淺談案例教學法在高中物理課堂中的嘗試
——以萬有引力定律復習課的實踐為例

姜玉梅 倪文露

(揚州大學物理科學與技術學院,江蘇 揚州 225002)

物理復習課是對已學習過的物理概念、規律、方法、技能進行系統回顧、鞏固和提升的一種課堂類型．常見的物理復習課的教學流程是以“知識梳理——典型例析——鞏固訓練”為主,[1]本質上就是我們常說的“題海戰術”．這種復習課通過大量的做題訓練,有利于提高學生應對考試的技巧和答題速度;有利于對平時的課本知識查漏補缺和發現學習中的薄弱環節．[2]但是這種復習課的教學流程過分地強調了陳述性物理知識的學習和把握,既難以調動學生的學習興趣和主動性,也不利于培養學生分析問題、解決問題的能力,與新課標倡導的理念相違背．

案例教學法是指教學者使用案例,以團體和小組討論、角色扮演等方式來增進成員間的交流,引發學習者思考,并給予成員真實狀況學習的一種教學方法．[3，4]通過把生活中典型的、具有思考性的、真實的案例帶入課堂,由學生自主分析案例、從不同的角度去思考案例、討論案例,從而深入地理解案例中包含的知識.這種教學方法既能滿足傳統復習課的特點,可以系統有效地復習知識,促進學生更好地理解知識、應用知識,還能極大地提高學生對課堂的學習興趣,培養學生的思辯能力、語言表達能力、合作交流能力和學以致用的能力等等．案例教學最早起源于哈佛大學法學院,繼而在哈佛商學院得以應用并取得廣泛發展．近些年來,案例教學法在學科教學領域也頗見成效．如青年學者鄭金洲主編的《案例教學指南》,顧泠沅教授的《以教學案例研究為突破口,促進教師專業成長的課堂教學改革》等文章,都對如何進行案例教學和研究作了理論上的指導．但是,這些活動很少與教學案例設計與開發相結合,只是使教師在理論觀念上得到轉變,并沒有付之教學實踐,[5]其在物理教學中的實踐更是極少．而物理作為一門實踐性的學科,學生所學的物理知識一般在實際生活中都能找到落腳點,如果物理教師把生活中有趣的、經典的、具有啟發性的實際案例帶入物理課堂為學生建構物理知識框架,有利于學生更好地理解抽象的物理知識,增強學習興趣．因此,將案例教學法引入物理課堂具有很大的實踐意義．案例教學的關鍵就是案例,案例的編寫要遵循以下幾點原則,其一，案例必須要有真實性,胡編亂造的故事不屬于案例;其二，案例要具有思考性,不含任何問題及問題現象在內的真實事件也不是案例； 第三，案例要具有經典性,是經過精心挑選的、具有代表性的典型事例．

本文將結合案例教學法的特點進行基于案例教學法的高中物理必修2“萬有引力定律”復習課的課堂教學設計,并詳細地闡述案例教學法的教學流程,希望能為物理復習課的教學模式提供新的探究線索． “萬有引力定律”這一章節的內容是高考的必考點,雖然萬有引力定律的知識點不多,但是這部分題目公式變換形式多，導致習題題型多、綜合性強,學生處理這類問題時常感到困難,所以本節課采用案例教學法，選取了我國“從神一到神十”的神舟號飛船的航天史及天宮二號的發射視頻作為案例,通過創設案例情境——小組合作交流——班級交流總結這3大部分使學生在對案例進行思考、分析、交流、討論和總結過程中,鞏固本章基礎知識,加深對萬有引力定律相關概念的理解,進一步理解分析天體運動的兩個重要模型和利用所學知識解決實際問題的能力．

1 創設案例情境，呈現案例

1.1 呈現案例，豐富學習內容

實踐可知,在良好的、愉悅的情境中學習知識是學生較為喜歡的學習方式,因為情境的感染性、趣味性、視聽覺的挑戰性更易使學生集中注意力以增強學習的有效性．所以物理復習課不一定就要開門見山,直指基本物理概念和規律,可以將生活中與之有關的事件以案例的形式呈現出來,例如可以用文本語言或圖片、視頻或情景再現的形式進行課堂案例的展示,使課堂在良好的氛圍中展開．

在萬有引力定律復習課伊始,教師先給學生播放了2016年9月15日我國長征二號搭載天宮二號的全程發射視頻(時長約3 min),讓學生感知我國航天事業的最新發展動態,充分調動起學生的學習興趣．繼而發放了“從神一到神十”的文本材料(約900字)以及對應PPT圖片的展示講述了我國神舟號的發展史,“神一到神十” 文本材料的片段見圖1．

“2003年10月15日，中國第一位航天員楊利偉乘坐神舟五號飛船進入太空，“神五”飛船由長征?2F運載火箭發射到近地點200km、遠地點350km的初始軌道，加速變軌實施后，成功進入343km的圓軌道．“神五”載人航天飛船的發射成功實現了中華民族千年載人飛天的愿望，是中國航天事業在新世紀的一座新的里程碑．”

圖1 “從神一到神十”的文本材料片段

以上采取視頻、文本、圖片呈現案例的目的在于對課堂教學內容進行補充與拓展,通過時代性的案例使學生對我國航天事業的發展歷程及現狀有所了解,感悟我國航天科技的重大發展成果,拓寬自己知識面,由此激發學生強烈的愛國熱情和民族自豪感,使課堂在高漲的情緒中順利開展．

1.2 個人閱讀,促進獨立思考

在呈現案例之后,學生將進入對案例的個人閱讀、思考與分析階段．這一階段要求學生先快速瀏覽案例的主要內容,然后再細讀案例把握住案例中反復強調的重要的現象或者問題,最后結合案例的相關現象自主回顧與之有關的物理概念及其規律,并嘗試運用這些知識去解釋案例中的實際情況,分析原理,解決案例中的問題等等．在這個過程中主要為了培養學生閱讀材料、分析材料和獨立思考的能力．

從案例提供的數據出發,學生可以根據已學知識更深入地了解“神五”的發射和運行過程的特點,具體說來,讓學生通過材料思考“神五”衛星發射的最小速度,繞地球做圓周運動的原理并且也可以求出在343 km圓軌道上“神五”的運行速度、角速度、周期和了解變軌運動的特點等等．

當然,對于同一個案例,每個學生可能存在不同的理解,有的學生僅能分析一些淺顯的表象,而有的學生不僅能對案例進行定性分析,還能定量分析其運動特點,個人準備的情況也為接下來的小組討論階段做了鋪墊．

2 小組合作交流，討論案例

2.1 角色扮演，增強自主意識

案例教學法區別于其他教學法最大的一個特點就是案例教學法是以“學習者為中心的合作學習”，強調學生的主體性.按照案例教學法的概念界定，我們知道案例討論的主要方式是角色扮演和小組交流.這里的角色扮演有兩層含義，其一是在課堂上教師與學生的角色地位的轉變，案例教學法的課堂要求教師改變過去“一言堂”下“獨裁者”的角色，扮演“輔助者”、“主持人”的角色，主要負責課堂討論氛圍的掌控，而學生的角色主要由課堂的“被動接受者”轉變為“主動探究者”，要積極主動地思考并參與課堂的討論.角色扮演第二層含義是學生在對具體案例進行分析時，在案例中扮演不同的角色.例如，“聰明的專家”的角色扮演，他對案例中涉及的問題具有精深的學識；“假想的一個人物”的角色扮演，他與案例中的人物有著密切的聯系；“善于提問的人”角色扮演，他可以對其他學生的答案提出質疑，促使他們改進自己的分析；“仲裁”角色的扮演，他可以解決各種爭端；“激勵者”角色的扮演，他對一些問題提出獨一無二的視野和見解，一方面引起了大家的注意，另一方面也能真正鼓勵每一個人.[6]除此之外，還會有很多其他的角色.在這些角色中，有的角色與案例內容相連，有的與案例討論的過程有關.當然，一個學生可能會在討論過程中的不同時段體會到不同的角色.建構主義理論認為，一個人的知識只能通過自身的探索分析發現才能獲得，不能被他人單純地訓練和吸收.[7]角色扮演的作用是讓學生深入到實際的案例情境中去體會不同角色下解決問題的辦法，高度提高學生的自主探究性，有利于對案例的深入理解.

那么在角色扮演中，教師先按照學生的性格、能力等特點進行分組，然后再啟發不同小組的學生扮演不同角色去分析討論教學案例.在本節課中，教師會激發學生扮演案例討論過程中“聰明的專家”、“善于提問的人”、“激勵者”等角色以促進案例討論的順利進行，也要引導學生思考一些“假想的人物”，例如如果你負責人造衛星的發射過程，那么你會考慮到哪些問題？解決辦法是什么？如果你是太空艙里的宇航員，目前飛行器在圍繞地球做圓周運動，你能預料到哪些問題？如何解決？如果航天器要進行變軌交接，作為航天員的你打算怎么做？等等問題.

2.2 小組討論，培養合作能力

角色扮演之后，將進入小組討論階段.小組討論是案例教學的中心環節，它是可以把學生的學和學生的說、聽、思、看、問、記很好地結合在一起的一種學習方法.其實，小組討論可以在學生獨立角色扮演之后，也可以伴隨其中.小組討論主要讓組內的成員在個人閱讀、角色扮演中所發現的問題、解決的辦法、整理的知識和自己獨特的見解向其他學生展示出來，通過口頭交流，筆頭演算等方式共同切磋、相互啟發與補充，建構人造衛星的發射規律、運行規律、變軌運動的特點等知識結構，且可以極大地增加學生的自信心，鍛煉他們的表達能力和邏輯思維能力，培養合作精神和團隊意識，讓學生在思維碰撞的過程中體會學習的快樂和成功的喜悅，繼而加深對物理學習的積極情感.

3 班級交流總結，升華案例

3.1 全班討論，激活集體智慧

全班討論是小組案例討論的“續集”，是小組討論的成果展示，是對教學案例中的物理概念及規律的進一步完善和提升.在這個環節中，先由每個小組的組長談談小組討論環節中的討論情況，可以將小組討論過程中出現的仍存在爭議的問題提出來供大家集體討論，可以將已解決的爭議性問題進行剖析供大家學習和借鑒，也可以將小組的創新性的思考結果供大家分享.

由于課堂時間限制以及討論內容的有限，教師不可能讓每組學生都暢所欲言，所以本節課中教師先選取某一組學生代表進行發言，再由其他組學生進行相應的補充.在這個過程中，教師要做好“主持人”角色，需要密切關注全班討論的進展和動向，使得整個討論圍繞衛星在中心天體表面運動的黃金代換公式和衛星環繞中心天體做勻速圓周運動的萬能公式這兩個重要模型展開.

3.2 總結提升，完善知識框架

總結提升是在班級討論的基礎上進行的進一步歸納、提煉和完善.可以從知識的整體建構、科學方法的提煉、物理思想的挖掘等方面進行總結，使學生的學習走向深入.總結可以由教師進行，也可以先由學生來進行.這樣不僅可以提高學生歸納和總結形成知識的內在邏輯關系和結構的能力，而且在總結的過程中提高他們邏輯思維能力和語言表達的能力.[8]當然，總結的方式有很多種，可以由教師在黑板上提綱要領地用精煉的板書進行匯總，再讓學生進行筆記與識記；可以讓學生在課后以案例報告的形式，對本節課的討論過程及重點知識進行概括總結，然后由教師批改后繼續完善；也可以由教師給學生布置比較完善的案例型的習題，讓學生在習題訓練中檢測自己的掌握情況與提高.

本節課采取的總結方式為第1種和第3種的結合，本著簡明清晰的原則，具體的板書設計如圖2.

①衛星在中心天體表面運動，G=F萬，即mg=GMmR2，GM=gR2；②衛星環繞中心天體做勻速圓周運動，F萬=F向，即GMmr2=ma=mv2r=mω2r=m2πT()2r，a=GMr2·v=GMr·ω=GMr3·T=2πr3GM(r=R+h)．

圖2 “萬有引力定律”兩大重要模型板書

4 教學實踐的體會與反思

史美蘭在親身體會哈佛案例教學時是這樣評價哈佛公共管理的案例教學的，“案例教學的主要特點是把現實中的問題帶到課堂，把教學的雙方帶到矛盾的沖突之中，把枯燥單調的理論章節，變為解決真實問題的公開討論，把教師的單向傳授變為師生間的教學相長，把個人的思路變為集體的智慧，把一個戰略性的束之高閣的理論框架，變為解決公共管理現實問題的可操作的實踐.”[9]毫無疑問，案例教學是一種能夠充分調動學生學習熱情，使課堂從關注知識走向更關注學生思維和能力的教學，是一個值得借鑒和深入學習的教學方法.

當然，每一種教學方法的良好實踐都是建立在深度熟悉的基礎上的，這就要求使用案例教學法進行實踐的教師既要熟悉其流程，同時也需要對教學內容有較好的把握.那么如何編寫具有啟發性、典型性、趣味性、有效性的真實案例以滿足知識的建構？如何選擇最合適的案例呈現方式以煥發課堂活力？在教學過程中教師如何做好干預使得課堂在融洽的氛圍中進行？小組討論環節，教師需要針對學生特點以及課程目標預設哪些與教學內容相關的以及與討論過程相關的角色？以及如何引導學生進行角色扮演來調動學生的課堂主動性？如何檢測是否達成教學目標等等，這些都是需要廣大教師去深入思考的問題.

1 陳花留.線索式物理復習課初探—例析“機械能的復習”[J].課堂教學與研究(理)新課程導學,2011(12):68-69.

2 邢云，陳加金，劉俊麗.素質教育理念下“題海戰術”再思考[J].沙洋師范高等專科學校學報，2009，10(03)：16-18.

3 T J Kowalski.Case studies of educational administration[M].New York：Longman,1991:116.

4 K K Merseth.Cases and Case Methods in Teacher Education[C]//Handbook of Research on Teacher Education.New York:Macmillan,1994：4.

5 汪明.基于新課標的高中物理教學設計與開發—以共同必修模塊物理1中“運動的描述”為例[D].南京：南京師范大學，2005:7.

6 鄭金洲.案例教學指南[M].上海:華東師范大學出版社,2000:160-161.

7 邵瑞珍．教育心理學[M]．上海：上海出版社,1997：47．

8 何季軍.基于導學模式的“智趣”課堂實施策略[J].中學物理教學參考,2015(5):23.

9 史美蘭.體會哈佛案例教學[J].國家行政學院學報比較與借鑒,2005(2):84-85.