关于《牛顿第三定律》的教学案例及评析

1关于“牛顿第三定律”的教学案例及评析朱建廉南京市金陵中学（210005）相关背景：2011年岁末，中国教育学会组织赴黑龙江省某市支教，笔者应邀前往。按照活动组织者的要求，在a校（中考录取分数线七百多分）上一节高三年级的复习课，在b校（中考录取分数线三百多分）以《牛顿第三定律》为题上了这节高一年级的新授课。上课前被告知该校生源状况较差，因而笔者在心理上便有所准备。课题引入阶段首先呈现了牛顿第一定律和牛顿第二定律的表述文本并设问，但没有同学应答。将物理课代表点名叫起，这个一米八左右的小伙子支吾了一会儿说：“好像是牛顿定律。”笔者暗示所呈现的是两段文本，小伙子立即机灵的补充说：“那就是牛顿的两个定律。”当笔者追问哪段文本是第一定律、哪段文本是第二定律时，又把我们的课代表给难住了，他想了一会儿壮着胆子猜测说：“上面那一段文本是第二定律，下面的那一段文本是第一定律。”在笔者以“你觉得老师会用定律的呈现次序与同学们捉迷藏吗？”的启发下，这位机灵的小伙子立即改口说：“上面的是第一定律，下面的是第二定律。”把上述一段本该属于“教学实施”的相应文字放在“相关背景”中呈现，实在是因为经过上述几分钟的教学试探（仅仅算是“教学试探”而算不上“教学实施”），笔者已经决定调整教学方案而重新来过。所以被主观认定的“教学实施”应该从接下来的部分开始算起。教学实施：相应的教学实施过程有序呈现如下①课题引入：（教师叙述）本章的标题是《牛顿运动定律》，而牛顿运动定律一共有三个，在本章的第1、3两节中分别介绍了牛顿第一定律和牛顿第二定律，本节课我们将要学习的是第5节：牛顿第三定律（板书：5、牛顿第三定律）。②布置阅读：（教师叙述）老师给同学们两分钟时间，让同学们认真把课本上P80页的内容看一看。因为对任何学科的学习来说，文本阅读的环节都是不可或缺的。而且，能否2耐得住性子认真看书，是检验一个人能否较好的进入学习状态的最常用方法。③提出问题：（教师叙述）基于学习的阅读和基于消遣的阅读不同，一般需要“带着问题读”，有时还会要求“读出问题来”。老师在黑板上呈现四个问题，与问题相关的内容都可以通过阅读从书中搜寻得来。我们四个自然小组分分工，每一个小组的同学在阅读时重点针对其中的一个问题去搜寻相关的内容，好吗？（全体同学应答：好！教师板书问题如次）问题1：对力的“物质性”特征有什么体会？问题2：对力的“相互性”特征有什么认识？问题3：对“牛顿第三定律”内容作何猜测？问题4：对“实验测量”功能有怎样的认识？④阅读交流：（阅读交流在教师的设问与学生的应答中有序的进行着）师：好！一页书的内容用两分钟看，应该看得差不多了吧？生（部分）：看完了。师：老师从第1小组的同学开始发问：阅读时发现课本上哪些内容与问题1相关呢？生A：课本上第1段的两句话与问题1相关。师：具体是怎么说的呢？生A：力是物体对物体的作用。只要谈到力，就一定存在受力物体和施力物体。师：嗯？“谈到力”？你能具体的谈到某个力吗？生A：……？师：谁来帮忙？生B：手拉弹簧。师：这是课本第2段开头的内容，这里谈到力了吗？生B：谈到了。师：在哪？生B：在“拉”字上。师：好！好一个“在‘拉’字上”！“拉”是动词，代表一个动作、一个作用、一个力、拉力。谁拉？拉谁？生B：手拉，拉弹簧。师：哦！名词“手”代表一个物体，它是“拉”这个动词所表示的那个“拉力”的施力物体；名词“弹簧”代表另一个物体，它是“拉”这个动词所表示的那个“拉力”的受力物体。是吗？3生（全体）：是！师：有谁能把力现象的描述概括出一个通式来呢？生（全体）：……生C：我能！描述力现象的通式是：“力现象描述=名词+动词+名词”师：很好！我们从“手拉弹簧”这个具体的力现象描述实例出发，最终概括出描述力现象的通式。在上述研究中不少同学都贡献了聪明才智，但最终是由C同学作出概括（如右图所示），所以老师建议把这个通式命名为“基于力现象描述的C通式”。同意吗？生（全体）：同意！（笑声与掌声）师：不过，老师还想提个建议：“基于力现象描述的C通式”最好修正为如下形式力现象描述=名（代）词+动词+名（代）词生C：老师，您修正的理由是什么呢？师：你所要的理由老师只需要用三个字来表达。生C：哪三个字？师：我打你。生（全体）：……（犹豫片刻，笑声一片）师：（示意笑声止住）好了，第一小组几位同学的表现可以用“出色”来评价，其他同学估计也不会差。下面老师要拷问第二小组的同学了，谁来？生D：我来！与第2个问题相关的是课本P80页中第2段内容。师：仅仅是第2段吗？生E：第3段内容也与第2个问题相关。师：哦！两段内容均与第2个问题相关。各有什么侧重、各有什么不同呢？生E：第2段内容是以实例具体描述力的“相互性”特征，而第3段内容则是概括性的描述力的“相互性”特征。师：嗯，具体描述和概括描述。说的很好！我这里列出一个表格，请你上来在黑板上根据第2段的具体实例而把表格填满。当然，其他同学可以在下面自己画表、自己填。（生E板演，有些栏目教师作必要解读和适当启示，最终填表如下）案例甲方乙方作用时序性质1手弹簧相互“拉”同时弹力42人+椅桌子相互“推”同时弹力3人+船小船相互“推”同时弹力4物体地球相互“吸引”同时引力如此等等，不胜枚举——不完全归纳师：第2小组的同学其实还需要针对如下几个问题而深入思考：第一，教材P80页第2段文本在给出了描述力的“相互性”特征的实例后，又写下了“如此等等，不胜枚举”这8个字，其意欲何为？第二，作用力与反作用力的命名有什么规定吗？第三，力的“相互性”特征应该怎样规范的表述呢？时间关系，这几个问题就留给全体同学课后思考吧。下面老师要向第3小组的同学发问了，不过这次发问换一个角度切入：老师为什么会提出第3个问题而让大家猜测牛顿第三定律内容的呢？我们又怎样去猜测牛顿第三定律的内容呢？生F：这很简单：老师布置我们看P80页上的内容，而牛顿第三定律却写在P81页上。我们没看到，当然只能猜。至于怎样猜，我还没想好。师：有点道理，但还不能让老师满意。谁来补充？生G：课本P80页中有一段话写在“牛顿第三定律”的标题下：作用力和反作用力大小之间、方向之间有什么样的关系？从这里获得的启示让我猜：牛顿第三定律的内容可能就是作用力和反作用力大小之间的关系和方向之间的关系。师：G同学是个实诚人，他仅仅是从课本上写在“牛顿第三定律”标题下的设问的字面而作狭义的猜测。谁能把思路再托宽些呢？生A：我猜牛顿第三定律的内容可能是描述作用力和反作用力之间的关系。师：很好！思路拓宽后的合理猜测确实应该为：牛顿第三定律的内容可能是描述包括作用力和反作用力大小之间的关系、方向之间的关系在内的作用力和反作用力之间的关系。其实，我们如果“偷看”一下P81页内容，就可以知道我们的猜测是正确的。生（全体）：（笑声）师：下面轮到第4组的同学了。谁来？生H：书上写的很清楚：观察和经验只能解决定性问题，而牛顿第三定律需要定量描述作用力和反作用力之间的大小关系，所以必须做实验。师：对！要想明确作用力和反作用力大小间的定量关系，就必须做定量测量的实验。说到实验老师要向大家说抱歉：老师飞过来临时接受任务，没来得及准备实验，只能将电脑中留存的两幅实验数据分析图，现呈现给同学们并由老师作简要的说明（实验数据图线与相关5说明如下所示）。说明：作用力和反作用力大小间的定量关系由定量测量的实验数据分析图表明：大小相等；作用力和反作用力方向间的定性关系由定性实验现象的观察知：方向相反；作用力和反作用力的作用线间的定性关系由定性实验现象的观察知：作用线共线。⑤定律概括：（定律的表述、意义、理解及拓展性内容依次呈现如下）表述：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。这就是牛顿第三定律。意义：反映了两个物体之间的作用力与反作用力的关系。理解：大小关系——等值；方向关系——反向；作用线关系——共线。拓展：作用对象——两个物体；作用时序——同时产生；作用性质——同种性质。⑥深入讨论：（至此教学耗时已过时限，征求多方意见后又不得不继续）师：（看表）哟！下课时间已经过了，抱歉！是不是就下课吧。生（大部）：老师，继续讲吧！生A：老师，我们下面没课，您继续讲吧。师：这……？（示意后面的老师，得到首肯）好！我们继续。生（全体）：（掌声）师：接下来老师觉得应该将思考与讨论推向深入。老师呈现几个讨论题供大家思索和研讨（板书三个讨论题如下所示）。讨论题1：反映作用力与反作用力关系的牛顿第三定律为何被称作为“运动定律”？讨论题2：牛顿运动三定律分别是从怎样的角度来描述“运动”及其“变化”的？讨论题3：牛顿第三定律所反映的作用力与反作用力间关系，对作用双方的“运动变化”意味着什么？师：在老师板书三个讨论题的时间内，可能大家对讨论题1已经有所思考了吧？谁来把成熟的思考提交给大家来予以评判？静态演示数据图动态演示数据图6生I：回答讨论题1很简单：因为物体不受力就不会运动，所以反映作用力与反作用力关系的牛顿第三定律应该被称作为“运动定律”。师：老师觉得你所表述的好像是亚里士多德的观点。现在我们需要伽利略，谁是伽利略？生J：我是！物体不受力就不会运动的观点是错误的。正确的观点是：物体不受力运动就不会变化。师：老师建议：为伽利略鼓掌，同时向亚里士多德致意。生（全体）：（笑声与掌声）生A：老师，伽利略的观点正确，我们为他鼓掌；亚里士多德的观点错了，您为什么要我们向他致意呢？师：这个问题提的好！老师建议你课后设法多了解了解亚里士多德其人，那时你就会明白老师为什么总是对他抱有敬意了。对于讨论题1，老师想把这位当代伽利略的观点小结如下：力是迫使物体“运动变化”的原因。牛顿第三定律反映了作用力与反作用力间关系的同时，实际上也将反映出相互作用的物体由于相互间作用而发生的“运动变化”的关系。因而完全有理由将其称作为“运动定律”。接下来让我们把视线聚焦在讨论题2上吧。生（全体）：……师：怎么了？生K：牛顿的那两个定律是以前学的，现在都忘了。师：以前？忘了？是几年前？生（全体）：（笑声）师：老师猜测：不是因为时间长而忘了，而是因为没学好而忘了，甚至是因为根本就没学而不知道。不知老师的猜测对不对。生A：老师的猜测基本正确。师：俗话说：师傅领进门，修行在各人。学习的事，说到底是自己的事，需要自己认起真、负起责。现在你们是忘了也好，以前没学而根本不知道也罢，这都不要紧。因为，任何时候知道要用功都不嫌迟。现在就可以把书翻到P68页和P74页看一看。（学生看书，教师巡视）生A：老师，让我来说说看吧？师：请！生A：牛顿第一定律说的是：物体总要保持运动；外力总要改变运动。牛顿第二定律说的是：外力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小。对吗？7师：正应了那句俗语：士隔三日，当刮目相看。课前认不清牛顿定律的A同学，仅隔一小时而不需要三日，居然能把牛顿定律解读的如此精准。他的表现充分说明：我们很多同学不是“学不会”，而是“会不学”。前者是能力问题，后者是态度问题。而态度问题则主要靠自己来端正。老师相信：只要端正学习态度，我们不会比任何一所学校的同学差！生（全体）：（全体同学的热烈掌声和部分同学湿润的眼眶）师：（示意掌声止住）时间确实不早了，无论如何也得下课了，剩下的讨论题也一并留交同学们课后思考吧，你们离开后老师还要为坐在后面的老师们做讲座呢。如果同学们觉得这节课还算得上精彩，那么老师想对同学们说：是你们的智慧、是你们的配合才成就了这节课的精彩。谢谢大家！下课。生（全体）：（起立，长时间的掌声）教学评析：在相应的教学评析中，主观上想表达如下几层意思：第一，A同学在“教学试探”环节中的表现确使笔者颇感意外，所谓“不是‘学不会’，而是‘会不学’”的相应猜测与判断正是在此时形成的。第二，考虑到同学们的学习习惯与学习状况，将教学调整为“基于文本阅读指导”的方式应该被认为是明智的，而纵观整个教学运作的流程，相应的教学成效也是应该被认可的。第三，用课后该校一位教师的话说：能够让同学们一改平时的“厌学”、“逃学”而变为“愿学”、“想学”，这就是极大的成功。第四，除了教学整体构思的合理性外，如下所