融合6版本教材素材 以问题引领思维型课堂

摘   要：融合使用多版教材中的素材，有利于通过设计进阶性的问题，创设有思维深度的挑战性任务，引导学生经历真实的问题情境、交互的具身体验、意义的自主整合、批判的自我反思和真实的问题解决，从而促进思维型课堂的生成，促进学生思维发展，提升学生学业质量，助力立德树人目标实现。

关键词：融合；6版本教材；思维型课堂；科学思维

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2024）6-0087-5

“思维型”课堂的核心是“思维活动”，教学中可通过认知冲突、自主构建、思维监控、应用迁移引发学生积极思考、主动探究来加速认知过程［１］。思维型课堂让学生在知识构建过程中经历充分的思考，不仅对知识理解更深刻，且其思维能够得到充分训练。物理学科核心素养中的科学思维是从物理学角度对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是构建物理模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用；是基于事实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判，予以检验和修正，进而提出创造性见解的品格与能力［２］。学生思维水平的提升，往往产生思维进阶，从而使得科学思维的培养水到渠成。初中学生正处在思维快速发展期，从形象思维为主转向抽象思维为主的转型期，设计思维型课堂对学生思维发展和进阶意义重大。融合使用各版本教材素材，有利于教师设计更具有思维含量的探究活动和问题，引领学生实现思维水平的提升和科学思维的培养。

１    思维型课堂的特征

１．１    促进深度思维

思维型课堂中，教师需要在教学环节预设高质量的问题，这些问题直指学习的核心内容，需要学生在教师的引领下进行深刻的理论探索或实践探究，在这些环节学生思维活跃且深入，思维水平得到显著提升。

１．２    增强学习意愿

思维型课堂上教师通过活动、实验、设问等充分调动学生的学习积极性，增强学生的学习意愿，引发学生积极思考，在面对挑战和困惑时具有攻坚克难的韧劲。积极思考是学生能够独立自主解决问题的前提，积极思考后再听教师讲解，学生会理解得更透彻。

１．３    产生思维碰撞

思维型课堂需要生生、师生间有深入且充分的交流，在交流中会产生认知分歧，需要不断辨析，催生思维的碰撞，促发学生灵感的产生和思维的进阶。在交流过程中教师还可以敏锐地捕捉学生思维的闪光点，挖掘学生思维的亮点，生成新的教学资源，让课堂显得更加灵动。

２    构建思维型课堂的意义

２．１    发展学生思维

思维型课堂上学生思考机会多、时间充分，除了要独立思考，还需要与同伴、老师交流，在此过程中学生的思维能得到显性化展示，思维的深刻性、灵活性、发散性、严谨性等品质都可能得到发展。

２．２    提升学业质量

学业质量是学生在完成阶段性学习后的学业成就表现，反映核心素养的要求［２］。就科学思维而言，学业质量主要体现在以下方面：“会分析实际问题”“进行归纳推理”“进行简单演绎推理”“具有论证意识”“有判断信息可靠性和合理性的意识”“能对不合理说法进行质疑”。其本质就是要提升学生的思维水平，外显为能理解物理知识，能通过物理知识与方法的迁移来解决实际问题。思维型课堂突出发展学生的思维水平，使其对知识理解会更加透彻，分析问题的能力得到发展，学业质量也会得到提高。

２．３    促进五育并举

思维型课堂将发展学生思维作为教学重要目标，充分发展智育，学生具有较高品质的思维，遇到问题能够看得更透彻、更深远，即有利于学生看透现象、认识本质，亦即充分智育可以较好地促进其余“四育”的发展，更好地实现五育互育［３］。

３    融合使用教材是设计思维型课堂的重要策略

传统的课堂更多地关注知识的传授，而相对忽视构建知识的思维加工过程，使学生处于“浅层学习”。融合使用多版教材中的素材，有利于通过设计进阶性的问题，创设有思维深度的挑战性任务，引导学生经历真实的问题情境、交互的具身体验、意义的自主整合、批判的自我反思和真实的问题解决，从而促进思维型课堂的生成，促进学生思维发展，达成“深层学习”的目的。

３．１    以设问促进思考，引入课题

以问题驱动学生思考，能够激发学生的求知欲。在引入教学课题时，创设问题情境，在联系生活的同时，丰富学生的感性认知，聚焦学生的兴趣和注意力。本节课引入时，应先让学生直观感受到物体在水中有沉有浮，从而意识到研究物体的沉浮具有重要的现实意义，这一命题是人类认识自然规律、改造和利用自然的重要组成部分。可以借鉴北师大版教材，准备探究器材，创设问题情境导入新课，“浸在水中的物体都会受到竖直向上的浮力，为什么将木块、泡沫塑料块完全浸入水中它们会上浮，而铁块、石块完全浸入水中它们则会下沉呢？”［４］以有实际意义的问题引起思考导入新课，可以更好地激发学生的兴趣，聚焦学生的学习注意力，让学生更好地习得知识，掌握“从物理学角度对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式”。

３．２    以设问生成方案，解释疑惑

学生在学习过程中会产生很多疑惑，这些疑惑说明学生有好奇心，有学好物理的强烈意愿，但这些疑惑阻碍了学生新知识的构建。教师应充分了解学生的疑惑，及时释疑。建议采用探究策略，发挥探究具有实践性、学习效果较好、知识留存率较高的功能。学习本节课前，学生会认为“重的下沉，轻的上浮”，关于轻重，有学生理解为质量的大小，还有学生理解为密度的大小。为破除学生的疑惑，可以在前述探究的基础上，综合６版本教材的演示实验，设计如下问题引导学生设计探究方案。

问题一：为什么重的下沉、轻的上浮？

问题二：“重”指的是“质量大”还是“密度大”？需要采用什么实验方法？

问题三：对比实验需要什么器材？具体如何操作？

得到的实验方案具体为：将大木块和小木块同时浸没于水中同样的深度，观察大木块和小木块的沉浮情况；将大石块和小石块同时浸没于水中，比较二者的沉浮情况；将质量较大的木块和质量较小的铁块同时浸没于水中，比较二者的沉浮情况。通过上述对比实验，学生由感性体验得出“密度大的物体下沉、密度小的物体上浮”，从而顺利破解学生的疑惑。通过探究培养了学生“基于事实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判，予以检验和修正的品格与能力”。

３．３    以设问促进深入思考，升华探究

实验探究可以为学生积累丰富的感性认知，也有助于提升学生的动手能力，但是要充分发挥实验探究的育人功能，实现物理教学效率的提升，还要引导学生对实验原理、操作、现象及实验数据等进行深入分析，从而将感性经验升华为理性认知，将实验探究从观察现象的浅层学习升华为高阶思维的深度学习，为方法和知识迁移奠定基础。为此，实验探究教学应精心设置问题，引导学生思考。

由上述对比实验，学生已知“密度大的物体下沉、密度小的物体上浮”，但对其本质原因还没有完全理解，为此可以向学生提出如下问题。

问题１：能否从力与运动的关系角度分析“密度大的物体下沉、密度小的物体上浮”？

经过探究，学生已掌握物体沉浮的条件，也理解其本质是比较浮力与重力。为了深化学生对沉浮条件的理解，在应用沉浮条件的环节，教材引入了轮船、潜艇等实例，可给学生提出如下问题。

问题２：怎样使下沉的物体浮起来？怎样使漂浮的物体沉下去？从物体受力角度看这些方法分别改变了哪些力的大小？是如何改变的？

思考、讨论后，学生得出改变重力或者浮力的结论。例如，使在水中下沉的物体上浮，可以加盐增大液体的密度，本质是增大浮力；使上浮的物体下沉，则可以加酒精，减小液体的密度，以减小浮力，也可以在上浮的物体中嵌入石块、铁块等密度较大的物体，改变物体的重力。

问题３：融合人教版、沪科版、教科版等教材的例子［６-８］，让学生分析这些实例在实现沉浮时分别改变了什么力？例如，潜艇改变自身重力；鱼、轮船通过改变排开液体的体积来改变所受浮力。强化学生利用力和运动的关系分析物体沉浮的条件，掌握沉与浮的物理本质。

问题４：“悬浮、漂浮时，浮力都等于重力，二者有何不同？”［９］这里借鉴沪粤版教材的设问，强化学生对漂浮和悬浮的理解。结合受力分析和阿基米德原理，物体处于漂浮和悬浮时，虽然浮力都等于重力，但排开液体的体积不同；从比较密度的角度看，处于悬浮状态的物体密度等于液体密度，处于漂浮状态的物体密度小于液体密度。

３．４    以设问引领知识应用

应用知识解决问题是升华学生知识理解，促进学生分析推理能力和科学论证能力提升的契机。在应用知识解决实际问题时，融合６版本教材素材，设置问题引发学生思考，以问题引领学生思考的方向，不仅能提升问题解决的效率和准确率，还能靶向促进科学思维素养的培养。

（１）以问题引导定性分析

６版本教材编排本节内容时在不同栏目安排有轮船、潜水艇、选种等实例的定性分析。借鉴、融合不同版本教材的情境和设问，可通过精准设置问题引导学生思考，升华对知识的理解，发展学生的思维水平。例如，学生已知钢材的密度较大，放入水中会下沉，借鉴人教版教材的设问“轮船是用钢铁制成的，钢铁的密度远大于水，怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货物的船呢？”［６］并让学生用橡皮泥模拟轮船的制造和载物浮在水面。通过思考和模拟，学生容易知道钢铁的重力没有变，改变其形状，增大了其排开水的体积以增加浮力，故而能漂浮在水面上。制造轮船的过程改变钢铁的形状，减小了其“平均密度”。然后，以北师大版、教科版等教材的“选种”为情境，提出问题“干瘪、虫蛀的种子会上浮直到漂浮，饱满种子则下沉，为什么？”通过思考，学生知道：干瘪、虫蛀的种子中空，质量小，重力小，而排开盐水的体积没有变化，浮力大于重力，故而上浮直至漂浮。饱满的种子重力大于浮力，故而下沉。然后，引导学生从密度的角度思考，干瘪、虫蛀的种子由于中空导致平均密度小于盐水的密度，而饱满的种子密度大于盐水的密度。

（２）以问题引导定量计算

借鉴北师大版教材第４题，补充学生的学习资源。其原题为：“把一个外观体积为１７．８ ｃｍ３的空心铜球放入水中，它恰好处于悬浮状态，已知铜的密度是８．９×１０３ ｋｇ／ｍ３，ｇ取１０ Ｎ／ｋｇ。求：（１）空心铜球的重力；（２）铜球空心部分的体积。”［４］为了让学生更好地解决问题，可设置如下问题。

本题考查了重力、浮力、密度等的计算，还运用了阿基米德原理、悬浮条件等知识，综合性强，且思维链条较长，需要多次“转换”，属于较难的习题。将本题与人教版等其他版本教材的基础和中等难度习题相结合，可以实现习题的梯度配置，让各种层次的学生都有所收获，本题可以让优秀学生实现“拔高”，思维水平得到发展。

（３）以问题引导实践应用

根据学习金字塔理论，通过实践习得的知识留存率较高，教学中一方面让学生通过实践性的探究活动习得知识，另一方面让学生通过实践性活动运用知识。本节课实践运用环节，可以借鉴苏科版教材习题第６题制作潜水艇模型、沪粤版教材第４题模拟实现潜水艇的升降、教科版教材“动手做”栏目做一个潜水艇，让学生模拟制作潜水艇，并操作其升降。然后让学生思考：怎么实现沉浮？为什么能沉浮？通过该实践性作业，让学生在做中学、学中悟。

（４）以问题拓深课后练习

拓展深化课后习题可以更好地发挥习题的育人价值，让学生在习题解答过程中透彻理解知识，发展思维。拓展升华的一个重要策略就是深度挖掘题目信息，进行设问变式，以问题引领学生思维向纵深发展。本节人教版教材第２题介绍了密度计（图2甲），给出自制简易密度计（图2乙、丙），让学生比较乙、丙两个图中哪杯液体的密度大。在解决这一问题后，可以借鉴北师大版教材正文中关于密度计部分的设问，“密度计上的刻度值是如何变化的，这些刻度之间的间隔是均匀的吗？你能说说这是为什么？”［４］密度计是依据漂浮时受力平衡和阿基米德原理制成，密度计在任何液体里都呈漂浮状态，所受浮力等于重力。

４    结  语

物理课具有重思维的学科特色，教学设计应该将这一特色凸显出来，更好地彰显学科育人的价值。思维型课堂将发展学生思维作为主要目标，呈现丰富多彩的素材，组织形式多样的教学活动，设置循序渐进的问题，引导学生思考，促进学生思维发展，落实科学思维培养。追求更精准、更有效的设问是提高课堂教学效率，提升物理教学育人价值的重要手段。本节课的教学实践表明，融合使用教材，借鉴不同版本教材资源可以开阔教师视野，拓宽教师设计教学的思路，有利于教师设置更有质量的问题，打造思维型课堂，让学生在课堂上多一些深入思考的契机和思维的碰撞，促进学生知识的掌握和科学思维的培养。

参考文献：

［１］任虎虎，赵强．“思维型”课堂的基本特征及构建策略［Ｊ］．物理教学，２０１６，３８（６）：９-11．

［２］中华人民共和国教育部．义务教育物理课程标准（２０２２年版）［S］．北京：北京师范大学出版社，２０２２：４，５．

［３］崔学鸿．“五育互育”：高效促进学生全面发展［Ｊ］．中小学管理，２０２０（２）：３７．

［４］彭前程．义务教育教科书物理八年级下册［Ｍ］．北京：北京师范大学出版社，２０１３：８３．

［５］刘炳昇，李容．义务教育课程标准实验教科书物理八年级下册［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，２０１７：９６，９７．

［６］人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心．义务教育教科书物理八年级下册［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０１２：６０．

［７］义务教育物理课程标准实验教科书编写组．义务教育教科书物理八年级全一册［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社，２０１５：１８１．

［８］吴祖仁．义务教育教科书物理八年级下册［Ｍ］．北京：教育科学出版社，２０１８：７０．

［９］华东地区初中物理教材编写组．义务教育教科书物理八年级下册［Ｍ］．广州：广东教育出版社，上海：上海科学技术出版社，２０１７：９６，９７．

（栏目编辑    李富强）

收稿日期：2024-04-10

作者简介：柳怡（1980-），女，中小学高级教师，主要从事初中物理教学研究。