着眼于教学原点的物理探究式教学探究

2020-09-12 14:08:20 广西教育·B版 2020年5期

丘珺

【摘 要】本文阐明物理教学原点及回归教学原点的探究式教学方式,将回歸教学原点的探究式物理课型分为概念和规律课、习题课、实验课三种类型,并以此为例介绍回归教学原点的物理探究式教学方法,以培养学生的核心素养。

【关键词】物理 教学原点 探究式教学 核心素养

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2020)05B-0121-02

党的十九大提出:“要全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,发展素质教育,推进教育公平,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。”2017 年版新课标进一步明确:“普通高中的培养目标是进一步提高学生综合素质,着力发展核心素养,使学生具有理想信念和社会责任感,具有科学文化素养和终身学习能力,具有自主发展能力和沟通合作能力。”物理教学如何有效地实现这个目标?笔者经过自己的探索,认为着眼于教学原点的物理探究式教学能更有效地实现这个目标。

物理教学原点是什么?原点,即出发点。这个原点,就是不涉及技巧、方法的那个核心,就是“把学校学到的知识忘掉,剩下的那一部分”。教师有什么样的教学原点,就会有什么样的教学理念,就会衍生出什么样的教学方法。物理教学原点不应该是具体的物理概念、规律,更不应该是物理题的解题结论,而应该是如何提升学生的物理学科核心素养。“学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力”。也就是说,物理教学原点应该是使学生通过物理概念、规律等物理知识的学习,提升科学观念、科学思维、科学探究以及科学态度与责任。着眼于教学原点的物理探究式教学,是从学情出发、紧紧围绕核心素养的探究式教学。

笔者认为,物理探究式教学是指在物理教学过程中,借助物理概念、规律等物理知识,引导学生经历科学探究的部分或全部环节,培养和提升学生进行科学探究所需的能力和素养的一种教学方式。国家对科学探究的重视程度不断加强,这从中学的课程标准中对科学探究的要求的演变即可看出。2001 年版的课标提出,教师在教学中应注重科学探究;2003 年颁布的高中课程方案提出,要“培养学生的科学探究能力”;2011 年版课程标准,将科学探究和内容学习放在同等重要的地位;2017 年版物理学科的普通高中课程标准在凝练学科核心素养时,直接把科学探究列为物理学科核心素养的四个方面之一。

目前,对物理探究式教学的研究和成果已有相当规模,笔者 2020 年 3 月 17 日在知网上搜索“物理探究式教学”,就得到包括硕士论文在内的 1449 条结果。从研究中也看到了课堂中确实存在一些物理探究式教学的误区,比如,存在教条化现象,一节课总是一定要学生“经历”完整的科学探究步骤,而且把这当作是否是探究式教学的标准,认为没有实验就不是科学探究;也存在形式化现象,认为探究式教学就一定要让学生多回答问题,一定要走多问答这个形式;等等。如何能更好地达到普通高中的培养目标,实现教学的有效性,避免走进误区呢?笔者结合个人教学思考和实践,把物理课型分为概念和规律课、习题课、实验课,谈谈如何进行回归教学原点的物理探究式教学。

一、概念和规律课

概念、规律只是观念的基础,但物理观念、科学态度与责任的形成绝不是背一些概念、规律就可以形成。“所谓的物理观念,通俗地讲即是物理概念和规律在头脑中的提炼和升华”,“科学态度与责任是指在理解科学、技术、社会、环境 (STSE)的关系的基础上形成对科学和技术应有的正确态度以及责任心”。如果学生不知道为什么要引入这个概念,那么就很容易陷入为做出题目而死记硬背的误区。这样哪怕把题目做对了心里也茫然,更谈不上提炼和升华。着眼于教学原点,紧紧抓住如何能让物理概念和规律在学生头脑中得以提炼、升华,了解学生学习之前对概念、规律的认识,创设相应的物理情景和物理问题,循着学生有疑问—— 猜想—— 实验—— 结论—— 验证的步骤进行物理探究式教学,就可以让学生明晰物理概念,形成清晰、系统的物理观念,并且能比较正确地描述和解释自然现象。

以“动量”概念教学为例。学生初接触“动量”时,最大的疑惑是,动能和动量这两个概念都涉及质量和速度,为什么要有两个不同的概念呢?如果能借助核心素养导向下的新版人教社教材的思路,着眼于教学原点,以学定教,那么就能凸显物理探究式教学的优点,较好地解答学生的疑惑—— 为什么要引入“动量”这个概念?为此,在课堂上先让学生看一个实验——基于学情,抓住学生的疑惑启动课堂。用两根长度相同的线绳分别悬挂两个完全相同的钢球 A、B,拉起 A 球到一定高度然后放手,让它碰撞 B 球,B 球被撞后摆到与 A 球原来相同的高度,为什么会发生这样的现象呢?—— 基于观察和实验提出问题。这个台阶不高的问题引起学生进行初步思考,似乎是速度之和不变?—— 形成猜想和假设。换质量不同的 C 球,发现与质量有关—— 设计实验、基于证据得出结论并解释结论。学生在这样的一步一步思考、学习中,物理概念在头脑中得以提炼和升华。甚至,在学生对动能和动量仍有疑问或有兴趣的时候,还可以引导学生进行更加深入的思考。历史上,物理学家是怎么定义的呢?—— 介绍这两个概念的形成所经历的漫长的学术争论历史故事,这种渗透物理学史的教育能让学生更好地领悟严谨求真的科学态度。

二、习题课

学生在解答物理习题的过程中,在一定程度上运用了科学思维当中的抽象模型、科学推理方法。但我们要注意,科学思维却不能简单等同于解题方法和解题思路,科学思维“包括了模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素”。如果仅仅是关注了题目如何解答,那么学生只能习得碎片式的结论,甚至只是知道一道题目如何解而已。因此,要着眼于教学原点,紧紧抓住科学思维的要素,利用物理探究式教学,以学生疑惑为出发点,创设平台和情景,让学生交流、归纳,得出初步观点,然后对观点进行交流、反思,最后总结归纳出更普适的方法。经历了这样的教学,学生更容易获得真正的解决问题能力。比如,把问题抽象出物理模型,在新的情景中进行科学推理、论证,并有自己的创见,这不是达到了拿高分并超越了拿分数的境界了吗?下面以笔者讲评的一道高考真题为例。

2014 年全国高考理综课标Ⅱ卷第 21 題的 D 选项,涉及了含有二极管电路的有效值问题。如图,学生做到这题的时候,疑惑非常大,为什么参考答案里说“将二极管短路,电流表的读数加倍”是对的?

笔者看出了学生的疑惑,马上按物理探究式教学的思想,设计了一系列的活动:(1)上课前,老师引导学生思考,能不能把问题从高考真题中抽离出来,—— 抽象模型,聚焦问题。(2)小组讨论,形成小组观点,并给出证据,可以是推导,可以是实验,甚至可以搜集同类型题目—— 科学推理、论证。(3)上课时小组汇报,分组进行学生互评,得出新的结论,旁引同类题—— 质疑中碰撞出火花。让老师非常有成就感的是,因为回归了物理教学原点,把握住了学生的疑惑,所以笔者所带的两个层次的班的学生都积极参与探究。最后,学生还非常自然地想到并简单设计了验证的实验方案。这已经远远超出了普通习题课的范畴,学生在习题课里一样经历了科学探究的过程,而且收获满满。

三、实验课

物理是以实验为基础的学科,物理教学一向离不开实验教学。但并非是说逢课必须有实验,也不是做了实验就是有效的教学。但是如果能着眼于教学原点,紧紧抓住学生对某个物理规律的浅层理解,充分利用学生的认知冲突、学生探索的好奇心,层层推进物理实验课的探究式教学,那么课堂不但能异彩纷呈,而且能让学生在较真实的情景中体验科学研究。

以笔者的一节参赛课《自由落体运动》为例。高一学生虽然以前接触过落体运动,对落体运动有一定的感性认识,但很多学生甚至只是记得“两个铁球同时落地”的结论而已,理解不够深入,对影响落体运动的因素还比较模糊,对落体运动的运动性质还不能确定。笔者按探究问题将课分成了三个阶段:(1)物体下落的快慢与质量有关吗?—— 设置悬念,促使学生回忆、组织并开始审视已有的知识和生活经验,激发学生学习兴趣和求知欲,从生活走向物理。影响物体下落快慢的主要因素是什么?—— 对问题进行科学分析和推理。是否可以设计一个实验证明你的观点?自由落体运动是一种什么运动?—— 衔接匀变速直线运动规律课中的科学探究能力培养进行教学,基于观察和实验提出问题、形成猜想和假设,巩固和发展学生的科学探究能力。

整节课的设计,把《自由落体运动》的重难点,即运动的本质和特点的教学,设计成物理探究式教学,使学生基本上经历了科学探究的所有环节,让新知识很自然地融入学生头脑中的原有知识结构中。

综上所述,无论是物理学科的概念、规律课,还是习题课、实验课,也不管教学课题、教学形式如何变换、学生的层次如何,就算是疫情中的空中课堂,只要能着眼于教学原点—— 核心素养,以物理探究式教学为手段,那么就能设计出提升学生核心素养的好课,让学生通过学科学习逐步形成正确的价值观念、必备品格和关键能力。

【参考文献】

[1]赵 亮,徐 波.探究式教学存在的误区[J].中国教育技术装备,2009(10).

[2]姚 彬.高中物理概念的“五特征”和“三类型”[J].物理教学·探讨,2019(4).

[3]叶海娟,褚云杰.基于核心素养的物理教学设计——以“生活中的圆周运动”为例[J].物理通报,2018(12).

(责编 卢建龙)