2023年“巧构主线巧用旧知巧开窗口”.doc

“巧构主线巧构主线,巧用旧知巧用旧知,巧开窗口巧开窗口”周和建 摘 要：一堂展示课的教学设计，触发了对设计策略的一系列反思，提出了一般教学设计的三点策略。“巧构主线”指教师要基于大概念，巧妙建构教学序，用一条主线把它们串联起来;“巧用旧知”指教师要巧妙创设学生熟悉的情境，让学生运用已知的方法来分析和解决新的问题;“巧开窗口”指教师要为学生学习后续的内容预先开好窗口。关键词：教学设计;巧构主线;巧用旧知;巧开窗口 笔者近期执教一堂展示课，课题为“牛顿第二定律”。通过与同行们的交流，引发了笔者对“如何设计教学活动”这一问题的思考，并总结了三点策略。1 巧构主线 教学设计的第一步，理清本堂课乃至本单元的大概念，把大概念作为整条主线的起点;第二步，设置学习目标，明确所对应的核心素养，需达到的水平;第三步，巧妙建构整堂课的教学序。牛顿运动定律的大概念是力与运动的关系。牛顿第一定律从定性的角度描述这种关系，牛顿第二定律从定量的角度来描述这种关系。力与运动的关系分为三类：（1）因果关系，合力是产生加速度的原因;（2）瞬时性，加速度与合外力同时产生、同时变化、同时消失;（3）同向性，加速度与合外力同方向。这样就理清了这堂课的主线，通过力与运动的关系，把它们串联起来，如图 1 所示。2 巧用旧知 2.1 对已有方法的再认识 任何科学结论和研究方法都有适用范围和使用情境，对此展开的分析，有助于培养学生质疑创新的素养。上节课学生利用控制变量法，通过实验探究了加速度与力、质量的关系。先控制 m 不变，研究 a 与 F 的关系;再设定 F 不变，研究 a 与 m 的关系。但是在牛頓第二定律中，并没有这样的限定条件，如图 2 所示。因此，对控制变量法的再认识，有助于理解这种研究方法的使用情境。2.2 对已有情境的再分析 学生对已经历的情境更有亲切感。对已有情境的再分析，不仅可以加强知识之间的联系，加深学生对已有知识的理解，还可以从新的角度理解物理规律，促进大概念的形成。有助于培育学生科学推理与科学论证的素养。在学习牛顿第一定律时，伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因。如今可以用牛顿第二定律来重新认识它，如图 3 所示。进而总结得到 a 与 F 的因果关系，形成本堂课的大概念：力是产生加速度的原因。在上节课的探究实验中，有两个关键的问题。为什么要平衡摩擦力？砝码盘的总质量为什么要远小于小车的总质量？如今可用牛顿第二定律来分析它们，如图 4 所示。因此，教师可以提出以下两个问题，从而引导学生思考：（1）某同学在实验时，忘记平衡摩擦力，那么小车的加速度由哪些力决定？（2）某同学提出疑问：小车平衡摩擦力后，在拉力作用下加速运动，同时砝码盘也做加速运动，于是绳子对小车的拉力应该小于砝码盘的总重力。你认为呢？2.3 对已有方法的再使用 学生对已学过的方法更有亲切感。对物理学的重要研究方法，教师和学生要经常使用。同时，教师在教学设计时要考虑到先理论分析再实验检验更符合学生的认知顺序。在运动学中，曾用矢量分析法讨论直线运动中 a 的方向与 v 的方向的关系。如今，仍用这种方法讨论 a 的方向与 F 的方向的关系，进而总结得到 a 与 F 的同向关系，如图 5 所示。3 巧开窗口 教师在教学设计时，不应该局限于本堂课的教材内容，而应该具有大单元设计的思想，从学生整个高中物理学习的角度来设计这堂课的学习活动。也就是说，教师不仅要构思一堂课的学习主线，更要把范围扩大到整个高中物理。物理知识与方法本身就具有迁移性，在适当的时机，巧妙地为后续的学习开个窗口，对学生建构物理知识体系有很大的作用。但必须指出的是，开个窗口意味着点到为止，切不可偏移了整堂课的重心。3.1 为知识开窗口 后面一章，学生的学习就要从“直线运动”过渡到“曲线运动”。因此，用矢量分析法讨论在曲线运动中是否也有 a 与 F 同向的结论，可以说是恰到好处，如图 6 所示。其既为矢量分析法的适用情境打开了边界，又为归纳物理结论提供了严谨的思路，更重要的是为学生后续学习曲线运动开了窗口。3.2 为应用开窗口 规律的应用并不是本堂课的重点。如何为后续的规律应用恰到好处地开个窗口呢？笔者认为，最好不要应用规律进行定量计算，仅为本堂课的大概念服务。因此，对比理解加速度的概念，是最合理的方式，如图 7 所示。加速度是力与运动关系的桥梁，这本身也就是牛顿第二定律规律应用的大概念。这个窗口，既加深了对加速度概念的理解，又连接了规律课与应用课。4 结 语 基于核心素养的教学设计对教师提出了更高的要求。笔者提出的这三点策略，可以为年轻教师在教学设计时提供一些参考。教学设计没有定式，设计策略需要教师在教学中不断地实践与反思。参考文献：1中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017 年版）S.北京：人民教育出版社，2018.2蔡铁权，郑瑶.物理观念建构的方式和途径J.物理教学探讨，2019，37（6）：10-13.3胡科杰.基于核心素养的高中物理单元教学设计J.物理教学探讨，2018，36（10）：29-31.（栏目编辑 邓 磊）