以“同课异构”为突破口反思中学物理课堂改进之出路
朱忠海
在同课异构活动中研究课堂教学的优化策略是当前各类教研活动的重要手段，以笔者所在学校为例，高中物理教研组每周都会安排两位教师对某一节内容进行教学，教研组同事进行观摩和点评，以总结改进课堂教学的思路和方法.本文以《机械能守恒定律》一节的同课异构活动为例，谈谈笔者的一些思考.
1案例呈现
案例1活动1：认识动能与势能的转化关系
教师演示滚摆实验，引导学生分析上升过程和下降过程中滚摆势能与动能的相互转化特点.
教师播放视频，引导学生分析：①水平方向的弹簧振子运动过程的能量转化特点；②小球沿斜面下滑过程中的能量转化特点；③蹦床表演过程中的能量转化特点.
活动结论：动能、重力势能与弹性势能三者之间可以发生相互转化.
活动2：定量探究动能与势能相关转化过程的规律
学生探究：已知物体质量为m，要求分别研究出物体在以下六种情况中的初态动能、初态势能、末态动能、末态势能，进而总结相关数据间的联系.
（1）在拉力的作用下，物体以速度v从地面匀速升高h；
（2）物体自由下落h的过程；
（3）物体以初速度v进行平抛运动，竖直方向下降h的过程；
（4）物体由静止出发，沿着光滑的斜面下滑高度为h的过程；
（5）物体由静止出发，沿着粗糙的斜面下滑高度为h的过程，并且已知动摩擦因数为μ；
（6）物体在光滑的水平面上进行匀速圆周运动.
学生在结果交流中，分析讨论并总结：机械能守恒定律.
活动3：理论推导并理解机械能守恒定律的内涵
启发学生从动能定理的角度对机械能守恒定律进行推导，从而对活动2的结论进行证实；
引导学生对机械能守恒定律进行深度理解：基本内容、表达式以及规律的适用条件；
引导学生进行单摆实验来验证相关结论，并总结使用规律的解题步骤.
活动4：随堂巩固
通过课堂练习让学生熟悉规律的使用.
作业布置：略.
案例2活动1：实验探究：动能与势能的相互转化及规律
教师演示1：水平方向弹簧振子的来回振动；
教师演示2：单摆摆动过程中，用手挡在绳子中间观察小球运动的特点.
学生总结：上述两个实验中动能与势能发生相互转化，而能量总和保持不变.
活动2：机械能守恒定律的理论推导和验证
（1）教师创设情境：某物体的质量为1 kg，现将其从50 m的位置静止释放，问题：①刚下落瞬间的动能、势能以及机械能分别为多少？②物体下降45 m时的动能、势能以及机械能分别为多少？③物体下落30 m时的动能、势能以及机械能分别为多少？（学生结合问题的思考与讨论，总结出动能与势能在相互转化过程中的特点）
（2）教师引导学生从动能定理的角度对机械能守恒定律进行推导；
（3）教师引导学生在气垫导轨实验中实现规律的验证.
活动3：规律总结
学生结合推导和实验，对规律内容进行总结，并通过阅读教材理解其内涵.
2课堂点评
两位教师都是结合教材中的相关内容进行教学部署，都是先引导学生认识动能与势能相互转化，再推动学生将认识发展到机械能守恒定律.两个案例的宏观规划基本相同，但是具体操作中却又大不相同，其差别可以从以下三个角度进行对比.
2.1教学内容分析
因为同课异构是在同一学校学科组内进行，因此教师所拥有的教学资源基本一致，所面对的学生作为平行班级，学情特点也基本相同，所以教师的教学内容框架上是一样的.当然细致对比，也有以下不同：案例1教学容量大，实验演示、视频播放、情境探究、理论推导、验证实验以及随堂巩固；案例2更加注重教学过程中的实验安排，运用了两组演示实验以及一个验证实验，并结合PPT课件以及具体的情境探究，在理论推导中实现了规律的总结，但是因为实验环节凸显细节，以致于授课后阶段时间紧张，有关规律的深入理解和巩固环节有所缺失.
2.2教学结构分析
两个案例的教学内容选择存在一定的差异，直接导致课堂组成结构的差别.
案例1的教学结构：（1）通过对滚摆实验的演示，将学生引入对动能与势能转化过程的探究；（2）结合三个视频分别从弹性势能与动能、重力势能与动能、动能与两类势能等三个方面的转化关系进行定性研究；（3）教师通过六个情境创设引导学生在分组讨论中，实现能量转化过程的定量分析；（4）从理论角度实现规律的严谨推导；（5）在验证性实验中实现有关结论的验证；（6）深入理解相关规律，并梳理规律使用步骤；（7）在随堂练习中促使学生深化认识.整个教学结构条理清晰，由情境引出问题，在问题解决过程中又顺着“定性分析→定量分析→理论证明→实验验证”的过程，有助于学生由浅入深地发现规律，构建认知.
案例2的教学结构：（1）通过课件引出问题，在弹簧振子和单摆实验中，引导学生探索动能与势能的转化关系；（2）在具体情景中引导学生分析动能与势能相互转化的定量关系；（3）引导学生结合动能定理推导规律；（4）通过实验对规律进行验证.
案例2的大体框架基本与案例1相似，但是案例2的教学过程基本围绕实验展开，所以教学过程推进缓慢.
2.3实验特点分析
实验是学生认识规律的基础，而且唯有在教学中辅以恰当的实验，学生的兴趣才能更为有效地被激发，学生对规律的理解才更加深刻，他们的综合素养才能获得培养.两个案例虽然在教学内容上有所差异，教学方法上更是大相径庭，但是都很注重实验在教学中的作用，只不过实验的器材和设计不同，在教学中的侧重也不一样：案例1用到了两个实验，一是问题引入阶段的滚摆实验，还有就是结论验证阶段的单摆实验，由实验提出问题，在实验中完成问题解决，体现了前后呼应的设计效果；案例2用到了三个实验，先借助弹簧振子与单摆两个实验，引导学生对能量转化关系规律的探索，最后通过气垫导轨实验进行理论探究成果的验证，最后这组实验通过气垫导轨减小阻力的影响，应该说实验非常完美地证实了机械能守恒定律的正确性，但是操作复杂，耗时太长，实验过程中只见教师手忙脚乱地操作，学生沦为实验的看客，而且导致后阶段教学活动的草草收尾.
3对教学的启示
结合教研组同事对两节课的对比分析，笔者认为本次[HJ2mm]同课异构活动对教学有以下启示.
3.1充分挖掘实验在高中物理教学中的功能
做好实验是学生学好物理的重要前提，课标也明确将实验列为高中物理的教学内容之一.高中实验包括演示实验、学生实验以及课外实验等，不同的实验能对教学起到不同的效果.此外实验也是教学过程中最不稳定的因素之一，教师要在正式上课之前多次重复进行实验，充分预设实验过程中的突发事件，预留弹性的生成空间.例如，本节课中的单摆实验，如果不做恰当地处理，效果就很不明显.案例1中，教师在单摆实验中进行了对比实验：第一次用金属小球，第二次用泡沫小球，明显对比出空气阻力对系统机械能的影响.案例2中验证性实验的数据处理，占用时间较多，因此教材将验证实验独立安排为一节也不无道理，所以在本节课上不宜过分深入.此外本节内容的重心在于机械能守恒的探究，案例2让学生通过纸带处理来计算速度的安排值得商榷，在条件允许的情况下，还是倡导通过DIS设备进行数据的测量和处理，既能减小实验误差，又能节约时间.
3.2充分体现科学探究在高中物理教学中的地位
课标提倡让学生在科学探究的过程中体验知识形成的过程，进而让他们在实现知识习得的同时，也能感悟其中的过程与方法.高中物理课堂离不开科学探究，但绝不是将科学探究的流程生搬硬套地移植到我们的课堂上.我们提倡有效的整合，但绝不是简单僵化的模仿，是按照教学的实际需要，将科学探究的某一个环节或几个环节运用于课堂教学，让学生体验.教师还要明确的是：科学探究不局限于实验探究，理论探究也是至关重要的一个方面.例如，在两个案例中，教师都通过情境创造，提出了问题，让学生通过运动学的已有认知完成规律在理论层面的探究，这就属于科学探究的一个范本，也有利于学生规律的构建和方法的养成.
3.3充分考虑学生实际，进行梯度化的教学设计
学生对高中物理的学习过程，是在教师的引导下，实现科学素养的提升，而这一过程不是一步到位的.教师在实际教学中，要积极树立“以学定教”的教育理念，充分研究学生的“最近发展区”，有梯度地设计课堂教学，让学生在经过一定程度的努力之后有所收获，让每一个学生都能感受到探究成功的喜悦.具体来讲，教师要结合学生的知识基础和认知特点，将某些较难的问题进行分解，引导学生步步为营、各个击破，最终实现规律的认识和理解.例如案例1中，有关动能与势能的关系，教师就将这一问题分解为动能与两种势能三种组合的问题，由简单到复杂地呈现出不同的情境，逐步提高学生认知的难度，也加深了学生对问题的理解，并取得较好的效果.
在同课异构活动中研究课堂教学的优化策略是当前各类教研活动的重要手段，以笔者所在学校为例，高中物理教研组每周都会安排两位教师对某一节内容进行教学，教研组同事进行观摩和点评，以总结改进课堂教学的思路和方法.本文以《机械能守恒定律》一节的同课异构活动为例，谈谈笔者的一些思考.
1案例呈现
案例1活动1：认识动能与势能的转化关系
教师演示滚摆实验，引导学生分析上升过程和下降过程中滚摆势能与动能的相互转化特点.
教师播放视频，引导学生分析：①水平方向的弹簧振子运动过程的能量转化特点；②小球沿斜面下滑过程中的能量转化特点；③蹦床表演过程中的能量转化特点.
活动结论：动能、重力势能与弹性势能三者之间可以发生相互转化.
活动2：定量探究动能与势能相关转化过程的规律
学生探究：已知物体质量为m，要求分别研究出物体在以下六种情况中的初态动能、初态势能、末态动能、末态势能，进而总结相关数据间的联系.
（1）在拉力的作用下，物体以速度v从地面匀速升高h；
（2）物体自由下落h的过程；
（3）物体以初速度v进行平抛运动，竖直方向下降h的过程；
（4）物体由静止出发，沿着光滑的斜面下滑高度为h的过程；
（5）物体由静止出发，沿着粗糙的斜面下滑高度为h的过程，并且已知动摩擦因数为μ；
（6）物体在光滑的水平面上进行匀速圆周运动.
学生在结果交流中，分析讨论并总结：机械能守恒定律.
活动3：理论推导并理解机械能守恒定律的内涵
启发学生从动能定理的角度对机械能守恒定律进行推导，从而对活动2的结论进行证实；
引导学生对机械能守恒定律进行深度理解：基本内容、表达式以及规律的适用条件；
引导学生进行单摆实验来验证相关结论，并总结使用规律的解题步骤.
活动4：随堂巩固
通过课堂练习让学生熟悉规律的使用.
作业布置：略.
案例2活动1：实验探究：动能与势能的相互转化及规律
教师演示1：水平方向弹簧振子的来回振动；
教师演示2：单摆摆动过程中，用手挡在绳子中间观察小球运动的特点.
学生总结：上述两个实验中动能与势能发生相互转化，而能量总和保持不变.
活动2：机械能守恒定律的理论推导和验证
（1）教师创设情境：某物体的质量为1 kg，现将其从50 m的位置静止释放，问题：①刚下落瞬间的动能、势能以及机械能分别为多少？②物体下降45 m时的动能、势能以及机械能分别为多少？③物体下落30 m时的动能、势能以及机械能分别为多少？（学生结合问题的思考与讨论，总结出动能与势能在相互转化过程中的特点）
（2）教师引导学生从动能定理的角度对机械能守恒定律进行推导；
（3）教师引导学生在气垫导轨实验中实现规律的验证.
活动3：规律总结
学生结合推导和实验，对规律内容进行总结，并通过阅读教材理解其内涵.
2课堂点评
两位教师都是结合教材中的相关内容进行教学部署，都是先引导学生认识动能与势能相互转化，再推动学生将认识发展到机械能守恒定律.两个案例的宏观规划基本相同，但是具体操作中却又大不相同，其差别可以从以下三个角度进行对比.
2.1教学内容分析
因为同课异构是在同一学校学科组内进行，因此教师所拥有的教学资源基本一致，所面对的学生作为平行班级，学情特点也基本相同，所以教师的教学内容框架上是一样的.当然细致对比，也有以下不同：案例1教学容量大，实验演示、视频播放、情境探究、理论推导、验证实验以及随堂巩固；案例2更加注重教学过程中的实验安排，运用了两组演示实验以及一个验证实验，并结合PPT课件以及具体的情境探究，在理论推导中实现了规律的总结，但是因为实验环节凸显细节，以致于授课后阶段时间紧张，有关规律的深入理解和巩固环节有所缺失.
2.2教学结构分析
两个案例的教学内容选择存在一定的差异，直接导致课堂组成结构的差别.
案例1的教学结构：（1）通过对滚摆实验的演示，将学生引入对动能与势能转化过程的探究；（2）结合三个视频分别从弹性势能与动能、重力势能与动能、动能与两类势能等三个方面的转化关系进行定性研究；（3）教师通过六个情境创设引导学生在分组讨论中，实现能量转化过程的定量分析；（4）从理论角度实现规律的严谨推导；（5）在验证性实验中实现有关结论的验证；（6）深入理解相关规律，并梳理规律使用步骤；（7）在随堂练习中促使学生深化认识.整个教学结构条理清晰，由情境引出问题，在问题解决过程中又顺着“定性分析→定量分析→理论证明→实验验证”的过程，有助于学生由浅入深地发现规律，构建认知.
案例2的教学结构：（1）通过课件引出问题，在弹簧振子和单摆实验中，引导学生探索动能与势能的转化关系；（2）在具体情景中引导学生分析动能与势能相互转化的定量关系；（3）引导学生结合动能定理推导规律；（4）通过实验对规律进行验证.
案例2的大体框架基本与案例1相似，但是案例2的教学过程基本围绕实验展开，所以教学过程推进缓慢.
2.3实验特点分析
实验是学生认识规律的基础，而且唯有在教学中辅以恰当的实验，学生的兴趣才能更为有效地被激发，学生对规律的理解才更加深刻，他们的综合素养才能获得培养.两个案例虽然在教学内容上有所差异，教学方法上更是大相径庭，但是都很注重实验在教学中的作用，只不过实验的器材和设计不同，在教学中的侧重也不一样：案例1用到了两个实验，一是问题引入阶段的滚摆实验，还有就是结论验证阶段的单摆实验，由实验提出问题，在实验中完成问题解决，体现了前后呼应的设计效果；案例2用到了三个实验，先借助弹簧振子与单摆两个实验，引导学生对能量转化关系规律的探索，最后通过气垫导轨实验进行理论探究成果的验证，最后这组实验通过气垫导轨减小阻力的影响，应该说实验非常完美地证实了机械能守恒定律的正确性，但是操作复杂，耗时太长，实验过程中只见教师手忙脚乱地操作，学生沦为实验的看客，而且导致后阶段教学活动的草草收尾.
3对教学的启示
结合教研组同事对两节课的对比分析，笔者认为本次[HJ2mm]同课异构活动对教学有以下启示.
3.1充分挖掘实验在高中物理教学中的功能
做好实验是学生学好物理的重要前提，课标也明确将实验列为高中物理的教学内容之一.高中实验包括演示实验、学生实验以及课外实验等，不同的实验能对教学起到不同的效果.此外实验也是教学过程中最不稳定的因素之一，教师要在正式上课之前多次重复进行实验，充分预设实验过程中的突发事件，预留弹性的生成空间.例如，本节课中的单摆实验，如果不做恰当地处理，效果就很不明显.案例1中，教师在单摆实验中进行了对比实验：第一次用金属小球，第二次用泡沫小球，明显对比出空气阻力对系统机械能的影响.案例2中验证性实验的数据处理，占用时间较多，因此教材将验证实验独立安排为一节也不无道理，所以在本节课上不宜过分深入.此外本节内容的重心在于机械能守恒的探究，案例2让学生通过纸带处理来计算速度的安排值得商榷，在条件允许的情况下，还是倡导通过DIS设备进行数据的测量和处理，既能减小实验误差，又能节约时间.
3.2充分体现科学探究在高中物理教学中的地位
课标提倡让学生在科学探究的过程中体验知识形成的过程，进而让他们在实现知识习得的同时，也能感悟其中的过程与方法.高中物理课堂离不开科学探究，但绝不是将科学探究的流程生搬硬套地移植到我们的课堂上.我们提倡有效的整合，但绝不是简单僵化的模仿，是按照教学的实际需要，将科学探究的某一个环节或几个环节运用于课堂教学，让学生体验.教师还要明确的是：科学探究不局限于实验探究，理论探究也是至关重要的一个方面.例如，在两个案例中，教师都通过情境创造，提出了问题，让学生通过运动学的已有认知完成规律在理论层面的探究，这就属于科学探究的一个范本，也有利于学生规律的构建和方法的养成.
3.3充分考虑学生实际，进行梯度化的教学设计
学生对高中物理的学习过程，是在教师的引导下，实现科学素养的提升，而这一过程不是一步到位的.教师在实际教学中，要积极树立“以学定教”的教育理念，充分研究学生的“最近发展区”，有梯度地设计课堂教学，让学生在经过一定程度的努力之后有所收获，让每一个学生都能感受到探究成功的喜悦.具体来讲，教师要结合学生的知识基础和认知特点，将某些较难的问题进行分解，引导学生步步为营、各个击破，最终实现规律的认识和理解.例如案例1中，有关动能与势能的关系，教师就将这一问题分解为动能与两种势能三种组合的问题，由简单到复杂地呈现出不同的情境，逐步提高学生认知的难度，也加深了学生对问题的理解，并取得较好的效果.
