物理新課程知識觀在教科書中的體現(xiàn)

潘岳松

摘要：本文以滬科教版《伽利略對落體運(yùn)動的研究》一節(jié)的編寫為例，論述了新課程知識觀下的物理知識在教科書中呈現(xiàn)的一些基本特征，包括物理課程知識所具有的對學(xué)生的召喚力，顯現(xiàn)出新教材走向?qū)W生、靠近學(xué)生的姿態(tài)和突出對學(xué)生能力的培養(yǎng)等方面的新風(fēng)貌。

關(guān)鍵詞：課程知識觀；物理知識；表征；教科書編寫

中圖分類號：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-6148(2012)5(s)-0069-3

新課程知識觀下的物理知識是以一種與學(xué)生在精神上存在某種際遇、在地位上平等對話的姿態(tài)出現(xiàn)的。同以往知識呈現(xiàn)出的靜態(tài)化特征(公式、定律、原理的直接呈現(xiàn)等)相比，新課程知識觀下的物理知識鮮明地顯現(xiàn)出一種走進(jìn)學(xué)生的動態(tài)化特征。

本文以滬科教版《伽利略對落體運(yùn)動的研究》一節(jié)為例，來看看物理新課程知識觀是如何具體地體現(xiàn)在教科書中的。本節(jié)內(nèi)容可分為兩大部分，一部分是亞里士多德和伽利略對力和運(yùn)動的主要觀點(diǎn)和研究方法，另一部分是伽利略通過研究自由落體運(yùn)動，創(chuàng)立了科學(xué)的研究方法。

1知識的呈現(xiàn)具有召喚力

本節(jié)物理課程知識在呈現(xiàn)上不再是一個冷漠的“無言者”，而是一個積極的、飽含熱情的“召喚者”，一個活躍的“對話者”。

1.1知識是可批判、可商討的

一開始引言部分就以生活中的常見事例來引發(fā)學(xué)生的興趣和思考，接著以“小石頭詰難大哲學(xué)家”來激發(fā)學(xué)生的好奇心。并對自己可能解決好大哲學(xué)家都沒能解決的問題充滿期待，這樣一來，伽利略的探究之路也成了學(xué)生和伽利略同步實驗、思考和交流的探究之路。“超越伽利略”、“課題研究”等欄目則是學(xué)生學(xué)習(xí)的升華，為學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的挖掘、創(chuàng)造性的發(fā)揮提供了開放、多樣的可能路徑。

在本節(jié)編寫中，知識是以一種與師生平等商討的面貌出現(xiàn)的。無論是亞里士多德，還是伽利略，他們的研究成果都是學(xué)生思考的對象，而不是直接接受的圭皋。在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生的主體能動性可以獲得充分的彰顯，邁出他們從“旁觀者”向“參與者”轉(zhuǎn)變的步伐。盡管“佯謬”、“物體運(yùn)動性質(zhì)的含義”等表述可能會在一定程度上妨礙學(xué)生的理解，但適度新穎的詞語和適當(dāng)?shù)脑~語難度反而可以促進(jìn)學(xué)生了解的興趣，并不會阻止他們探究的動力。

1.2問題意識貫穿全文

如表1所示，“詰難、佯謬、迷霧、探究之路、超越、課題研究”等欄目新穎別致，不斷給學(xué)生以問題引導(dǎo)和啟發(fā)。學(xué)生在不同階段有不同的興趣點(diǎn)和學(xué)習(xí)任務(wù)，自然會積極參與研究和討論。從引言、“小石頭詰難大哲學(xué)家”到最后的課題研究，各階段的學(xué)習(xí)任務(wù)是連貫的，學(xué)生認(rèn)識由現(xiàn)象到本質(zhì)，逐步深入。在習(xí)題編寫上，還有包括可動手做的簡單易操作的實驗、問題討論等形式。這種習(xí)題編制方式超越了為解題而學(xué)習(xí)的認(rèn)識樊籠，為學(xué)生學(xué)習(xí)上升到思考物理問題本質(zhì)，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的層面做出了有益的探索。

1.3多種物理語言表征

從知識的表征角度來看，如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中僅僅依靠某一種物理語言，那么這往往會造成他們對物理理解的淺化和窄化。只有在對物理知識表征的各個側(cè)面(實物表征、圖像表征、符號表征等)進(jìn)行了充分認(rèn)識后才能更好地把握物理的本質(zhì)。

本節(jié)教科書在物理語言上使用了文字、實物、漫畫、圖表等多種表征方式，安排了多處信息刺激物。教材形式生動活潑、版式新穎、圖文并茂，其由過去的與學(xué)生單向信息交流向綜合信息交流轉(zhuǎn)變。物理語言的多種表征方式從不同角度反映了物理現(xiàn)象的一般本質(zhì)，學(xué)生自身的體驗、感悟、經(jīng)驗、直覺、想象、信念乃至信仰等都可參與到整個知識的理解和創(chuàng)生過程。因此。多種物理語言表征避免了由于使用單一物理語言所造成的思維定勢，盡可能的開發(fā)了學(xué)生的潛能。

1.4知識的學(xué)習(xí)是蘊(yùn)涵意義的過程

新課程知識觀下物理知識的編寫，把學(xué)生的知識學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)與情感體驗有機(jī)地結(jié)合起來，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，走進(jìn)學(xué)生的心靈。在本節(jié)教科書編寫中，學(xué)生通過對落體運(yùn)動的探究，憑借他們有限的知識去理解廣袤無垠的現(xiàn)實，體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅；通過探索知識與人的關(guān)系，在與知識的精神性對話中提升自己的精神世界，從而超越物理基礎(chǔ)知識的“掌握”標(biāo)準(zhǔn)。走向獲得學(xué)習(xí)意義的更高層面。

2知識表征顯現(xiàn)出走向?qū)W生、靠近學(xué)生的姿態(tài)

物理課程知識的呈現(xiàn)只有關(guān)注學(xué)生已有的經(jīng)驗世界，促進(jìn)學(xué)生的自主建構(gòu)，才能獲得充沛的生命力。

2.1知識呈現(xiàn)方式從靜態(tài)走向動態(tài)

自由落體運(yùn)動規(guī)律，即自由落體運(yùn)動時初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，如果就該規(guī)律本身的陳述式的語言敘述而言，其表現(xiàn)為客觀的、靜態(tài)的、價值中立的形態(tài)，還沒有脫離教科書高高在上的“真理持有者”的姿態(tài)。但是本節(jié)內(nèi)容在編寫上做出了較大的創(chuàng)新，將過去純敘述的獨(dú)白式的物理內(nèi)容改變?yōu)橛欣趯W(xué)生自主探究式的材料，由過去知識呈現(xiàn)的模式化(問題、原理、例題、習(xí)題)向個性化(問題、實驗、圖片、最新科技成果、物理學(xué)家等)轉(zhuǎn)變，不是直接給出知識的結(jié)論，而是將知識的發(fā)生、發(fā)展過程淋漓盡致地展示了出來。知識獲得是學(xué)生自主建構(gòu)的，且在建構(gòu)過程中也滲透了科學(xué)方法的訓(xùn)練和科學(xué)精神的培育。

2.2知識扎根于具體情境中

“傳統(tǒng)教材正是由于將教材等同于知識，將教材設(shè)計等同于知識的選擇和呈現(xiàn)，因而忽視了知識的境域化問題”，“沒有認(rèn)識到教材應(yīng)為知識對話情境的根本品性”。本節(jié)編寫立足于學(xué)生的生活與精神世界，從情境導(dǎo)入，貼近學(xué)生實際；書中的實驗設(shè)備簡單、易于操作；實驗描述具體、清晰：知識的呈現(xiàn)不再是孤零零的語言陳述，而是和生活、社會緊密聯(lián)系，知識走向開放。

3

知識表征重視學(xué)生能力的培養(yǎng)

物理課程知識不僅是外顯陳述性與內(nèi)隱程序性知識的統(tǒng)一；也是物理認(rèn)知策略、思維方法、科學(xué)精神的統(tǒng)一。

3.1思維邏輯從演繹走向歸納

過去教科書往往是將本節(jié)內(nèi)容作為勻變速直線運(yùn)動的特例來編寫的，是先由一般原理再到特殊事例，不符合學(xué)生由具體到一般、由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律。本節(jié)是通過小球在斜面上實驗，得出小球運(yùn)動速度和所花時間關(guān)系的結(jié)論，再通過思維的“合理外推”得出自由落體運(yùn)動的規(guī)律。這種演繹式編寫有利于學(xué)生解決有標(biāo)準(zhǔn)答案的良好結(jié)構(gòu)問題。

3.2突出科學(xué)探究能力的培養(yǎng)

伽利略的探究之路這一部分內(nèi)容注重了學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。在對亞里士多德觀點(diǎn)否定的基礎(chǔ)上，提出了落體運(yùn)動性質(zhì)是什么的問題，進(jìn)而通過學(xué)生的討論，提出速度與時間關(guān)系的猜想。猜想與假設(shè)是根據(jù)已有問題，對因素遵循某種規(guī)律形態(tài)的一種預(yù)見，是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一個重要環(huán)節(jié)。猜想是初步階段，需要根據(jù)已有知識積累和直覺等因素，多來自于對現(xiàn)象的直接體察：假設(shè)是在猜想的基礎(chǔ)上，對猜想的種種可能進(jìn)行了理性的篩選、加工和凝煉，使問題的解決更具有科學(xué)性、指向性。

在遇到瞬時速度不易測量的第一個困難時，運(yùn)用了數(shù)學(xué)推理的方法；對實驗的第二個困難，即減緩小球下落速度，采用了斜面實驗的辦法。教科書在這里并沒有給出該實驗的詳細(xì)步驟和方法，而由學(xué)生自己去構(gòu)想和設(shè)計，表現(xiàn)出了較大的開放性。第三個困難，對斜面實驗結(jié)論能否外推至落體運(yùn)動，運(yùn)用了“合理外推”的思想方法。教科書最后并沒有給出探究的結(jié)論，而是需要學(xué)生自己總結(jié)得出。

3.3物理學(xué)習(xí)策略、科學(xué)思維方法的顯處理

過去物理教科書往往把物理原理、法則、公式等陳述性知識顯處理；把物理學(xué)習(xí)策略、方法等程序性知識隱處理。在本節(jié)內(nèi)容編寫中，伽利略采用反證法推翻了亞里士多德觀點(diǎn)，凸現(xiàn)邏輯的力量：他巧妙地利用了數(shù)學(xué)推理和“沖淡重力”的斜面實驗，間接證明了他的假設(shè)，又打破了傳統(tǒng)的以思辨性的論戰(zhàn)來決定是非的古板方法，在當(dāng)時具有劃時代的意義；他又把把斜面實驗的結(jié)論采用“合理外推”的方法推廣到豎直的情況，這是他思維方法上的再一次“升華”。在教科書版面中專門列出“突出主要因素、忽略次要因素”、“間接測量的方法”、“合理外推的思維方法”等小板塊，并引用了科學(xué)家拉普拉斯的名言，強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法的重要，物理思維的魅力盡現(xiàn)其中。這種編寫方式給予了物理學(xué)習(xí)策略、科學(xué)思維方法在物理中應(yīng)有的地位，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)方法的明確化，優(yōu)化了學(xué)生的物理思維結(jié)構(gòu)。

(欄目編輯鄧?yán)?