摘要：如何更加有效地使用教材，使其所蕴含的内容、思想和方法最大限度地被利用起来，对教材中的各类素材进行深入挖掘和分析是非常必要的途径。本文以人教版自由落体运动中的素材“抓尺游戏”为例，说明如何以该素材为线索贯穿整个课堂教学，以期对教师在教学过程中如何充分利用教材中的素材有所启示。关键词：中学物理；教科书素材；自由落体运动；抓尺游戏

　　教材是落实课程标准的具体化表现，是学生学习和教师教学的主要依据。教材的编排希望以顺畅的逻辑顺序和合理的知识体系呈现在广大师生面前，最大程度上发挥出它在学生学和老师教的过程中的作用。实际上，在老师教的过程中，为了使课堂更生动丰满，教师往往会在理解教材编写意图的基础上，进行二次创作。教材在编写过程中也会考虑到教师的需求，在不影响学生学和保证知识体系的逻辑性与完整性的前提下，尽可能提供有利于教师教学的素材。

　　人教版教材素材的选取，秉承问题化、情境化、生活化和实际化的理念，根据教材的栏目设置，主要有问题素材（思考与讨论、问题与练习）、实验素材（实验、演示、做一做、问题与练习）、活动素材（说一说、做一做、问题与练习）、应用素材（做一做、STS、科学漫步、问题与练习）、历史素材（科学足迹）等5类素材形式。不同种类的素材有不同的功能和作用，但目的都是为了激发学生的学习兴趣和正确引导学生构建概念知识。

　　对教材所提供的素材进行深入的挖掘和分析，是提高教学质量的重要手段。本文以人教版自由落体运动中的“抓尺游戏”素材为例，说明教材中的素材可以如何加以二次利用。“抓尺游戏”原为教材中自由落体运动规律的应用素材，现进一步发掘它的其他功能，可以使其贯穿课堂教学的始终，丰富和完善课堂教学。

　　一、教材分析

　　物体下落的运动是司空见惯的。然而，从亚里士多德到伽利略，人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。为便于学生接受，人教版教材将自由落体运动分成两节表达，其位置是必修1第二章的第5、6节。通过前面的学习，学生已经充分理解匀变速直线运动的规律，第5节“自由落体运动”是作为一个匀变速直线运动的典型实例，进行的一次个案研究，也是匀变速直线运动规律的具体应用^[1]。第6节“伽利略对自由落体运动的研究”，通过展示伽利略关于自由落体运动的研究历史素材，以揭示科学方法和弘扬科学精神。

　　人教版关于自由落体运动的教学素材丰富，例如：实验素材有牛顿管演示、用打点计时器或频闪摄影（问题与练习）研究自由落体运动等；应用素材有抓尺游戏看看你反应的快慢、估测傻瓜照相机曝光时间（问题与练习）等；历史素材有伽利略对自由落体运动的研究等。各类素材的选择充分体现了教材注重逻辑线索、强调科学探究、体现规律认识过程、加强理论联系实际等多方面的编写意图。

　　在实际教学中，受课时等因素限制，教师对第6节的处理多采用在学生自主学习基础上的讨论式教学。因此，本文主要以第5节为核心教学内容，适当引入第6节伽利略对自由落体运动的逻辑思辨过程，通过演示和实验探究，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识，掌握自由落体运动的特点和规律。

　　二、教学过程设计

　　为落实以上教学目标，本文设计的教学过程以“抓尺游戏”贯穿整个课堂，体现从实际问题出发，到提炼科学问题和规律探究，再到解决实际问题，主要教学流程如下图所示。

　　具体教学过程设计如下。

　　首先以抓尺游戏（测人的反应快慢）作为新课导入，由教师引导组织，说明注意事项（具体可参考人教版物理必修1^［2］中“做一做”栏目的内容），通过记录尺子下落的距离来反应参与者的反应快慢，并邀请学生走上讲台配合老师做抓尺游戏。在活跃的课堂气氛下，说明尺子的下落是一种落体运动，生活中有很多的落体运动，苹果、树叶从树上掉下，跳伞等，同时提出问题：“对于不同物体的落体运动，它们下落的快慢程度是否相同呢？同学们手中拿的尺子除了分度值一样以外，还有很多不同，比如材料、长短、质量等，那么这种方法可靠吗？能客观反映人的反应快慢吗？”从批判性思维角度引导学生思考。继续演示生活中常见的落体运动，让不同质量的物体，例如黑板擦和展平的纸张，从同一高度落下，看看哪个物体下落得快。从这样简单的生活经验出发，引出自由落体运动研究历史，从亚里士多德到伽利略，展示逻辑推理思想方法的力量，猜想轻重物体在只受重力时下落得一样快，真正影响因素是空气阻力。之后，可通过再次演示黑板擦和揉成团的纸下落、牛顿管实验或播放阿波罗登月自由落体实验视频等活动，验证逻辑推理得到的结论。

　　在明确“抓尺游戏”的公平性前提下，教师给出关于自由落体运动的概念和特点，再次以该素材为研究背景，提出问题：“抓尺游戏是可以客观定量地反映人的反应快慢，那么同学们想知道自己的反应时间吗？”进而引出对自由落体运动规律的研究。以实验探究的方式首先提出猜想假设，根据自由落体运动下落的具体现象，即可以观察出物体下落的速度越来越快，且轨迹似乎是在一条直线上，由此可引导猜想的方向：自由落体运动符合最简单的变速运动--匀加速直线运动，并渗透物理学看待世界的和谐、极简的观念；然后设计能够记录物体下落轨迹的实验方案，例如，采用打点计时器或频闪照相研究自由落体运动；通过实验数据分析验证猜想，最后交流讨论、总结规律。

　　在得到自由落体运动规律后，再次回到课堂开始的“抓尺游戏”，将其作为自由落体运动规律的应用，请同学们选择公式计算自己的反应时间。同时，可给出正常人和运动员、宇航员等特殊职业从业人员的反应时间，进一步引发学生学习兴趣；还可以列举汽车驾驶等生活实例，结合匀变速直线运动规律，说明疲劳、饮酒等行为造成人的反应变慢从而导致危险的道理，以进行安全教育。最后，让学生知道重力加速度的方向、在地球不同地方重力加速度的大小不同，介绍重力加速度g的测定在地球物理学等学科中的应用及其重要地位，渗透物理与实际生产生活的联系。

　　三、关于“抓尺游戏”素材运用的说明

　　“抓尺游戏”活动是教材中自由落体运动规律应用的素材。教学设计中不仅以此游戏为新课引入，同时设计了几处问题贯穿整节教学内容，使课堂紧紧围绕一个实际课题展开研究，线索明确，突出培养学生发现问题、分析问题和解决问题的意识和能力，有利于帮助学生体会物理学科研究问题、解决问题的方法，进一步提高学生的研究能力和科学素养。

　　（1）发现问题：以“抓尺游戏”引入新课，引导学生从批判性思维角度思考该活动测量人的反应快慢的客观性和公平性。从具体的抓尺活动中，提出问题“不同物体下落的快慢程度是否一样”。实际上，批判性思维是一种面对问题进行言之有据的反省能力。课堂上老师组织的活动往往被学生认为是正确的，学生容易缺乏挑战“经验”和“权威”的洞察力，严谨的证据意识和发现问题的能力可通过该活动教学设计得以充分体现。

　　（2）分析问题：从自由落体运动的研究历史出发，结合伽利略从逻辑分析角度批判亚里士多德观点的教学内容，引导学生对轻重不同物体下落快慢的问题进行逻辑推理和分析，从逻辑上猜测合理的假设“轻重不同的物体只受重力时下落的快慢是一样的”，随后通过各种实验检验假设的正确性，使学生明确使用不同尺子测反应时间都是一样的，能够客观地反映出人的反应快慢，并为构建自由落体运动规律的初步猜想奠定基础。

　　（3）解决问题：为进一步研究自由落体运动规律，引起学生关注“抓尺游戏”中的反应时间，进而提出研究自由落体运动规律的课题。通过实验探究的手段，提出猜想，并合理设计实验方案，在分析实验数据的基础上，总结自由落体规律，从而解决“抓尺游戏”中具体的反应时间计算的问题。

　　通过以上教学设计，“抓尺游戏”不再仅仅是一个规律的应用素材，它可以灵活地作为问题素材、活动素材等，同时可有机地与自由落体运动的实验素材和历史素材相契合，帮助教师构成完整的教学链，有效扩展了该素材在具体教学过程中的功能和作用。

　　四、结束语

　　教材是教师教学的蓝本，进一步深入发掘教材中每个素材的功能和作用，不仅是完成知识内容教学的保障，也是加强和渗透物理学科研究问题思想方法的重要手段，这样真正教给学生的是一种学习的能力。本文仅以“抓尺游戏”这一素材为例，说明对教材甄选的素材进行进一步研究和设计，能够更加充分发挥教材中素材的作用，希望对教师的教学有所启示和帮助。

　　参考文献

　　［1］周誉蔼.普通高中课程标准实验教科书·物理必修1教师教学用书［M］.北京：人民教育出版社，2010：54-62。

　　［2］张大昌.普通高中课程标准实验教科书·物理必修[M］.北京：人民教育出版社，2010：43-45。