开学季备八年级下册的力学课,是不是总觉得越备越别扭?
各个版本的教材,其章节的排列顺序形形色色,有的是先讲述摩擦力,之后才讲解二力平衡,学生在这种情况下连受力分析都还没有完全弄明白,根本就没法理解“为什么在匀速拉动木块的时候,拉力就等同于摩擦力”。
讲完牛顿第一定律之后再去讲平衡,学生始终会将“不受力”同“受平衡力”这两者混淆在一起。
教学历经十几年,始终感觉,“力与运动”此章节讲解的时候显得割裂,学生学习起来感到懵懂,就我们自身在授课过程中,也觉得进展不顺畅。
曾经我在备课之际,常常再三翻看那被称作 “物理老师备课圣经” 的国外 PSSC 经典教材,精心雕琢知识逻辑,用心设计实验。
一直等到此次开学去备课,在对国内好多不同版本的教材做了对比之后,才发觉,京改版的物理教材,才是真正明白初中物理的,才是真正懂得一线教学情况的,才是真正清楚学生认知规律的,把整个力学章节都翻阅完了,只感觉到心里一下子开阔敞亮起来,给我的备课所带来的启发实在是太大了。

最惊艳的:章节编排顺到骨子里,环环相扣零割裂
初中物理当中,各版本差异最为显著的部分,恰恰就是「力与运动」那一章节组织排列的先后顺序,然而京改版在节次方面所进行的编排,跟绝大多数版本相比,都是彼此不同的,但是这却是到目前为止,我所见到的,最契合教学内在逻辑,最顺应学生认知发展规律的一种设计。
看看它的整章编排情况,7节内容呈现出一种层层递进的态势,没有丝毫的割裂感,先是力,接着是弹力,然后是重力,再到二力平衡,之后是同一直线上二力的合成,随后是摩擦力,最后是牛顿第一定律。

我们这些身处一线工作的老师心里都明白,绝大多数版本教材所存在的一个普遍让人犯难的点,那就是把“二力平衡”以及“力的合成”这两个内容搁置在了整整一章内容的最后面,甚至更为离谱的是,将“摩擦力”这一知识点放置在了二力平衡这个知识点之前。这样的编排直接就导致了在教学过程中出现了那种难以解开的困境:当给学生讲解滑动摩擦力测量这个知识点的时候,势必要跟学生阐述“在物体做匀速拉动的情况下,此时拉力的大小等同于摩擦力的大小”,然而这个时候学生还尚未学习二力平衡这个知识点,所以他们只能通过死记硬背的方式来记住这个内容,根本无法真正理解其背后所蕴含的逻辑关系;当在给学生讲授牛顿第一定律这个知识点的时候 ,学生对于“合力为零”这个概念完全是处于一种毫无清晰概念的状态,始终不能够区分清楚“物体不受力”以及“物体受到平衡力”这两者之间存在的区别,如此一来越讲解学生就会越觉得混乱不清。
然而,京改版所采用的编排方式,直接就将这些在教学过程中存在的痛点全部都给解决掉了,并且每一个步骤都是精准地踩在了认知规律之上:
第一步:先打基础,建立力的基本认知
先阐述力的概念,接着说明力的作用效果,然后讲解力的示意图,之后再来讲弹力、重力这两种最为常见的力,使得学生先对力有所认识物业经理人,进而能够会分析力,将基础打牢固,如此一步契合所有学生的入门节奏,稳稳当当、扎扎实实地推进。
第二步:关键转折,第四节直接上「二力平衡」
这堪称此整章编排之中最为巧妙的一笔呀!方才讲完了“力的作用效果乃是改变物体的运动状态”,紧接着编者马上借助一个设问予以承接过渡进而切入主题,其衔接十分顺畅自然,如此完美的导入便是:“力能够改变物体的运动状态,然而为何物体在受到力的情形之下,有时候依然会保持静止或者匀速直线运动状态呢?”。


没有那种显得生硬的跳转情况,而是直接依照上一节所涉及的知识点来抛出问题,学生顺着这样的思路去思考就自然进入了状态。更为贴心的是,在这一节仅仅是做现象方面的描述,并不会去深入挖掘力与运动之间的深层关系,学生在这样的情况下零门槛也能够搞明白二力平衡的四个条件,完全不存在学习压力。
第三步:闭环铺垫,讲透「同一直线上二力的合成」
才刚学完二力平衡,紧接着就去推导“平衡力的合力为零”,学生一下子就明白了:“为何受到两个力还能够保持静止状态呀?那是由于合力为零,其效果跟不受力完全是一样的呢!”这一个章节直接就为后续的力与运动关系,做好了堪称完美无瑕的逻辑铺垫,不存在丝毫的突兀感觉。
第四步:降维突破,第六节才讲「摩擦力」
拥有了关于二力平衡的完备知识储备之后,接着来讲摩擦力,那真的是自然而然、顺理成章!在测量滑动摩擦力的时候,学生凭借自身能力就能够推导得出:“当木板处于匀速运动状态时,拉力与摩擦力构成一对平衡力,二者大小相等”,完全用不着去死记硬背。
就连最难理解的静摩擦力,用二力平衡一分析,学生瞬间就通了。
还有一个极其贴心的细节,其他版本将“找不规则物体的重心”放置在重力那一节,学生只能机械地死记“悬挂法”,却根本不明白其中的原理,京改版把这个知识点安排在二力平衡当中,通过“静止时,重力和拉力是一对平衡力,在同一直线上”这样一讲解,学生瞬间就理解了悬挂法的底层逻辑,并非是单纯背诵方法,而是真正理解了物理。

第五步:收尾升华,最后讲「牛顿第一定律」
在有了之前力的作用效果、二力平衡、合力为零的完整铺垫之后,再来讲阻力对物体运动的影响,进而推导牛顿第一定律,此时学生对于「力与运动的关系」直接就有了全局性的把握,再也不会将“不受力”和“受平衡力”混淆,整章的逻辑彻底形成闭环。
更为难得的是,章末的编者直接给出了完整的知识框架图,将知识点之间的逻辑关系梳理得极为清晰;不管是老师备课去梳理逻辑,还是学生复习以构建知识体系,均是一目了然。

这种依照知识逻辑、顺着学生认知的编排方式,并非单纯的节次调换,而是真正深谙一线教学的设计,老师讲授时顺畅,学生学习时不困惑,这才是教材应有的模样。
超惊喜:实验设计直击痛点,接地气又新颖
章节编排算一方面而已,京改版当中的实验设计,同样叫我眼前一亮呢。我们备课的时候,老是发愁,课本上那些传统实验过于陈旧老套,在课堂上去做,误差很大,效果也差,学生对此毫无兴趣;然而京改版的实验上海初中物理课本,全部都是直接针对传统实验的核心痛点,而且特别贴近实际,不需要复杂的器材,在课堂上就能够落地实行,给了我超多的备课灵感。
举两个最让我惊艳的实验设计:
1. 探究阻力对物体运动的影响:弹簧弹射装置
关于传统的斜面小车实验,我们处在一线教学岗位的老师们,都清楚它存在的让人困扰之处:每一次去操作的时候,都特别不容易把控小车从相同的高度滑落下来,导致小车开始运动的速度总是会出现误差,学生们也总是会对此提出疑问,问“小车滑下来的速度真的是一样的吗?”,如此一来上海初中物理课本,这个实验所具备的能够让人信服的能力就大大地被削弱了。
京改版直接变换了思路,采用弹簧弹射装置来做实验,每次都将弹簧压缩至相同的形变量,之后松手释放物块,如此便能完美确保物块的初速度完全相同!其操作格外简单,误差极小,学生一眼就能明白 “控制初速度相同” 的控制变量法,在课堂上一做这个实验,阻力越小、物块运动距离越远的现象清晰明了,根本无需费力向学生解释实验误差。

2. 测量滑动摩擦力:滑轮 + 电动机带动长木板
对于传统的拉木块测摩擦力这一课堂实验中的“老大难”问题,是要让学生拉着弹簧测力计匀速拉动木块,然而这根本做不到,因为手拉动的速度会忽快忽慢,致使弹簧测力计的示数一直在跳动,如此一来学生总会问“老师,我到底读哪个数?”,进而导致实验体验极差,并且还容易让学生对知识点产生误解。
京改版的设计直接将传统予以颠覆,把物块进行固定,借助电动机带动长木板做匀速运动,如此这般,不论木板的运动速度发生怎样的变化,物块始终处于静止状态,依据二力平衡,弹簧测力计的拉力始终等同于滑动摩擦力,示数保持稳定,读数精准无误!

如今,学生不用再费尽心力去把控匀速状态,在课堂之上开展实验,一次便能够达成成功的结果,并且还能够反过来进一步深化对于二力平衡的理解,将知识点与实验进行了堪称完美的融合,从而收获一举两得的成效。
除了这个之外,教材当中存在着数量超多的,贴近实际生活状况的导入实验,以及课堂小实验,这些实验全部都是利用身边随手可得的物品就能够进行操作的,其设计方式新颖独特,并且能够直接命中知识点的核心内容,不需要借助复杂且繁多的器材设施,仅仅在课堂之中便能够得以实现并开展,而这才是我们身处一线教学岗位的老师们真正切实需要的实验方面的设计。

液体压强导入实验

大气压强导入实验
最后想和同行们说句心里话
教了十几年物理,我们老是翻国外经典教材,学各式各样教学技巧,找种种备课资源,就想着把课讲得更顺畅些,让学生学得更明白些。然而实际上,好的教学,向来不是花里胡哨的技巧,而是切实站在学生的角度,顺着知识的内在逻辑,去设计每一堂课。
京改版给予我的最为重大的启发,从来都不是那几个具备新颖性的实验,也并非是一套有着独特性的章节顺序,而是它实则明白初中物理的教学规律,明白一线老师备课过程当中的痛点所在,明白学生的认知节奏。它并不去谋求知识点的堆砌,并不去谋求超前的进度,仅仅是谋求能让学生一步接着一步地懂得物理,能让老师顺顺利利地讲授物理。
