初中物理案例教学法的应用

廖家亚 谢慧勤 唐毓磊

【摘要】本文结合教学实践案例论述案例教学法在初中物理教学中的应用优势、在物理课堂教学实践中的应用策略及在日常生活中的学以致用。

【关键词】初中物理 案例教学法 应用

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2022）07-0010-03

物理学是研究物质、相互作用和运动规律的自然科学，是人类科学文化进步的重要组成部分，一直引领着人类探索大自然的奥秘。20世纪初建立的相对论和量子论，引发了物理学的革命，对化学、生物学、地学、天文学等自然科学产生了重要的影响，推动了材料、能源、环境、信息等科学技术的进步，极大地改变了人类的生产生活方式。《义务教育物理课程标准（2011年版）》明确提出：义务教育物理课程作为科学教育的重要组成部分，是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程，不仅应注重科学知识的传授和技能的训练，而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养;义务教育物理课程的实施应遵循“面向全体学生，提高学生科学素养”“从生活走向物理，从物理走向社会”“注意学科渗透，关心科技发展”“提倡教学方式多样化，注重科学探究”“注重评价改革导向，促进学生发展”的基本理念。

初中生尚处在身心发育的“进行时”，对相对抽象的知识信息缺乏必要的理解能力，而初中物理的很多知识内容都有较为明显的抽象性和概括性特点;刚刚接触物理学科的初中生，其物理学习兴趣和学科思维能力均有待培养。在教学实践中，我们尝试运用案例教学法降低学生学习物理的难度，彰显学生在学习物理过程中的主体地位，培养学生的物理学习兴趣和学科探究能力，收到了较好的实践效果。

一、案例教学法溯源及其在初中物理教学中的应用优势

案例教学法最早可追溯到我国春秋战国时期的寓言故事以及古希腊著名哲学家苏格拉底的“产婆术”教育方法，而它作为一种教学方法提出始于1870年美国哈佛大学法学院前院长克里斯托弗·哥伦布·兰代尔（Christopher Columbus Lang dell）。从那以后，案例教学法引起了社会各界的广泛关注。然而，关于案例教学法的定义，学界众说纷纭。李慧中在系统研究了国内外案例教学法的研究现状之后，将案例教学法定义为“教师根据教学目标和教学内容，运用典型案例将学生代入到案例中的实际问题情境中，学生通过自主思考和小组讨论系统分析案例并从中获取知识、提高能力的一种教学方法”。结合初中物理教师的教学实践，我们认为，初中物理教学中的案例教学法应用，主要是通过选取典型案例，使物理知识的呈现更加形象具体;同时在课堂中组织学生对案例中所给出的条件、因素、内容等方面展开分析，有效降低学生学习物理的难度，打稳其知识基础，培养其探究能力。这一教学法与传统物理教学的区别，首先在于其教学方式新颖，可以有效激发学生的学习兴趣;其次在于其在实施过程中可充分彰显学生的主体地位，通过学生之间的相互交流，可以有效提高学生的课堂参与度，培养其独立思考的习惯以及物理学科的综合性思维和知识实践技能。如果要做一番类比的话，每一个案例就像是一台手術，教师可以在手术台上结合具体的“病例”为学生讲解“治疗方法”的运用过程和效果，并让学生真切地观察到这些方法所能起到的“治疗效果”，从而达到增强学生“治病救人”能力——利用所学知识解决问题能力的目的。

初中物理与实际生活的联系非常密切，具有运用案例教学法的“天然优势”。案例教学法在初中物理教学中的应用，须基于本课程知识内容在生产生活中的具体反映，结合学生的兴趣取向和日常生活经验，对学生的思维能力和学习水平做进一步考量，寻找适切案例并在设计案例应用的过程中，以案例为基础设计问题情境，引发学生的积极讨论，调动学生在实际生活中自主运用物理知识去发现、创造更多案例进而加深对知识的应用与理解的积极性，从中拓展学生的物理思维，全面优化学生的物理学习过程，培养学生的创新意识和科学精神，进而提高学生的科学素养。

二、案例教学法在初中物理课堂教学中的实践应用策略

案例教学法的应用，关键在案例的选择。案例教学法背景下的案例在课堂教学中占有主导地位，与传统课堂中的举例大不相同。运用案例教学法展开课堂教学，应使所选案例自带冲突性，引导学生围绕案例中的问题情境进行交流讨论，学生将从案例讨论中获取知识、得出结论、提高能力;传统课堂中的举例，本身不带冲突性，通常是教师向学生单向传输知识，用来进一步说明物理概念和物理规律。下面笔者以沪粤版物理八年级上册第二章第二节《我们怎样区分声音》为例，谈谈案例教学法在初中物理课堂教学中的应用策略。

（一）课堂预备环节：基于教学重难点甄选不同案例，设计档位差异性问题

初中物理教师运用案例教学法展开课堂教学，课堂预备环节进行案例的准备是工作重心。案例准备的重点是进行案例的甄选和课堂教学中有关问题的设计。教师在甄选案例前，首先应明确课堂教学的重点和难点;然后基于重点和难点选择案例素材，以多项真实素材或现有的事件、事物作为融合知识重点和难点的“溶剂”;最后参照本班学生的整体情况和个别学生的具体学情，设计出具有档位差异性的系列问题，便于教师在课堂教学中有目的地呈现和运用适合的案例，对学生“对症下药”。

在《我们怎样区分声音》的课堂预备环节，教师应基于本课教学的重点即声音的音调、响度、音色等特性，从生活中选择一些三方面特性存在明显差异的声音作为教学案例，让学生在辨识或联想案例声音的过程中感受声音的不同特性及不同的听觉效果。例如：联想自己在房间里学习，听到门外有人交谈，马上就能分辨出是哪个家人在说话;明明有些声音的响度是一样的，但因为音色的不同，一首旋律优美的音乐能让人放松，窗外车辆的汽笛长鸣却让人头痛;在树下聆听树梢上鸟儿的啼叫会让人身心愉悦，可如果贴近鸟笼听同一种鸟类的叫声却觉得有些聒噪……在运用这些案例的时候，教师应根据学生不同的学情来设置问题，帮助学生更加全面地了解有关声音特性的全部知识内容。如果学生不能正确理解声音的物理特性，教师可以引导学生自主收集生活中不同的声音进行对比，并以自身喉头发声为例，感受发声不同时喉头振动的频率与幅度变化，了解声音的产生及相关影响因素;如果学生基础知识较为扎实，教师可以在声音的应用上做更多的拓展，引导学生进一步思考如何控制声音的响度、对于同样的音调为什么每个人的反应会有所不同、声音对于促进社会发展可以起到哪些辅助作用……拓展运用生活中的不同案例，让不同的案例承载不同的学习任务，可以满足学生不同的学习需求，最终使每个层次的学生都能收获相应的物理知识，使其学科思维得到不同程度的发展。

（二）课堂教学环节：围绕主导案例展开教学研讨，丰富课程育人内涵

运用案例教学法展开初中物理课堂教学，组织学生围绕主导案例展开交流、讨论是课堂教学的重点。教师在其间合理调度师生的教学行为，除了帮助学生习得知识和方法，还要发挥物理学科课程育人的作用，不断丰富课程育人的内涵。

在《我们怎样区分声音》课堂教学环节，教师可以安排学生进行小组讨论，让学生在小组讨论的过程中学习其他同学思考问题的不同角度，包括区分不同声音特性可以用哪些方法等。由于不同学生对知识理解和掌握的程度不同，对同样问题的思考角度和给出的答案也不尽相同。但是，无论学生的思考和结论是什么，教师都应尽量保持“中立”态度，不要对学生小组讨论的学习行为进行过多干预，更不要规定学生学习讨论的“禁区”和“红线”。当然，“中立”并不意味着放任不管，而是应以协助者身份“深度参与”学生的讨论，目的是搜集更多真实的學情信息，方便自己在后续的案例教学中灵活调整案例应用的细节。

当学生结合主导案例的研讨了解了声音特性的基本含义以及音调与频率、响度与振幅、音色与发声体的材料和结构等的对应关系之后，教师可以通过图片或视频展示等方式，给学生提供一些反映声音特性应用的生活或生产场景，让学生分组讨论、分析这些场景都用到了声音的哪些特性，拓展学生的认知。例如：超声波频率（音调）很高、方向性好、穿透力强，可以穿透许多电磁波不能穿透的物质，人们在生产生活中既可以用超声波切割硬质材料、为硬质材料凿孔，也可以用超声波为物品消毒。在课堂教学中拓展运用这样的案例，可以让学生进一步了解声音的特性，加深理解物理学对人类生产生活的影响，认识到科技在改变人类生活、推动社会进步中的作用，发展学生的学科思维，培养学生的科学素养。关注科技前沿，教师还可以引入次声波（音调）武器案例，让学生了解次声波对人体的“杀伤力”：次声波可以静悄悄地穿透人体，使人产生头晕、恶心、心悸、烦躁、耳鸣、视物模糊、吞咽困难、胃痛、四肢麻木、肝功能失调等身体不适症状，当次声波的频率与人体固有的振动频率接近导致共振现象产生时，甚至可以直接致人死亡，杀人于无形。科学是一把双刃剑，教师在课堂教学中应尽可能全面拓展学生的认知，在强调科学精神、科学态度的同时，注意引导学生正确看待科学对人类产生的影响，努力把科学的作用引向预测自然灾害、临床治疗、促进动植物生长等为人类造福的一面，明确反对战争、呼吁和平，引导学生用科学知识守护好我们的地球家园。

（三）课堂总结环节：发挥学生主体作用，开放性拓展案例应用

长期以来，初中物理教师习惯于将课堂总结作为自己的“专利”，用于强化本课知识要点，而没有将学生吸纳到这一环节的执行主体范畴。初中物理教师应有意识地转变这种传统的课堂总结思路，最大限度地发挥案例教学法对学生主体认知的塑造作用，以师生双向互评达成课堂总结质量的破壁性提升。双向互评的应用，为的是在师生之间重建一条指向课堂反思的信息沟通渠道，激励学生在主动梳理本课学习成果的同时，形成课堂反思的习惯，体现学习主体地位，促进形成个性化的学习见解。

在《我们怎样区分声音》课堂总结环节，教师可以首先表扬学生课堂参与案例分析的热情和思考问题的水平;之后把课堂“还给”学生，鼓励学生针对课程内容、教师教学及自身的学习过程和收获进行小结，包括认知本课知识重点、难点，尚存疑问或问题，对教师提供的案例提出改进建议，推荐更加适合的教学案例，等等。此外，教师还可以指导学生根据课堂中所接触到的诸多案例，用思维导图的方式分类呈现能够表现声音不同特性及日常用途的案例。需要说明的是，用思维导图呈现课堂所学知识内容，应特别体现对知识内容主干的关注，围绕主干逐步拓宽案例的应用范围。

课堂总结中加入学生主体的课堂反思，不仅有利于重塑学生的主体认知，而且有利于教师基于学生的总结灵活调整接下来的案例教学计划，在接下来的教学中选取更加符合学生学习兴趣与学习需求的教学案例。

（四）知识考查环节：提高案例分析比重，强调学以致用

鉴于初中物理的学习内容相对抽象，教师进行阶段性知识考查，有利于及时掌握足量的学情信息，作为接下来教学工作调整的参考。阶段性的知识考查应基于课程内容以及学生普遍的学习状况，有意识地提高案例分析类题目的比重，并尽可能地丰富案例材料中所蕴含的物理知识内容的比重，使学生能够根据案例中的具体内容联想到相应的课堂知识点，并通过对案例中关键信息的分析、归纳，得出可靠的结论，发展问题解决能力。

以《我们如何区分声音》为例，教师可以安排这样的题目：我们周围的声音，有的令心愉悦，有的令人厌烦，二者之间的区别在哪里？如果声音是通过物体振动产生的，那么声音的高低与振动是怎样的关系？在生活中利用声音的特性可以提供哪些便利和服务？未来可以如何基于声音的特性促进社会的发展？另外，教师也可以用区分声音为主题，鼓励学生做分类实验，强化学生的知识记忆与知识应用能力。

三、案例教学法在日常学习生活中的学以致用

初中生开始有了一定的社会认知诉求和经验，对身边乃至社会上发生的很多热点事件都愿意发表见解。初中物理教师基于学生的这一特点，将日常生活中一些与物理课程内容相关且学生广为关注的事情作为“每日一练”的知识应用载体，引导学生用物理的眼光关注身边事物，根据所学知识对这些事物中所蕴含的物理知识进行分析、判断，培养运用案例分析的良好学习习惯。

比如，时值北京冬奥会开幕，初中物理教师可以设计如下题目供学生“每日一练”。

题例1 在北京冬奥会开幕式上，五环标志破冰片令人耳目一新：一滴墨从空中滴落，随后化成滚滚而来的黄河之水，完美再现了“黄河之水天上来”的意境;接着，黄河之水凝结成了一块冰，在这块冰面上，激光雕刻的历届冬奥会标识和举办地点一一出现;最后，这块冰被激光雕刻成五环标志，五环标志从冰雪中拔地而起。试问：（1）假如“五环破冰”的过程是真实的，则“水凝结成冰”中的“凝结”，实质上是一种怎样的物理变化？（2）冰在被雕刻的过程中，其质量、密度如何改变？（3）五环标志拔地而起的过程中，五环标志的动能和重力势能如何改变？

题例2 在北京冬奥会开幕式“和平鸽”表演环节，雪花“如影随形”，在超过一万平方米的场地上对将近700个演员进行实时捕捉和实时效果的跟踪和呈现，这离不开两项技术的完美配合：一个是基于人工智能的运动员运动分析的实时捕捉技术，一个是实时渲染的交互引擎技术。演员们双手举着“和平鸽”，随着脚步的移动，脚下“盛开”出一朵朵晶莹洁白的雪花“如影随形”，这一创意无疑来自冰面倒影。试问：“如影随形”和“冰面倒影”中的“影”，是光的直线传播形成的还是光的反射形成的？请说明理由。

日常生活中的案例分析应用，还可以结合小组学习活动——趣味物理实验来进行。

总之，教育不是空洞的说教和脱离实际的灌输，而是一种立足实际、结合现实、回归生活的知识与技能的习得。初中物理教师要努力践行“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，将案例教学法作为开展日常物理教育的重要手段，制定课堂实施策略，培养日常案例分析习惯，为学生将来更高阶段的物理学习和学科核心素养发展打下坚实的基础。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版集团，2012：2-3.

[2]李慧中.案例教学法在初中物理概念教学中的应用研究[D].上海：上海师范大学，2019.

[3]关君.案例教学法在物理教学中的应用[J].产业与科技论坛，2011，10（19）：188-189.

注：本文系2019年度广西高等教育本科教学改革工程项目“案例教学法在‘物理课程与教学论课程教学中的探究与实践”（2019JGB328）的阶段研究成果。

作者简介：廖家亚（1974— ），广西凤山人，高级教师，研究方向为基础教育教学;谢慧勤（1970— ），广西宜州人，正高级教师，研究方向为基础教育教学;唐毓磊（1965— ），广西都安人，副教授，研究方向为中学物理教学法。

（责编 白聪敏）