再到应用的思路，脉络清晰，符合学生的认知规律。第一节“牛顿第一定律”定性揭示了力与运动的关系，第二节从实验的角度研究了加速度与力、质量之间的关系，第三节“牛顿第二定律”给出了加速度与力、质量之间的定量关系，第四节“力学单位制”为第五、六节“牛顿运动定律的应用”在简化运算、检验结果等方面做好铺垫。从整体审视新教材，可见其编排科学合理，因此教学顺序不宜更改。

图1

2.2 整体显化科学方法

本章中蕴含着丰富的科学方法，为了渗透并显化科学方法，新教材动用了较大的篇幅，通过旁批的方式来介绍科学方法，但仍有部分科学方法在编写时受篇幅或显化的数量等因素的影响，需要教师在教学中创造性地加以显化。

2.2.1 已显化的科学方法

本章内容涉及理想实验+逻辑推理法、控制变量法、阻力补偿法等科学方法。教材在控制变量法的介绍中，首先给出控制变量法的定义，然后举例说明，接着联系本节内容，指出在探究加速度与力、质量之间的关系时会用到该方法，最后特别强调：以后在研究涉及多个变量的规律时，还会用到控制变量的方法。

2.2.2 需显化的科学方法

图2

图3

2.3 整体设计对话问题

教学中常采用对话的形式，对话中需要预设合适的问题。提出问题，引导学生思考解决问题的办法，化解问题解决中遇到的困难，方可显化科学方法。如在第二节“实验：探究加速度与力、质量的关系”教学中，涉及实验法、控制变量法、阻力补偿法、近似法、曲线改直法等，可在创设合适的情境下预设如下的4个问题，引出相应的科学方法。

问题1：牛顿第一定律定性揭示了力和运动的关系，那么，力和运动有怎样的定量关系？可采用什么方法去研究？

学生回答：实验法。

问题2：力是物体运动状态改变的原因，且物体的质量越大，惯性也越大，其运动状态越难改变。可见，加速度受力和质量等多个变量的影响，实验中应该采用什么方法？

学生回答：控制变量法。

问题3：如图4所示，在利用槽码牵引小车运动的过程中，小车受到哪几个力的作用？应该采用什么方法使小车所受的拉力等于它所受的合力？

学生回答：阻力补偿法。

图4

问题4：补偿阻力后，拉力可看成是小车受到的合力，拉力如何测？可用槽码所受的重力替代拉力吗？这里运用了什么方法？

学生回答：近似法。

3 适度性：物理教学的施教之道

教之道在于度。单元教学亟待解决各节教学中知识的碎片化等问题，在深入挖掘教材知识结构的内涵、寻找各节之间的内在联系，遵循适度性教学原则，根据教学实践笔者提出如下建议。

3.1 树立整体审视单元的教学意识

在教授本章知识前，应对本章将学习的知识进行整体性的介绍。学完本章内容后，师生共同总结本章的知识脉络与知识结构，通过整体性方法的渗透，帮助学生从宏观角度把握知识的来龙去脉、知识应用中的各种走向，构建知识网络，培养整体化的思维意识。

3.2 显化知识应用的科学方法

在知识的建构和应用过程中，蕴含了丰富的科学方法教育内容，在牛顿运动定律的得出和应用中表现得尤为突出。在科学研究中遇到疑难问题时，需要采用合适的方法。在教学中，挖掘蕴含其中的科学方法，并结合知识的疑难点进行显化教学，不仅可以让学生知道“是什么”，更能让学生深入理解“为什么”，培养学生运用知识和科学方法解决类似问题的能力。

3.3 适时适度显化科学方法教育

科学方法的显化教育应与知识的得出和应用同步进行，即“知”“法”并行。要避免将科学方法的显化教育与知识的教学割裂开来，不能将科学方法教育变成纯粹的知识教学，另外，在教学中要注意科学方法显化的数量，不宜过多，否则，会加重学生的学习负担，达不到帮助学生理解知识和灵活应用的初衷。

4 结语

基于课堂观察的视角去发现问题，借助同伴互助，聚焦问题，从整体上审视单元知识结构，针对局部细节巧设对话问题以显化知识得出和应用中的科学方法，并将研究结果对接一线课堂，这是教师在实施新教材中开展物理单元教学的行之有效的实践路径。