本文共5030字，仔细阅读需13分钟
认知冲突：推同一辆小车为什么有两种结果？
教师在课堂上，首先做了一个实验：在平整的桌面上用力推小车（此时小车的四个轮子朝上，平面朝下），当不再推车时，小车就会停止运动。这时，教师向学生提问：为什么不推时，小车就会停止运动？
一名学生回答道：因为没有力的作用。教师继续询问同学们是否有其他的想法，但是学生仍没有答案。
教师表示：其实这个问题，古人也一直在思考。两千年前，古希腊学者亚里士多德针对刚才实验中的类似现象发表了自己的观点，认为物体的运动需要力来维持，若使物体持续运动，必须对它施加力的作用，若撤销这个力，物体就会停止运动。这意味着物体的运用需要依靠力来维持。
介绍了亚里士多德的观点后，教师再次提问：果真是这样吗？不给小车施力它就不能运动吗？学生仍是不能回答这个问题。
随后，教师将实验的小车翻转，使小车的四个轮子朝下，再次进行实验。教师轻轻一推小车，它便滑出了相较第一次实验更远的距离。基于此现象，一位学生认为小车在滑行过程中并没有受到教师施加的力，并以生活中汽车行驶的现象为例，说明大家刚才对力和物体运动关系理解有误——在汽车行驶过程中，司机踩了刹车后，汽车也不会立即停下，而是仍旧滑行一段距离，意味着并非不给小车施力它就不能运动。
正如学生所说，关于推小车的这两次实验呈现出了不同的现象，教师便向学生提问其中的原因。一名学生认为，第一次实验中，教师是用小车的背面放在桌子上推的，而在第二次实验中，教师是用小车的滑轮放在桌子上推的，所以实验的结果不同。教师基于学生的回答追问：那你认为这样的变化为什么造成了两次不同的结果？学生认为这或许与接触面相关。教师进一步引导：我们学过，接触面变了会影响什么？这时，摩擦力这一因素浮出水面。
教师肯定了学生的答案，并带领学生进行简单小结：两次实验情况中，因为接触面的情况不同影响了小车的滑动距离，而当化滑动为滚动时，能够改变接触面的不同，出现了不一样的结局。
从上述实验情境出发，教师引入了本节课的主要内容：探究阻力对物体运用的影响，并提问：要寻找到答案，需要改变什么变量、观察什么内容？
自主建构：探究阻力和物体运动间的关系
一名学生认为，需要改变的是小车和接触面的粗糙程度，也就是改变阻力，而在实验中，就需要观察小车在平面上的移动距离。教师肯定了学生的做法，指出要完成此次探究，首先需要提出问题：如果运动着的物体受到的阻力大小不同，那么物体运动的路程会有怎样的变化？并逐步列出后续探究的流程——猜想与假设；制定计划与实验设计；进行实验与数据记录；实验数据分析与结论；评估与交流。
在猜想与假设环节，一名学生猜测：当接触面越粗糙，使用相同的力去推小车时，小车被推出去的距离就会越小。为了验证猜想，就需要进行验证。
在学生通过小组合作制定实验计划之前，教师出示了三个问题让学生思考：
如何使水平面运动着的物体受到的阻力大小不同？
小车在水平面滑行的路程的大小只与阻力有关吗？为了探究阻力影响物体运用的路程，我们应该控制什么量相同？
实验中需要观察哪些数据，比较哪些数据才能验证我们的猜想？
合作结束后，教师邀请小组学生与其他同学分享本组的实验设计。
一个小组在实验中设计了斜坡并保持高度及角度相同，以便保持小车滑下的初始速度相同；同时，他们使用棉布和纱布改变平面的粗糙程度。他们认为小车在水平面滑行的路程大小不仅与阻力相关。
教师进一步向全班同学提问：小车在水平面滑行的路程大小不仅与阻力有关的话，它还与什么因素相关？一名学生认为也可能是小车对平面产生的压力影响了压力的大小。教师总结道压力的改变，其实也是在改变阻力，如果我们使小车在水平面上滑行的初始速度更大，也会影响小车在水平面上的滑行距离。
接着，教师提问：为了完成猜想，还需要记录什么数据才能进行分析和论证？一名学生表示，需要记录小车在不同粗糙程度的斜坡上，以同一高度释放后于水平面移动距离的数据，以便进行对比。
在全班学生都明确实验计划之后，教师让学生开始用棉布、纱布、木板、小车、斜坡等实验器具开展实验，记录相关数据。
随后，一名学生分享了小组的实验情况。在第一次实验中，他们将棉布和纱布都放在斜坡上，经过教师的引导，他们发现在这一状态下，难以对小车的初速度进行有效的控制变量，于是便在第二次实验中改进了条件，将棉布平铺于水平面上。最终，他们经过实验发现，棉布的粗糙程度最大，木板的粗糙程度最小，当小车的初速度一定时，接触面粗糙程度越大，其受到的阻力越大，运动的距离越小。
另一名学生也分享了小组的实验结果，他们发现水平部分的材料越粗糙，小车受到的阻力就越大，其运动的距离也就越小；他们还发现棉布的粗糙程度最大，木板的粗糙程度最小；同时他们发现了阻力是固定存在的，不可能没有阻力。
教师肯定了同学们的表现，再邀请一个小组分享实验经过。这一小组的同学发现，当小车的质量增加，其在光滑水平面上的运动距离会较质量未增加时的运动距离短，因此他们认为小车的质量变化也会影响其受到的摩擦力。
教师肯定了他们的创新精神，并带领大家进行总结：平面越光滑，这说明小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远。
总结反思，应用迁移：让素养渗透于课堂之中
随后，教师让学生互相交流自己在实验过程中遇到的问题或者产生的疑问。一名学生表示，他们小组在改变水平面的粗糙程度时，由于棉布、纱布难以完美地平铺于平面上，所以会出现小车被卡住、不再移动的情况，最终他们选择由一名同学将棉布或纱布在水平面上拉平，以防此类情况再次发生。
另一名学生提到在进行实验的过程中，小车从斜坡上滑下，容易滑离实验的水平面区域，因此他尝试着用其他物体作为挡板，避免这一情况的发生。教师肯定了这一做法存在的合理性，但指出面对上述情况，有更好的解决办法。有学生认为，小车滑离长木板的原因可能是其初始速度太大，他们小组在实验过程中也遇到了类似问题，最后是通过降低斜坡的坡度解决了该问题。
教师赞同了大家的做法，并再次提出新问题：如果接触面更光滑，那么小车运动的距离会如何？学生认为小车会运动得更远。
教师展示了一段实验视频，提问：当阻力为零时，物体的运动将会是怎样的？一名学生说：当阻力为零时，物体可能会一直运动。这时，教师为学生介绍了“实验基础 科学推理”的方法，以及伽利略的观点：如果运动的物体受到的阻力为零，速度就不会减小，它将永远运动下去。随后，教师又展示了一段视频，介绍了笛卡尔、牛顿基于伽利略的观点提出的看法，以了解科学家对运动和力的关系进行的研究。
看完视频后，教师展示了牛顿第一定律的内涵：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；并对牛顿第一定律进行了进一步解读：研究对象是一切物体；成立条件是没有受到力的作用；结论是总（一定）保持静止状态或匀速直线运动状态。
教师进一步解释道：如果原来静止的物体没受力，就会保持静止状态；原来运动的物体如果不受力，就会保持匀速直线运动的状态。
当学生对牛顿第一定律有了更深入的理解后，教师提问：牛顿第一定律告诉我们物体不受力时的情况，如果物体受力了，会发生什么？有学生认为，若物体受力，就可能会改变物体的运动状态或静止状态。教师没有给予学生标准的答复留下了更多的自学空间。
之后，教师让学生回顾本堂课所学的内容。同学们表达了自己的收获，比方说通过本节课的学习知道了阻力对物体运动的影响，了解到能够通过接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，学习了控制变量法和科学推理的方法。
最后，教师为学生布置了两道题目，帮助学生巩固所学，拓展迁移，本节课就此落下帷幕。
现代教学技术教育部重点实验室主任胡卫平教授对本课做了精彩点评：
1.教师授课就需要明白一节课的价值何在。在物理学科中，教师需要培养教师的科学观念、科学思维、科学探究能力、科学探究与责任。本节课的一个主要问题聚焦于常见的知识误区——认为力是物体运动的原因。
2.从观念的视角来说，如何让学生改变原有的错误观点，既是教学的难点也是本节课的价值所在。
3.从思维的视角来说，无论是自然科学还是社会科学，它们的一个相同之处就是都需要找规律。而控制变量法就是一个找规律过程中的重要方法，实际上对模型建构也有关键意义。
4.从态度的视角出发，一节课能否帮助学生实现观念转变，这是该课是否能成为一堂好课的重要因素。
5.在很多学科当中，存在概念课、规律课。从性质上讲，本节课是一节规律课。而规律一般是在感知现象基础上才能形成。因此教师首先需要让孩子感知现象，并在此基础上进行思维加工，这样才能形成规律，达到目标。而感性认知不足、思维方法不当、思维定势的消极影响、相关规律和知识的影响这四点因素往往都在影响学生的学习效果。
6.从思维型教学的视角来看，本节课创设了日常的情境，同时围绕“阻力和运动有什么关系”设计了层层深入的问题链。所有的活动和教学都应该基于活动。
7.本节课中体现了一个值得思考的问题，学生的思考是不是都是学生的结论和结果，并建议教师在本节课的总结反思应更多地让学生自己进行总结。此外，牛顿第一定律的成立条件还需调整表述方式，明确牛顿三定律的成立条件涉及的对象是宏观低速运动的物体。
原中央教科所副所长滕纯——培养孩子的创新能力需要提升思维能力
湖南湘潭九华和平小学丁素平：“学思维”课程正在改变着我们的课堂教学
“学思维”开学第一课来了！看看这些“玩”high了的课堂都是什么？
联系客服
