做理解物理教育的物理教师

作者简介：冯华，北京教育学院教师教育数理学院院长，副教授，北京市物理学会常务理事，北京教育学院物理学科国家级培训项目负责人，北京市物理骨干教师培训项目负责人，主要研究物理、科学、通用技术及国际理解教育及教师培训。

摘 要：物理课程是发展学生核心素养的落点，理解物理教育的物理教师在促进学生物理素养发展的过程中发挥关键作用。成为理解物理教育的物理教师需要教师从把物理知识作为探索自然的工具的角度看待物理教学，需要教师不断深化对物理知识、教育心理学理论的理解，需要教师从课程层面理解物理学科的教育价值，需要教师充分认识物理学是一门具有方法论性质的科学，并从文化层面理解物理课程的教育价值。

关键词：物理教育；物理教师；物理课程的教育价值

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）4-0001-4

以发展学生核心素养，为学生的终身发展奠定基础，为人类科学事业的传承与社会的发展做贡献为目标的物理教育，需要物理教师从更高的层面、更广的范围深刻理解物理教育。理解除了具有解釋、阐释的意义以外，更重要的是赋予人们思考和行动的灵活性，帮助人们对新事件作出适当反应，增添信任感和自信心。因此，物理教师应从以下方面理解物理教育。

1 把物理知识作为探索自然的工具

教师应该从什么角度看待物理教学？是把物理学当成一堆重要的、难学的、要应对考试的知识，还是作为观察自然、解释问题、创造发明的工具？这两者在教学内容上没有差别，但在态度上却有着本质的区别。前者是教师被动教授学生知识，学生被动接受知识；后者是教师引导学生主动寻找工具、探索自然。这主动、被动的区别，形成了教师对物理学习不同的看法。后者也是以学生为中心设计教学的根本。

正如爱因斯坦在《物理学的进化》一书中开篇描绘的“奥妙的侦探故事”所说：“我们是不是可以把一代继一代地在自然界的书里不断发现秘密的科学家们比作读这样一本侦探小说的人呢？”“科学家读自然之书必须由他自己来寻找答案，他不能像某些无耐性的读者在读侦探小说时所常做的那样，翻到书末先去看最后的结局。”

物理学是研究物质的基本结构、相互作用和运动形态的基本规律的科学。我们不是在被动学习现成的物理知识，而是带领学生做自然的“侦探”，在“寻找事实、准确描述事实、发现其中的规律”的过程中学习物理知识，学习前辈物理学家研究自然的思想方法。

2 不断深化对物理知识、教育心理学理论的理解

在多年的教师培训中，笔者接触的很多物理教师认为，经过大学物理系的本科、研究生的学习，自己的学识水平教授中学物理绰绰有余。但经过一段时间教学后，这些物理教师会感觉用自己渊博的学识应对中学物理教学并不如想象的得心应手，甚至讲授一些最基本的概念和规律都会磕磕绊绊、漏洞百出。问题的症结在何处？

由于物理知识所揭示的是物理现象的本质特征和相互联系，既具有科学的准确性和深刻性，又是抽象的思维形式；同时，物理知识与其形成的时代背景，时间、地域、环境等有着深远的影响。因此，对物理知识的确切理解只能“不断深化”，而非一蹴而就，当然也不存在“大学毕业教授中学，知识绰绰有余”的说法了。

同时，从教育心理学的研究结果看，学生是发展中的人，他们的学习既有普遍规律，又有个性化的需求。笔者在学校听课时，经常会遇到以下两种情况：其一，有些优秀的教师，当需要他们总结成功的经验时，他们会说没有什么经验，一直就是这样上课的。事实上，他们的教学一直在遵循着教育心理学规律，但他们并没有意识到，而是凭着经验去做。其二，有些教师的教学出现比较大的问题，往往是不自觉地违背了教育心理学规律。教育心理学是研究学生学习的理论，它告诉我们学生学习的规律。中学的物理教师所从事的不是物理研究，而是物理教学，是为物理课程与学生学习建立联系的纽带。因此，我们仅仅理解物理知识还不够，还需要不断加深对教育心理学理论的学习和理解，不断研究教育心理学理论与学生学习实践的关系，找到恰当的契合点。

不断深化对物理知识、教育心理学理论的理解，要伴随一位优秀中学物理教师的整个职业生涯。

3 从课程层面理解物理学科的教育价值

著名美国课程专家拉尔夫·泰勒提出有效的课程都必须回答以下4个基本问题： 应力求达到何种教育目标？要为学生提供怎样的教育经验才能达到这些目标？如何有效地组织这些教育经验？我们如何才能确定这些教育目标正在得以实现？概括起来，课程起码要有4个要素：目标、内容、策略及评价。

3.1 从课程层面理解物理课程的教育价值，要求教师从课程目标开始理解课程

课程目标是指教学活动实施的方向和预期达成的结果，是一切教学活动的出发点和最终归宿。课程目标之上的是国家确定的教育方针；在教育方针的指导下，学科专家依据教育方针、学科育人价值决定学科目标；教师在学科目标的指导下，将学科目标具体化为学期目标，再具体化为单元/主题/课时目标，以便采取适合教学目标的教学策略和指向教学目标的教学评估。

在目前的教学实践中，对于课程目标的理解和应用存在一些问题。随处可以看到形式完美的“知识与技能”“过程与方法”“情感、态度与价值观”三维目标，但目标的空泛、孤立和不准确却比比皆是。笔者认为，有必要澄清4个问题。

一是教学目标的主语是学生。教师教学是为学生学习和发展制定目标。因此，教师必须从追问“学生学会了什么”开始思考自己的课程教学。

二是不要孤立设置三维目标。教师在制定教学目标时，不仅要清楚学生要学习哪些“知识与技能”，而且要挖掘形成这些“知识与技能”背后的“思考和行为方式”以及蕴含在这些思考和行为方式中的“情感、态度与价值观”。因此，目标应该是统一的、递进的关系。

三是确切陈述“过程与方法”目标，避免出现歧义。有些教师将“过程与方法”目标曲解成教或学的过程与方法，例如：“通过实验探究掌握滑动变阻器的使用方法”“使学生在合作学习中体验到了获得探索新知的经历，受到了科学方法的训练，体验探究的乐趣。”这是教的过程与方法；“动手操作，学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流”，这是学的过程与方法；这些都不是形成“知识与技能”背后的过程与方法。

四是“情感、态度与价值观”目标要具体。例如：经常见到在教学目标中出现“培养学生探索、发现、勇于创新的精神，自觉养成保护环境的习惯”这样的目标。这些情感、态度与价值观本身并没有错，其问题在于脱离了具体的知识与技能，孤立、抽象地进行目标设定，未能透视、离析出知识与技能形成中所蕴含的情感、态度与价值观。

如何提出清晰、具体、针对性强的课时目标？我们以一位初中物理教师制定的“压强”一课的教学目标加以说明。

目标一：通过大量实例，观察、体验压力的作用效果与哪些因素有关；

目标二：思考在比较压力作用效果的过程中，怎样应用分析、比较、概括的方法，掌握如何用控制变量的具体方法建立物理概念；

目标三：学习用比值的方法定义概念，体验数学如何作为物理思维的工具和语言。

目标四：能用压强的概念说明在实际生活中如何根据需要增大或减小压强，体会物理和生活、社会的联系。

3.2 从课程的层面理解物理课程的教育价值，需要设计适应教学目标的教学策略

以探究教学为例。探究教学是面向新世纪的课程改革提倡的教学模式，笔者在听课的过程中，经常会遇到教师从提出问题做起，带领学生经历探究的7个环节。笔者在听这样的探究课时，能够感觉到学生对探究的不积极和不信任。

事实上，无论是科学家的探究还是我们生活中的探究，很少有为了探究而探究的，一定是有需要探究的任务。怎样设计任务，是探究教学这种教学模式的关键。目前比较受关注的基于项目的学习（Problem-Based Learning，PBL）、STEM等学习方式，较好地实现了在解决问题的真实情境中，帮助学生从多角度提升探究能力、实践能力、创新能力以及责任意识，是真的探究，而不是形式上的探究。总之，不同的教学策略适用于不同的教学目标，只有综合运用不同的教学策略，才能充分发挥各种策略的功能，从课程的高度发挥物理学科的教育价值。

3.3 从课程的角度理解物理课程的教育价值，需要有效地使用评价激发学生的潜能

研究评价的功能首先要充分认识教育的属性。现代教育理念明确指出，教育的本质属性是“发现”，发现学生的不同，发现学生的潜能，促进学生全面、多元、持续发展。深化基础教育综合改革的核心是以学生为中心，赋予学生更多的选择权利。教师在教学中对学生的评价，应该赋予学生按照自己的兴趣和意愿自我完善和发展的权利，赋予学生更多探究、质疑和创新的权利。

评价是师生交流的第一平台，教师在教学实践中要做到3点：

一是要以课程目标、教学目标为标准评价学生，避免评价标准单一或不切实际。

二是要重视过程评价。美国著名社会心理学家亚伯拉罕·马斯洛的一段话是对于过程评价很好的诠释，他说“每个人在完成任务的过程中都需要别人的鼓励；在出色完成任务后，都渴望别人给以应得的承认。”

三是帮助学生对于自己在每一节课上的学习情况有一个客观的认识。课终卡是目前教师比较喜欢并广泛采用的一种课堂教学评价方式。表1是很多教师喜欢使用的课堂教学课终卡。

4 充分认识物理学是一门具有方法论性质的科学

在物理学发展的历史上，每一个新发现，特别是具有划时代意义的伟大发现，在为人类知识宝库增添奇珍异宝的同时，都不同程度地留下了科学家攀登科学巅峰的足迹。这些足迹是在获得知识过程中所凝炼和升华的科学思想，其中蕴藏着丰富的世界观和方法论，成为人类思想和观念进步的伟大阶梯。在物理教育中，它们既可以成为学生作为后继者跃上新的高峰借鉴的经验和手段，也可以帮助更多的学生像科学家那样思考、研究和分析问题，从而更有意义、更富创造性地实现人生的价值。当然，物理学科蕴含的丰富的方法论也是物理教师发展的营养。物理教师应该充分认识、深入思考、主动应用这些方法论，提升自身的素养，实现物理课程的教育价值。

5 从文化层面理解物理课程的教育价值

纵观人类社会的发展，物理学已经成为现代技术的基础，人类文化、理性文明的基本组成部分。物理学的发展推动着科学文化的发展，物理教育的过程是渗透科学文化、提升公民科学素养的过程。因此，物理教师要经常思考物理学的文化价值。

首先，科学文化是在科学发展的过程中，在科学与人的相互作用、科学与社会的相互作用中产生，它具有普遍性、公有性和共享性。科学文化主要有以下特点：科学文化以求实为根本；独创性是科学文化的鲜明标识；理性和实证是科学文化的突出特点；怀疑和批判是科学文化的生命， 也是科学文化发展的内在动力；科学文化中蕴含着伦理道德规范。这些特点也是学生发展核心素养的重要组成部分。

从文化层面理解物理教育的价值，不仅要从科学文化的层面，还要从继承和发展中华传统文化的层面、从科学文化与人文文化融合的层面，理解物理课程的教育价值。我国传统经典著作《大学》中指出：教育的出发点是“格物”“致知”，指的就是从探究中得到知识。对此，著名华裔物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中先生说：“我们今天应该重新体会几千年前的经典著作中说的‘格物致知的真正意义。”在中华传统文化中，蕴藏着丰富的文化珍品，期待着教师在教育的过程中挖掘和渗透。

从文化层面理解物理教育的价值，还要思考科学文化与人文文化的融合。文化历来是综合的，人文文化向善臻美，科学文化崇实尚理，就像一枚硬币的两面。我们期待通过物理教育，为科学插上情感与想象的翅膀，为人文增添严谨与理性的光环，实现教育的根本目标——促进人的健全发展，为国家民族的强盛提供超前服务。

参考文献：

[1]爱因斯坦，英菲尔德.物理学的进化[M].上海：上海科学技术出版社，1963.

[2]拉尔夫·泰勒.课程与教学的基本原理[M].北京：中国轻工業出版社，2016.

[3][美]Art Hobson.秦克诚，等，译.物理学的概念与文化素养[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4] 赵凯华，张维善.新概念 高中物理读本（第一册）[M].北京：人民教育出版社，2005.

[5]申先甲.物理学史简编[M].济南：山东教育出版社，1985.

[6]郭奕玲，沈慧君.物理学史（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2005.

[7]冯华.做理解物理教育的物理教师[M].北京：高等教育出版社，2016.

（栏目编辑 廖伯琴）