用好“教学用书”,指导教学实践
作者: 周洁“教师教学用书”是教材的解读用书,也是课堂教学的指导用书。笔者以苏科版物理教材第八章第三节“摩擦力”为例,结合教学实践,谈谈如何用好“教师教学用书”,优化关键教学环节设计,提高教学效率,培养学生的核心素养。该教材配套的《义务教育教科书物理(八年级下册)教师教学用书》(以下简称“教学用书”)指出,本节教材由认识滑动摩擦力、探究影响滑动摩擦力大小的因素和增加或减小摩擦的方法三个模块组成,其中探究影响滑动摩擦力大小的因素是本节课教学的重点,其余两个单元是对重点单元知识的应用和延伸。根据其提供的框架,笔者确定本节课的教学目标:从认识并建构滑动摩擦力的物理观念入手,通过实验,经历完整的探究影响滑动摩擦力大小因素的过程,形成概括理解、质疑批判等科学思维,并把探究发现的影响因素应用于解决生活、生产中的实际问题。
一、化具体现象为抽象概念,构建物理观念
课堂教学的实施就像登山,必须一步一个台阶,而且每个教学环节都有其需要关注的细节,只有认真研读教材,深刻领会编写意图,才可能优化教学内容,达到培养学生核心素养的目的。“教学用书”指出,通过实验,感知桌面对运动的物体有阻碍作用,引出滑动摩擦力的概念,着重培养学生的观察、分析能力。
构建滑动摩擦力的概念需要教师把握两个关键要求,第一是“感知阻碍作用”,第二是“培养观察、分析能力”。课堂中,教师常用两种引导语:“请大家双手按压在桌面上往前滑动,仔细体会,有没有感受到桌面给手一股阻碍的力量?”“请大家双手按压在桌面上往前滑动,仔细体会,手掌在滑动的过程中有什么样的感受?”前者已将摩擦力的定义直接告知,实则只是验证,属于识记层面,后者才是开放的。
针对此部分内容,“教学用书”还指出,根据学生的认知水平,教材没有直接给出摩擦力的方向,只是说明摩擦力阻碍物体的运动,教学中不要在此挑明和加深。对此,教师常纠结的“滑动摩擦力方向是否需要涉及与相对运动方向相反”这个层面的困惑就不存在了。由于八年级学生现阶段认知的局限性,教师可以大胆地将这部分内容暂且搁置,等高中阶段学生认知发展到一定程度后再具体研究,如果强行涉及,无非是硬性灌输,需要花费大量时间,偏离了本节课的重点。
二、化课堂生成为深度增长,培养科学思维
科学思维是学生学习、运用物理知识和方法过程中必备的思维能力,是核心素养培养的核心内容,而课堂中学生的真实生成则是教师培养学生核心素养的最佳契机。“教学用书”指出,教材在编写时一反常规平铺直叙给出影响滑动摩擦力大小因素的做法,从改变摩擦力大小的角度出发,引导学生提出猜想。
猜想是学生前概念和元认知的一种显现,如果猜想不合理,背后一定隐藏着学生思维的某个盲点。帮助学生理清盲点产生的原因,是帮助学生找到思维深度增长点的过程,也是建构正确物理观念的过程。
猜想1:滑动摩擦力大小与重力大小有关。
教师首先可以引导学生从力的性质去分辨,压力属于弹力,与重力不同;其次,可以通过正放和侧放台秤,测同一个学生的体重。侧放后显示的人对台秤的压力小于其本身的重力。只有物体放置在水平面上且竖直方向不受其他外力作用时,两者的大小才相等,而生活中摩擦力的产生不仅会在水平面上,在斜面上也会有,因此,滑动摩擦力的大小与重力大小并无直接联系。
猜想2:滑动摩擦力大小与推力大小有关。
如果正向解释,学生很难理解,我们还可以用反证法来解决这一难题。学生普遍会认为“拉力越大,摩擦力会越大,反之,拉力越小,意味着摩擦力越小”,教师可以将小车推出去,让其自由运动,然后提出疑问:“小车在桌面上滑动的过程中不受拉力,但受到的摩擦力为零吗?”小车最终会停下来,很显然摩擦力不为零。所以,此刻学生很容易理解滑动摩擦力的大小与拉力没有直接的关系。
猜想3:滑动摩擦力的大小与速度的大小有关。
有这种猜想,可能是学生的前概念导致的,他们被生活中“用力拉物体,物体就动了”这一现象所误导。因为苏科版物理教材在“摩擦力”之前,还没有介绍二力平衡的知识,所以很难从力与运动的关系的角度去解释清楚。教师可以选用数字化摩擦力实验器进行实验,从而使学生非常直观地看到当速度的大小改变后,滑动摩擦力的大小并没有发生变化,因此滑动摩擦力的大小与速度无关。
三、教师示范引领,完成实验设计
实验探究既是重要的学习方式,也是重要的学习内容。“教学用书”指出,要对众多猜想设计实验进行探究,在实验设计过程中提出四个问题,引导学生进行思考。
实验设计的过程是学生思考、解决问题的过程,但由于学生还未接触二力平衡的知识,所以在“如何测量滑动摩擦力的大小”实验环节,没有办法引导学生进行思维的突破,于是教材中采用“信息快递”的形式直接告知。在没有教师演示的课堂里,我们可以真实地看到学生拉动物体时,没有对弹簧测力计水平校零的意识,甚至个别小组连最基本的水平拉动的意识都没有;拉动过程中弹簧测力计的指针一直在晃动,学生不知道原因何在,通常都是很随意地读取一个数据。这样获得的数据是无法帮助学生找出规律的,甚至还会对学生的结论产生干扰。所以,对于学生陌生的认知领域,教师应示范正确的操作。
四、关注课堂生成,完成交流评估
“教学用书”指出,在交流与小结的过程中,若有的小组得出相反的结论,或提出教材中没有的其他影响因素,教师不宜回避,而应在组织学生讨论的过程中给出明确的判别方案。
如学生在研究滑动摩擦力与表面积是否有关时,测出来的表面积改变了,滑动摩擦力的大小有微弱不同,得出滑动摩擦力与表面积有关的结论。教师此时应坦诚地说明这是实验装置存在系统误差所导致,也正因为误差无法避免,所以,我们需要多次实验,这样总结出来的规律才具有普遍性,得出的实验数据才更接近真实值。此外,在增大和减小摩擦力部分,“教学用书”明确指出,教材安排这一小单元的目的,是通过实例分析让学生了解并学会增大或减小摩擦的方法。在该部分内容的教学中,要注意培养学生的发散性思维,引导学生思考在日常生活中还有哪些事例是用相同的方法增大或减小摩擦的,培养学生用所学知识解决实际问题的能力。
评价是一种多元化的综合表现,是对整个教学过程的评估和反思,评价的目的在于促进学生学习和改进教师教学。课堂教学评价的方式虽是多元的,但能否让学生在课堂中获得学习力并实现自我成长,能否使学生熟练地运用物理知识解决实际问题,一直是课堂教学是否高效的重要评价标准,也是物理教师要关注的。
总之,“教学用书”是指导教师把握课堂的核心内容,了解教材编写意图以及具体落实核心素养的指路灯。每节课的设计都尽显执教者对教材的理解,尽管常规课堂教学的过程朴实了些,但课堂的核心内容不变,落实核心素养的目标不变;尽管不同地区使用的教材版本可能不同,但对应的“教学用书”为教师提供的有价值的参考方向恒定不变,值得一线教师仔细研读,加强实践。
本文系江苏省教育科学“十四五”规划2021年度课题“‘双减’背景下理解导向的初中物理课前诊断的行动研究”(编号:E-c/2021/36)阶段性研究成果。
(作者单位:江苏省江阴初级中学)