融合各版本教材素材優化教學設計①
——以“牛頓第一定律”為例

祁鳳虎

(江蘇省徐州經濟技術開發區實驗學校，江蘇 徐州 221000)

教材是教學的重要資源，也是教師設計教學的重要依據。編者精心編制的教材是教學的優質資源，教師在設計教學時，如果能參考各版本教材素材，將會獲得更多的教學素材、靈感，設計出貼近學生最近發展區的教學。融合使用各版本教材有利于教師對教材進行深度的二次開發，優化教學內容，設計出更適合學生的課堂教學，讓學生在物理學習中有較好的獲得感，激發學生的學習動力和興趣，從而提升學生的學習效率。初中物理教材主要有人教版、蘇科版、教科版、北師大版、滬科版、滬粵版等教材，建議教師在設計教學時，借鑒、融合多版本教材資源，挖掘教材素材價值，用活教材，適當拓展教學內容，充分發揮教材的育人價值。

1 融合使用教材的必要性

1.1 優化教學內容的需要

教材是基于課程標準的教學資源，具有兜底性、普適性、經典性等特點。課程標準倡導用活教材，即用教材教而非教教材，教師需要對教材進行深度開發和利用，基于學生實際，對教材素材進行取舍、補充，有針對性地基于教材素材對教學內容進行優化。各版本教材的素材都經過精挑細選，是教師優化教學內容的重要參考與來源。通過參考、融合各版本教材資源，教師頭腦中擁有了關于某一內容的更多優質素材，使得教學針對性更強，更能促進學生的發展。

1.2 發揮物理課程育人功能的需要

物理是基礎教育階段的重要課程，承擔促進學生發展的重任，肩負落實立德樹人根本任務的歷史使命。立德樹人的本質就是要促進學生德智體美勞全面發展，要在教育教學中五育并舉。借鑒、融合使用各版本教材素材，設計出更適合學生發展的課堂，可促進學生的全面發展。

1.3 促進教學研究的需要

教學研究是教師的重要工作，通過研究提升專業素養、更新教育教育理念，教師的發展最終體現在優化的教學設計上，更能促進學生的發展。教學研究最重要的內容就是課標、教材等，通過研究教師能更好把握課標要求、理念，設計教學時能做到高瞻遠矚，融合使用各版本教材素材是促進教師教學研究的重要途徑。

2 融合使用教材的策略

2.1 融合教材素材，創設問題情境導入新課

新課導入是課堂教學的關鍵環節，好的新課導入引人入勝，能將學生吸引到新課學習上。教師一般都會在新課導入環節下功夫，期待在這一環節出彩。6版本教材新課導入的思路如下：人教版、蘇科版、教科版等創設問題情境導入，北師大版以實驗導入，滬科版以生活情境導入，滬粵版通過物理學史導入。各版本教材的新課導入各具特色，尤其是問題情境、實驗、聯系生活導入新課的方式能較好吸引學生注意力。真實的問題情境可以激發學生的求知欲，培養學生的思維能力。實驗展示了物理課程的魅力，是突破教學難點、吸引學生的重要手段。

在新課導入環節，建議融合北師大版和滬科版教材資源，利用實驗創設問題情境導入。演示猛然抽出紙條、迅速打擊硬紙板、小車突然停止運動等3個實驗，然后針對實驗現象提出如下問題：力是使物體運動的原因嗎？“踢出去的足球，腳已不再對它施力，為什么它還在運動？足球最終會靜止，這又是為什么？”通過實驗觀察與問題思考引發學生的認知沖突，然后順利過渡到物理學史的回溯——亞里士多德的觀點、伽利略的研究。

2.2 借鑒教材素材，發揮育人功能

借鑒各版本教材素材，拓展教學內容，體現物理課程的育人功能。對于“牛頓第一定律”有些版本教材沒有呈現物理學史的相關內容，牛頓第一定律是人類經過長期探索才得出的，其中的艱辛和科學家的不懈努力對學生有很好的教育作用。讓學生了解牛頓第一定律的研究歷程，可以讓學生了解物理文化，提升學生的核心素養。多個版本教材介紹了歷史上科學家們對力與運動關系的研究，尤其是北師大版、滬科版對伽利略的理想斜面實驗有詳細介紹。

利用好物理學史素材，可以讓學生在了解科學家研究的過程中滲透意志品質的培養，實現學科育人。理想斜面實驗的教學可以融合北師大版、滬科版教材素材，介紹亞里士多德的觀點和伽利略的研究，并給出理想實驗示意圖，從以下幾個方面挖掘物理學史的教育價值：(1) 通過了解人類研究力與運動關系的歷程，感受到科學研究的不易，培養學生尊重人類文明成果的意識；(2) 通過亞里士多德和伽利略觀點的碰撞，引導學生客觀評價亞里士多德的觀點，認識到亞里士多德的觀點雖然是錯誤的，但他受制于其所處時代的知識積累和科學研究方法，以養成學生客觀全面、一分為二地看待問題的觀念；(3) 亞里士多德最先想到研究力與運動關系的問題，這比解決問題更重要，從而培養學生的問題意識；(4) 利用伽利略勇敢否定流行2000多年的亞里士多德的觀點，在潛移默化中培養學生敢于挑戰權威、質疑批判的精神；(5) 利用好伽利略理想斜面實驗，滲透“事實+外推”的科學方法教育。

2.3 融合教材素材，優化探究活動

優化的探究活動設計可使學生在探究中獲得成功的體驗，自主建構概念、發現規律，習得科學方法。在融合多版本教材素材方面，教師除了可直接借鑒探究素材、方案，還可以在參考其他版本教材時領會編者意圖，獲得靈感。“牛頓第一定律”探究活動可以融合各版本教材素材，從如下兩個方面進行優化。

2.3.1 力與運動關系的探究

6個版本教材都利用小車從斜面上同一位置(或頂端)滑下，比較其在粗糙程度不同的水平面上滑行的距離，通過推理得出結論，實驗器材和步驟基本相同，只是在一些細節上有所區別。以蘇科版教材為例，首先提出問題：運動著的物體所受的阻力對它運動的路程會有怎樣的影響？利用如圖1所示的裝置，改變粗糙程度，小車每次都從A點滑下，把實驗結果填入表1中，回答問題，完成對實驗的總結，問題如下：支持面越光滑，小車受到的阻力越小，小車運動的路程。試想，如果小車在絕對光滑的水平面上運動，即不受到阻力作用，那么它將。

圖1

表1

6個版本教材中關于力與運動關系的探究活動不同之處如下：(1) 對比實驗樣本數量不同。在控制變量法的對比實驗中，人教版只用了木板和棉布，其他版本都是用木板、玻璃(或毛巾)、棉布(或紙板)進行對比，這一實驗是從特殊到一般的歸納，樣本越多越有說服力；(2) 實驗方案詳細程度不同。各版本都詳細介紹實驗步驟、實驗示意圖，不同的是除了人教版教材以外，其他版本教材都給出了記錄實驗結果的表格，人教版、蘇科版、滬科版、滬粵版教材還在實驗之后用問題引導學生得出結論。

《義務教育物理課程標準(2011年版)》對牛頓第一定律的要求是：通過實驗，認識牛頓第一定律。可見，6版本教材都達到了課標的要求，教學中有必要扎實開展實驗探究活動，讓學生通過實驗理解牛頓第一定律，領悟科學研究方法。鑒于八年級的學生實驗能力還比較弱，知識儲備有限，思維水平不高，在開展實驗探究時需要教師給予學生以精準指導，可以借鑒蘇科版、滬科版、滬粵版的思路，給出詳細的實驗步驟，給出記錄實驗結果的表格，并設問引導學生總結得出結論。實驗中要關注如下兩點：(1) 小車每次要從同一位置滑下，讓學生思考：為什么要這樣做？(2) 強調實驗方法，改變水平面的粗糙程度，運用了控制變量法，最后得出結論：小車不受力時做勻速運動，運用了“事實+外推”的科學方法。

2.3.2 慣性演示實驗

6版本教材關于慣性的演示實驗設計如表1所示。

表1

《義務教育物理課程標準(2011年版)》對慣性的要求是：“用物體的慣性解釋自然界和生活中的有關現象。”6版本教材中慣性演示實驗都取材于生活中常見的物品，操作簡單，現象明顯，教學效果較好。不同之處有：(1) 蘇科版沒有配圖，要求學生設計實驗，而其他版本則提供了實驗裝置圖和實驗方案，學生只需要了解實驗步驟，觀察實驗結果即可；(2) 教科版、蘇科版教材沒有要求解釋實驗現象，其他版本教材則有此要求。

融合使用6版本教材的建議：(1) 根據學生能力選擇教學策略。如果學生基礎好，可將學生分組，在課前給學生以必要的指導，讓學生自己選擇器材設計方案，然后在課堂上讓學生進行實驗，充分發揮學生的創造性，提高學生的課堂參與度；如果學生基礎較弱，則可按照教材的實驗方案完成實驗演示；(2) 無論是學生自己設計方案，還是按教材方案進行實驗，都要詳細、準確解釋實驗現象，這樣才能達到課標要求；(3) 為了保證實驗成功率，實驗中要強調細節：擊打拉出動作要快，如“猛擊紙條”“猛然抽出”“迅速擊打”“迅速彈飛”。

2.4 借鑒各版本教材素材，準確表述定律

表述準確、規范對追求邏輯嚴密的物理學科而言很重要，尤其是物理概念、物理規律的表述更應該科學、準確、規范，應該字斟句酌。準確的表述有利于學生理解定律，運用定律分析問題、解釋現象，6個版本教材中牛頓第一定律的表述如表2。

表2

相對而言，北師大版教材更準確地闡述了力與運動關系的關系：物體運動狀態的改變是在外力的作用下被迫發生改變的。建議借鑒北師大版教材的表述，從細節入手強化學生對定律的理解。首先，抓關鍵詞詳細、精確解釋定律。從關鍵詞“一切物體”“總”得出結論：一切物體任何時候都有慣性；從關鍵詞“直到有外力”得出力是改變物體運動運動狀態的原因。其次，提出問題引起學生思考，為后續學習作鋪墊。問題如下：受力的物體運動狀態會改變，究竟是什么物理量變了？力又是如何改變物體的運動狀態的？上述問題可以激發學生的興趣，引發學生的思考，為今后的學習奠定基礎。

3 結語

物理教學的使命是促進學生的全面發展和教師的專業發展，而教師的發展最終服務于學生的發展。融合使用各版本教材素材，不僅是為了設計出接近學生最近發展區的教學，讓學生能夠更好理解所學內容，促進學生全面發展，提升學生的核心素養，也是為了促進教師進行研究，提升教師專業素養，使教學設計更加游刃有余，凸顯物理課程的育人價值。