費(fèi)志明 陳懋

摘 要：一節(jié)好課要講究知識(shí)序、認(rèn)知序以及教學(xué)序的有機(jī)組合.以“重力”教學(xué)為例，通過(guò)畫(huà)結(jié)構(gòu)圖，理清知識(shí)序，通過(guò)科學(xué)交流，把握思維序，通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)引，設(shè)計(jì)教學(xué)序，進(jìn)而達(dá)到“三序合一”，讓學(xué)生真正成為課堂的主人，課堂能充滿活力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維.

關(guān)鍵詞：三序合一，初中物理，科學(xué)思維

文章編號(hào)：1008-4134（2020）08-0045 ? ?中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

一節(jié)課中學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)是解決“去哪兒”的問(wèn)題，知識(shí)序解決的是學(xué)生要“準(zhǔn)備什么”的問(wèn)題，認(rèn)知序解決的是學(xué)生現(xiàn)在“在哪兒”的問(wèn)題，教學(xué)序解決的是如何讓學(xué)生“高高興興地走”，而又不錯(cuò)過(guò)沿途的風(fēng)景且能達(dá)到終點(diǎn)的問(wèn)題.教師要尊重學(xué)生的情感，理清知識(shí)序、把握認(rèn)知序、設(shè)計(jì)教學(xué)序，進(jìn)而達(dá)到“三序合一”，課堂才能充滿活力，才能達(dá)到教學(xué)的高效，發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)，讓學(xué)生真正成為課堂的主人[1].本文以浙教版初中科學(xué)“重力”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，以期拋磚引玉.

1 畫(huà)結(jié)構(gòu)圖，理清知識(shí)序

所謂知識(shí)序，是指科學(xué)知識(shí)本身內(nèi)在的邏輯順序.任何一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都不是孤立的，它必然處于某一知識(shí)體系當(dāng)中，有相應(yīng)的下位知識(shí)，也有上位知識(shí)，三者構(gòu)成了一個(gè)知識(shí)序列.有序的知識(shí)序是課堂教學(xué)的骨架和支撐，如果沒(méi)有，課堂就會(huì)顯得雜亂無(wú)章.如何找一個(gè)知識(shí)點(diǎn)所需要的下位知識(shí)呢？一個(gè)簡(jiǎn)單的方法就是畫(huà)“魚(yú)骨圖”， 從學(xué)生認(rèn)知視角，不斷稚化追問(wèn)下去，把知識(shí)點(diǎn)寫(xiě)到魚(yú)的脊梁骨上，每一個(gè)需要的下位知識(shí)寫(xiě)在魚(yú)刺上.

本節(jié)課的核心內(nèi)容是重力的概念，包括重力的方向、大小和重力的作用點(diǎn)，探究物體受到的重力與質(zhì)量大小關(guān)系.重力的方向“總是豎直向下”中“總是”的意義，即無(wú)論物體是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的，無(wú)論物體是做什么運(yùn)動(dòng)，無(wú)論外界條件如何變化，物體受到的重力的方向始終保持豎直向下，“總是豎直向下”中“豎直向下”的意義，即重力的方向與水平面垂直，水平面也可以認(rèn)為是地平線.對(duì)重力而言，它的知識(shí)序如圖1所示. ? 2 科學(xué)交流，把握認(rèn)知序

所謂認(rèn)知序是指學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)活動(dòng)內(nèi)在的認(rèn)知規(guī)律.心理學(xué)研究證明，要有效地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)興趣與智力積極性是一個(gè)首要的條件，而這種認(rèn)識(shí)興趣與智力積極性只有當(dāng)教學(xué)活動(dòng)同學(xué)習(xí)者原有的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、能力聯(lián)系起來(lái)時(shí)，才能在最大程度上得到誘發(fā).而且學(xué)習(xí)者認(rèn)知的發(fā)展也有內(nèi)在的序列性，如從已知到未知、從感知到理解、從鞏固到應(yīng)用、從具體到抽象等.因此教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的智能水平和個(gè)性?xún)A向等心理特征，并按照認(rèn)知發(fā)展的程序來(lái)進(jìn)行.

如何找到學(xué)生“在哪兒”的教學(xué)設(shè)計(jì)基點(diǎn)呢？教師可以通過(guò)科學(xué)交流，包括對(duì)話、導(dǎo)學(xué)案、任務(wù)單以及小測(cè)試等，在本節(jié)前，可以設(shè)置三個(gè)問(wèn)題：（1）假如沒(méi)有重力，我們的生活會(huì)變得怎樣？（2）標(biāo)出圖2中每棵蘋(píng)果樹(shù)上蘋(píng)果落地的方向.（3）一只西瓜要比一只蘋(píng)果重，一桶水要比一杯水重，為什么？通過(guò)三個(gè)問(wèn)題，學(xué)生的前概念基本都能被激活.

有些學(xué)生由于受其生活經(jīng)驗(yàn)的影響，覺(jué)得重力的方向應(yīng)該是垂直地面向下或與接觸面相垂直，有的學(xué)生受到放在斜面上的物體將會(huì)沿斜面下滑的影響，認(rèn)為重力的方向是沿斜面向下的，也有學(xué)生在生活中聽(tīng)說(shuō)“重量”一詞，以為“重量”“質(zhì)量”“重力”是一回事，手拿物體克服的是重力還是質(zhì)量也分不清，教師需要在課堂上有效轉(zhuǎn)化學(xué)生的這些前概念，通過(guò)科學(xué)表達(dá)，讓學(xué)生真正理解重力的概念.

3 問(wèn)題導(dǎo)引，設(shè)計(jì)教學(xué)序

教學(xué)序就是課堂教學(xué)的流程，就是先學(xué)什么，后學(xué)什么.事實(shí)上，每節(jié)課要學(xué)習(xí)的知識(shí)已經(jīng)決定了它所需要的知識(shí)序和認(rèn)知序，已經(jīng)搭建起了一節(jié)課的基本框架.但具體的操作方案仍面臨諸多選擇.如在某一環(huán)節(jié)使用多媒體素材，文本、圖形、圖像以及動(dòng)畫(huà)哪種效果最好？這需要我們進(jìn)行比較、抉擇，優(yōu)中選優(yōu)，即通常所說(shuō)的“優(yōu)化過(guò)程”.在具體的選擇過(guò)程中，就要兼顧素材和方法，遵守優(yōu)化過(guò)程的三條原則：一是有吸引力，學(xué)生感興趣，二是簡(jiǎn)潔，學(xué)生容易理解，三是高效，能促進(jìn)學(xué)生有效思維.

本節(jié)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)激起學(xué)生的認(rèn)知沖突，設(shè)置與學(xué)生認(rèn)知不同或匹配的問(wèn)題情境，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑意識(shí)和思維能力，通過(guò)觀察現(xiàn)象、邏輯推理以及實(shí)驗(yàn)探究，最后上升為理論認(rèn)識(shí).整節(jié)課分為兩部分，重力的方向、重力的大小.通過(guò)探究“重力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系”，讓學(xué)生充分經(jīng)歷猜想、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的過(guò)程，再通過(guò)質(zhì)疑、對(duì)比分析等環(huán)節(jié)，得出結(jié)論.

3.1 環(huán)節(jié)1：重力的效果

地面上的物體都受到重力的作用，重力產(chǎn)生的最直接的效果是使物體下落.（1）認(rèn)識(shí)重力的存在.播放太空視頻實(shí)驗(yàn)：太空中的單擺運(yùn)動(dòng)，T形支架上，細(xì)繩拴一顆小鋼珠，宇航員把小球拉升到一定高度后放手，小球懸停在了半空中.再演示地面實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)螖[運(yùn)動(dòng)，對(duì)比視頻實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)，為什么相同的實(shí)驗(yàn)在地面和太空會(huì)出現(xiàn)完全不一樣的結(jié)果呢？學(xué)生討論分析得出：地球?qū)孛娴奈矬w會(huì)產(chǎn)生吸引而使單擺受到一個(gè)向下的力，太空中沒(méi)有這樣的力.（2）物體從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上，分靜止的物體和運(yùn)動(dòng)的物體，從物質(zhì)狀態(tài)上，分固體、氣體、液體，為了讓學(xué)生認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象具有普遍性，可分別列舉相關(guān)、具體事例，如靜止的物體，蘋(píng)果樹(shù)上的蘋(píng)果，運(yùn)動(dòng)的物體，上拋的石塊，可借助頻閃照相機(jī)的圖片說(shuō)明，如圖3所示，下雪（冰雹）、下雨、塵埃落地，然后歸納這些現(xiàn)象的共同原因：物體受到地球向下的吸引.再讓學(xué)生列舉生活中的其它現(xiàn)象驗(yàn)證，從而得出：物體由于地球的吸引而受到的力叫做重力.

【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)太空實(shí)驗(yàn)與地面實(shí)驗(yàn)對(duì)比，讓學(xué)生直觀地感受到重力的存在，再通過(guò)列舉各種事例和頻閃照片，認(rèn)識(shí)這種現(xiàn)象的普遍性，拉近學(xué)生與所學(xué)知識(shí)的距離，激發(fā)興趣.

3.2 環(huán)節(jié)2：重力的方向

對(duì)重力的方向，教師可以利用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)，圖4甲，球靜止時(shí)線向下，與水平面垂直，我們把這個(gè)方向叫做豎直向下，圖4乙，鐵架臺(tái)傾斜的過(guò)程中，球靜止時(shí)線的方向不變，與水平面始終垂直，說(shuō)明重力的方向始終豎直向下.這句話表明兩個(gè)方面：重力的方向不變，重力的方向豎直向下.

但學(xué)生對(duì)豎直向下不理解，只認(rèn)可“向下”，往往把豎直向下與垂直向下混淆，學(xué)生對(duì)重力的方向始終不變也惑疑，因?yàn)檫@只是靜止物體的狀態(tài)，如果物體從斜面滾下，它的重力方向是否改變，學(xué)生存在疑惑.對(duì)此，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，幫助學(xué)生理解科學(xué)概念.

任務(wù)1：如圖5所示，畫(huà)出物體受到的重力方向，并說(shuō)明理由.

任務(wù)2：豎直向下與垂直向下一樣嗎？學(xué)生畫(huà)圖表示，如圖6所示，豎直向下是與水平面垂直向下，垂直向下是垂直于物體表面，無(wú)論什么物體只要是向著物體垂直于物體表面的都叫垂直向下.豎直向下和垂直向下是兩個(gè)不同的概念.

任務(wù)3：請(qǐng)畫(huà)出每個(gè)人的重力的方向.如圖7所示，我們平常所說(shuō)的“向下”，到底指的是什么方向？引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出每個(gè)人的水平面，然后重力的方向是與水平面垂直，學(xué)生很快就知道重力的方向都是指向地球地心.

任務(wù)4：作圖，畫(huà)出圖8中空中運(yùn)動(dòng)足球的重力方向.引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出水平面，重力的方向是垂直水平面向下，學(xué)生發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體的重力也是豎直向下.

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生對(duì)重力的方向的認(rèn)識(shí)是模糊的、片面的.通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，清楚了豎直與垂直的區(qū)別，讓學(xué)生根據(jù)自己的判斷猜一猜并畫(huà)一畫(huà)，以暴露學(xué)生的前概念，突破難點(diǎn).

3.3 環(huán)節(jié)3：重力的大小

根據(jù)力有大小、物體有輕重，學(xué)生不難知道重力也有大小.根據(jù)力可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量，學(xué)生自然也會(huì)想到重力可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量.先探究重力大小究竟跟哪個(gè)因素有關(guān)，再探究重力的大小跟質(zhì)量存在怎樣的關(guān)系.對(duì)于重力的大小跟哪些因素有關(guān)，要充分利用學(xué)生的前概念，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己生活經(jīng)驗(yàn)提出合理的假設(shè)，如：（1）重力跟物體的質(zhì)量有關(guān)，（2）重力跟物體的體積有關(guān)，等等.在這個(gè)基礎(chǔ)上，利用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)假設(shè)的真?zhèn)?，確定重力的大小只跟物體的質(zhì)量有關(guān)，跟物體的體積無(wú)直接關(guān)系.

檢驗(yàn)假設(shè)（1）：將體積相同的鋁塊和銅塊分別放在天平的兩個(gè)托盤(pán)上，銅塊的質(zhì)量較.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得銅塊受到的重力較.

檢驗(yàn)假設(shè)（2）：用天平測(cè)得質(zhì)量相同的木塊和銅塊，木塊的體積較.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得兩者受到的重力（填“相同”或“不同”）. 以上實(shí)驗(yàn)表明，重力的大小跟物體的質(zhì)量（填“有關(guān)”或 “無(wú)關(guān)”），跟物體的體積（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）.

這時(shí)，我們可以提出一個(gè)新的問(wèn)題：重力的大小與質(zhì)量之間究竟存在怎樣的關(guān)系？請(qǐng)用以下實(shí)驗(yàn)步驟探究這個(gè)問(wèn)題.（1）每小組準(zhǔn)備 1個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、4個(gè)質(zhì)量均為100克的鉤碼，（2）用彈簧測(cè)力計(jì)依次測(cè)出 1～4個(gè)鉤碼受到的重力，把測(cè)量結(jié)果記錄在表1中.

以質(zhì)量為橫坐標(biāo)，重力為縱坐標(biāo)，建立如圖9所示的直角坐標(biāo)系.根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系上描點(diǎn)，連接這些點(diǎn)，看看重力和質(zhì)量有什么關(guān)系.分析數(shù)據(jù)，找多組學(xué)生出示實(shí)驗(yàn)記錄，讓學(xué)生自己得出正確結(jié)論，教師適當(dāng)補(bǔ)充說(shuō)明，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的圖像，并利用實(shí)物投影展示學(xué)生所畫(huà)的圖像.得出結(jié)論：物體所受的重力與質(zhì)量成正比.

得出重力大小的相關(guān)因素后，還要幫助學(xué)生解開(kāi)思想上的疙瘩：為什么生活經(jīng)驗(yàn)中，一桶水比一杯水重？這是因?yàn)閷?duì)同一種物質(zhì)來(lái)說(shuō)，體積大的物體質(zhì)量也大，體積小的物體質(zhì)量也小的緣故.而實(shí)際上，在這里，體積是影響重力大小的非本質(zhì)因素，質(zhì)量才是影響重力大小的本質(zhì)因素.

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生先暴露前概念，然后讓學(xué)生自己去探究，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論，比值法在科學(xué)中經(jīng)常采用，通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)腦的表格處理、圖像處理，發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì).

3.4 環(huán)節(jié)4：重力的應(yīng)用

在重力的方向?qū)W習(xí)時(shí)，為了使學(xué)生了解重力的方向總是豎直向下這一原理的應(yīng)用，教科書(shū)介紹了重錘線，這是建筑工人用來(lái)檢查墻壁是否豎直的工具.為了培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)設(shè)計(jì)能力，筆者讓學(xué)生用重錘線制作水平儀，通過(guò)自己畫(huà)圖和討論，提出自己的方案，還鼓勵(lì)學(xué)生課外查找資料，設(shè)計(jì)創(chuàng)新作品，學(xué)生首先展示重錘線，如圖10a所示，然后教師展示等腰三角尺和量角器，學(xué)生設(shè)計(jì)的作品如下：取等腰直角三角尺，在頂角處懸一重錘線，在底邊的中心刻度處作一標(biāo)記，即成一簡(jiǎn)單的水平儀，如圖10b所示，在量角器中心位置懸一重錘線，錘尖指向量角器的90°刻度線，即成一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)傾斜儀，如圖10c.當(dāng)學(xué)生展示自己的作品，發(fā)現(xiàn)自己的產(chǎn)品比別人的更有創(chuàng)意，他們的創(chuàng)新思維被點(diǎn)燃.

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生技術(shù)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生通過(guò)自己畫(huà)圖和討論，提出自己的方案，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，明確重力的方向總是豎直向下，學(xué)以致用，培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題能力.

4 結(jié)語(yǔ)

一節(jié)好課要講究知識(shí)序、認(rèn)知序、教學(xué)序的有機(jī)組合[2].我們應(yīng)該以建構(gòu)合理的教學(xué)邏輯為抓手，蹲下身子，從學(xué)生的邏輯起點(diǎn)出發(fā)，順應(yīng)學(xué)生思維序，注重教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)層次，耦合課堂教學(xué)序，設(shè)計(jì)基于真實(shí)情景的問(wèn)題解決任務(wù)，符合學(xué)習(xí)知識(shí)序，使學(xué)生在解決問(wèn)題的活動(dòng)中逐步發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng).

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（收稿日期：2020-01-08）