基于“格物—致知—躬行”理念的物理教學實踐
——以“力的分解”為例

安徽省寧國市胡樂中學/ 汪彥平

物理學科核心素養(yǎng)的提出，意味著物理教學不僅要關注學科知識本身，更要站在學生個體發(fā)展的角度，以全新的視角審視學生知識習得的方法及過程，提升學生的學科核心素養(yǎng)。我國古代理學家提出的“格物—致知—躬行”的理念為打造優(yōu)質物理課堂提供了可行的模式。

一、“格物—致知—躬行”概念的界定

“格物致知”源自《禮記·大學》：“致知在格物，物格而后知至?！比藗儗Α案裎镏轮弊鞒隽烁鞣N不同的詮釋，蘊含了極為深厚的思想積淀。宋代理學家朱熹說：“天地中間，上是天，下是地，中間有許多日月星辰、山川草木、人物禽獸，此皆形而下之器也。然這形而下之器之中，便各自有個道理，此便是形而上之道。所謂格物，便是要就這形而下之器，窮得那形而上之道理而已。”他強調窮理離不開格物，由“格物”到“致知”，是一個從積累到貫通，從量變到質變的過程。

朱熹格物致知的論斷僅局限于“窮理”，并沒涉及“躬身力行”。明代理學家張履祥對朱熹的格物致知有更多的看法，他說：“致知者，所以為力行也。今人言致知，多不及力行，豈非好言精微，反遺卻平實?！睆埪南檎J為，格物致知的目的在于“力行”。

結合朱熹、張履祥等人的思想，筆者認為，將“格物—致知—躬行”的理念落實到物理教學中，包含三層意思：

格物：教師通過創(chuàng)造條件、鋪設問題，引導學生從身邊的事物入手，帶著發(fā)現(xiàn)問題、研究問題的眼光去審視周遭世界，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學生的科學探索精神；

致知：在格物的基礎上，從感性認識上升到理性分析，完善學生知識構建的過程，引導學生從生活中獲得基本知識、基本技能、基本思想和基本經(jīng)歷；

躬行：在致知的基礎上，引導學生將所思所學應用到生活實踐中去，在解決實際問題的過程中提升學生的學科核心素養(yǎng)。

二、當前物理教學中存在的問題

通過反思自身教學實際和觀摩同行的課，筆者發(fā)現(xiàn)部分教師課堂教學中存在下列三點問題：

1.違背學生認知規(guī)律

受行為主義學習理論（強調刺激—反應—強化）的影響，部分教師習慣于直截了當?shù)亟o出物理概念或規(guī)律，沒有讓學生經(jīng)歷從感性到理性的知識構建過程，違背了學生的認知規(guī)律。

2.忽略實驗探究

物理學是一門實驗的科學，很多物理概念源于實驗。實驗可以培養(yǎng)學生學習興趣和激發(fā)求知欲，同時培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力和良好的科學素養(yǎng)，但隨著互聯(lián)網(wǎng)教學、多媒體教學的興起，部分教師過于倚重多媒體，盲目追求課堂容量，很少甚至沒有進行過真正的實驗探究。這樣的教學最終會導致學生思維能力、動手能力和觀察能力缺失，從而導致科學素養(yǎng)的缺失。

3.脫離生活實際

學生建立起物理概念及規(guī)律后，部分教師不將教學回歸生活、不解釋生活現(xiàn)象、不解決實際問題，而是用題海戰(zhàn)術讓學生紙上談兵。這既加重了學生的負擔，也使學生發(fā)散性思維和創(chuàng)新能力得不到培養(yǎng)，最終導致學生無法保持對科學研究的熱情和實事求是的態(tài)度。

三、基于“格物—致知—躬行”理念的物理教學實踐

如何才能改變物理課堂教學低效無趣、偏離物理本質的現(xiàn)狀呢？下面筆者以人教版高中物理必修一第三章第6 節(jié)“力的分解”為例，談談基于“格物—致知—躬行”理念的物理教學實踐。

1.著眼身邊現(xiàn)象，格物入課

物理概念的形成和物理規(guī)律的習得不是憑空而來的。在課堂引入階段，除了實驗室的常規(guī)器材之外，教師應注重借助學生觸手可及的東西、舉手可為的活動，激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生探索科學的精神，引導學生“從生活走向物理”，用物理的眼光看世界。

①在課堂預熱階段，可以利用拔河繩讓兩隊男生把繩用力拉直，一位女生在中間輕輕往下一拉。通過現(xiàn)場演示可以觀察到，兩邊的男生瞬間被向中間拉動了（如圖1 所示）。

圖1

問題：為什么女生能拉動這么多男生？

教師：我們今天這堂課就來解決這個問題。

點評：這樣的活動學生舉手可為，而且樂于參與。該活動不僅活躍了課堂氣氛、拉近了師生距離，而且引導學生帶著對物理現(xiàn)象的思考進入課堂，激發(fā)了他們的求知欲。

②在引入“力的分解”概念時，可以讓一位學生用拖把現(xiàn)場拖地，請大家仔細觀察拖地時的狀態(tài)。

師：拖地時，拖把桿給拖把頭施加的力的方向是向哪個方向的？

生：斜向下。

師：那么這樣一個力產(chǎn)生了幾個效果？

生：兩個，一個向前，一個向下。

師：這就好比有向前和向下兩個力同時作用在拖把頭上，這兩個力F1、F2的作用效果和斜向下那個力F是一樣的（如圖2 所示），那么我們把F稱為F1、F2的合力，把F1、F2稱為F的兩個分力。上節(jié)課我們學習了力的合成，什么是力的合成？

圖2

生：已知分力求合力。

師：那么什么是力的分解？

生：已知合力求分力。

點評：拖把拖地是生活中常見的情境，用學生身邊發(fā)生的情境來引入物理概念，可以調動學生的積極性，讓學生的學習方式從盲目被動地接受知識，轉變?yōu)橹鲃訕嫿ê头e極探索，激發(fā)學生學習的興趣。

2.身歷其境，由物及理

隨著課堂的深入，學生感悟的是更為復雜的物理規(guī)律和策略，那么教師應該用怎樣的過程或方式讓學生實現(xiàn)物理能力與核心素養(yǎng)的提升呢？筆者認為，可以將文字、圖片、視頻等情景素材用合適的實驗器材呈現(xiàn)在學生面前，讓學生動動手、做一做，身歷其境地獲得豐富的感性認識，再上升到理性分析，提高學生建立物理模型的能力，從而提升核心素養(yǎng)。

①研究對象實物化

現(xiàn)場展示小朋友玩滑滑梯的圖片，演示力的兩個分效果；用30 cm 規(guī)格的塑料尺做斜面，觀察現(xiàn)象：物體放在塑料尺上時，塑料尺被壓彎，同時物體下滑。

這兩個例子都說明了重力G產(chǎn)生了兩個作用效果，使物體沿斜面下滑和壓緊斜面?；诖?，教師可以引導學生構建模型（如圖3所示），畫合力和分力示意圖。

圖3

②研究過程實物化

現(xiàn)場模擬斧子劈柴的情境，演示一個小力能夠產(chǎn)生大的分力的過程；讓學生用手將蘋果掰成兩半，學生發(fā)現(xiàn)徒手很難做到，再讓學生用水果刀來切蘋果，很容易就可以將蘋果一分為二。通過這兩個實驗，教師可以引導學生構建模型（如圖4 所示），畫出合力和分力。

圖4

③課后習題實物化

例題：在一根晾衣繩上用輕質衣架懸掛一重為G的衣服，已知晾衣繩所成的張角為θ，求晾衣繩的張力為多大？θ 變大張力會怎樣？

實驗演示：用一條彈性繩穿過重錘，學生用手捏住彈性繩兩端懸拉重錘。通過演示，學生可以觀察到隨著彈性繩夾角的變化，彈性繩的形變長度會發(fā)生相應變化。教師引導學生構建模型（如圖5 所示），畫出合力和分力示意圖。

圖5

從學生生活中常見的情景，到學生課堂中可視、可操作的實驗，再到學生腦海中構建的模型，整個教學過程一步步由物及理，由直觀到抽象，完善了學生知識構建的過程。

3.躬身力行，學而習之

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。學生在經(jīng)過由表及里、由物及理的認識過程之后﹐對物理概念、物理規(guī)律有了較好的認識。但是這還不夠，新知識的深化和內化不是由自我檢討或哲理的清談就可以求得的，教師應該留下點問題或者任務，讓學生有所依托去實踐、去討論，培養(yǎng)學生應用知識解決問題的能力。正如孔子所說：“學而時習之，不亦說乎？”同學們學到了一個知識點，把它運用到實際生活中，不也是一件很快樂的事嗎？

①運用所學物理知識解釋生活中的常見現(xiàn)象

比如讓學生觀察江島大橋（出示大橋圖片）。

師：如果你是司機，這座橋你敢開上去嗎？

生：不敢，太陡了。

師：為什么太陡了就不敢開上去？（可以結合斜面上物體重力的分解示意圖）

生：汽車重力沿橋面向下的分力過大。

師：橋下要開船，橋必須要造這么高，那你有什么辦法改善呢？

生：橋造長一點，減小橋面坡度。

師：上海南浦大橋，橋高46 米，單側引橋3800米，是世界上最長的環(huán)形立交引橋，這么做的目的是什么？

生：可以使汽車重力沿橋面向下的分力減小。

師：由以上的例子我們可以知道生活中很多習以為常的事物，深究下去我們會發(fā)現(xiàn)它蘊含著很多物理知識。

②運用所學物理知識處理生活中的實際問題

比如在本節(jié)課收尾階段，引導學生對課堂預熱階段提出的問題進行回答和深化。

師：開頭提出的問題“為什么女生能拉動這么多男生？”現(xiàn)在大家能回答了嗎？

學生回答用力的分解解釋了小力產(chǎn)生大力的原因。

師：如果我一個人拉小汽車，你們覺得我能拉動它嗎？

生：不可能。

師：我用一根牽引繩，采用兩種方式去拉小汽車，你們覺得哪種可以拉動？

學生積極思考，并給出自己的猜想，大部分人認為一個人不可能拉動小汽車。

教師親身試驗，用圖6、圖7 的方法嘗試拉動小汽車，得出最終結果：用圖6 的方法拉不動汽車，用圖7 的方法可以拉動汽車。學生感到不可思議，教師可以組織多名學生親身試驗。

圖6

圖7

師：結果已經(jīng)出來了，請大家討論出現(xiàn)這種結果的原因。

學生積極討論，并利用學到的力的分解解釋上述結果。

師：君子性非異也，善假于物也。希望同學們在今后的生活中多嘗試運用物理知識來解決實際問題。

四、問題綜述

高中階段的物理概念和規(guī)律雖然復雜抽象，但是仍有很多生活實例可以聯(lián)系，教師要給學生創(chuàng)造條件、鋪設問題，讓學生將物理與生活緊密聯(lián)系在一起。程頤主張“一草一木皆有理，須是察”，張履祥主張“讀有用之書，不可當不著實際的學究；學更重在做功夫，躬行實踐，不尚空談?！惫湃酥螌W態(tài)度和實踐精神值得我們借鑒并發(fā)揚光大。希望教師能對這一理念有新的認識和思考，在物理教學中運用“格物—致知—躬行”理念激發(fā)學生對物理的學習興趣與激情，引導學生逐步形成認識自然、研究自然的良好習慣，提升學生的學科核心素養(yǎng)。