從實(shí)踐案例看物理教師學(xué)科素養(yǎng)對(duì)探究教學(xué)的影響

盧慕稚 徐 力

（1.北京師范大學(xué)物理系，北京 100875；2.首都師范大學(xué)教育學(xué)院，北京 100048；3.首都師范大學(xué)教育技術(shù)系，北京 100048）

中學(xué)物理教師的學(xué)科素養(yǎng)是指支撐教師有效教學(xué)的物理學(xué)科功底以及對(duì)物理學(xué)科本質(zhì)、思想方法的認(rèn)識(shí).其中包括教師對(duì)中學(xué)物理知識(shí)的深刻理解，對(duì)科學(xué)探究知識(shí)的掌握以及科學(xué)思維方式等方面.目前，關(guān)于探究教學(xué)的必要性已經(jīng)得到廣大一線物理教師觀念上的普遍認(rèn)可，但在常態(tài)教學(xué)中卻還是很少能真正引導(dǎo)學(xué)生探究.這其中固然有教育管理的問題、教師教學(xué)觀念的問題，但教師的學(xué)科素養(yǎng)達(dá)不到探究教學(xué)的要求，很多教師不敢實(shí)施探究教學(xué)也是一個(gè)重要的原因.下面筆者結(jié)合一些具體的教學(xué)實(shí)例，分析物理教師學(xué)科素養(yǎng)對(duì)探究教學(xué)的影響.

1 教師對(duì)物理學(xué)知識(shí)有了深刻理解才能恰當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生的探究過程

作為教師，對(duì)于所教授的知識(shí)，不僅應(yīng)該知其然，而且應(yīng)該知其所以然.但是，在傳授式教學(xué)環(huán)境中成長(zhǎng)起來的教師有時(shí)只是熟知結(jié)論，卻不清楚與結(jié)論相對(duì)應(yīng)的物理學(xué)問題是什么，這將使要求經(jīng)歷過程的探究教學(xué)找不準(zhǔn)探究的起點(diǎn).

例如，“探究物質(zhì)的比熱容”一課，課堂上師生究竟應(yīng)該圍繞什么問題展開探究？一位教師進(jìn)入新課后首先讓學(xué)生猜想“影響溫度升高1℃時(shí)吸熱多少的變量可能有哪些？”學(xué)生提出質(zhì)量、體積、密度、物質(zhì)等可能的因素，于是教師感到很難處理.教師課后說，如密度，學(xué)生說不出理由，教師尚可以“科學(xué)猜想要有理由”為借口在課堂上不檢驗(yàn)；而體積，為什么吸熱多少是和質(zhì)量相關(guān)，在控制變量時(shí)保持質(zhì)量相等而不是體積相等？教師除了告訴學(xué)生是因?yàn)椤耙延械难芯勘砻鳌?，很難用別的方法說服學(xué)生.而另一位教師用夏天去海邊游泳的感受導(dǎo)入這節(jié)課.

師：哪位同學(xué)曾去過海邊？晴朗的夏天中午，赤腳走在沙灘上，和在海水中有什么不同的感受？

生1：感到沙子燙腳，海水里涼快.

師：傍晚，又是怎樣一種情景呢？

生1：沙子變涼了，而海水里卻感到暖和.

師：其實(shí)，即使有的同學(xué)沒有去過海邊，在晴朗夏天中午走在水泥地和在池水中也有類似的感覺.我們說的“燙”，“涼”是指物體的冷熱程度不同，用哪一個(gè)物理量來表示？

生：溫度.

師：為什么同一時(shí)刻，海水和沙子的溫度不同呢？……今天我們一起通過實(shí)驗(yàn)來探究“不同物質(zhì)吸收熱量與溫度變化的關(guān)系”.

筆者認(rèn)為，后面這位教師聚焦的問題才是探究物質(zhì)比熱容真正的科學(xué)問題.比熱容是物質(zhì)的屬性，引入比熱容概念的目的是為了表征物質(zhì)的這種特性.教師朝著這個(gè)方向創(chuàng)設(shè)問題情境，一上來就引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注不同物質(zhì)在熱現(xiàn)象中的表現(xiàn)，恰當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)了學(xué)生的探究方向.而“影響溫度升高1℃時(shí)吸熱多少的變量可能有哪些？”將問題聚焦于熱量變化，與之對(duì)應(yīng)的探究結(jié)果是：物體溫度升高1℃吸收多少熱量與物質(zhì)及其多少有關(guān)，定量關(guān)系Q＝cmΔt.

2 教師具備了科學(xué)探究的知識(shí)才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力

在培訓(xùn)中有教師提出：我知道探究教學(xué)應(yīng)該讓學(xué)生提出他們想研究的問題，但是學(xué)生提出的問題五花八門，課堂時(shí)間有限，不可能都研究，不得已我還得說“這節(jié)課我們研究××問題”，硬把學(xué)生拉回到既定的教學(xué)方案中來，讓學(xué)生提問的環(huán)節(jié)就是走形式，為了提問而提問，感覺很不好，所以一般上課就不讓學(xué)生提問題了.其實(shí)該教師的感覺是對(duì)的，但是當(dāng)我們建議教師對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行分類、點(diǎn)評(píng)時(shí)，教師顯得很茫然，不知如何去做.這表明該教師缺乏有關(guān)科學(xué)探究的知識(shí).探究始于問題，但是教師可能不知道什么是好的科學(xué)問題，科學(xué)問題有哪些類型；探究需要觀察，但教師可能并不清楚通常有哪些觀察的方法、技能可以教給學(xué)生；等等.教師如果不具備科學(xué)探究的知識(shí)，又如何能通過探究教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力.

且看一位優(yōu)秀教師的案例.某教師在進(jìn)行初中物理“功”這節(jié)課的教學(xué)時(shí)，首先設(shè)置了如下情境：（1）物體受重力和豎直向上的拉力靜止不動(dòng)；（2）物體受重力和豎直向上的拉力水平勻速運(yùn)動(dòng)；（3）物體受重力和豎直向上的拉力勻速向上運(yùn)動(dòng)；（4）物體受重力和豎直向上的拉力勻速向下運(yùn)動(dòng).在帶著學(xué)生完全是基于生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)定前兩個(gè)過程沒有能量改變，第三個(gè)過程有能量改變之后，問學(xué)生還有別的問題要提出來嗎？

學(xué)生A：這個(gè)能量叫什么？

教師：噢，你想給這個(gè)能量一個(gè)定義，便于我們?nèi)ソ涣?我們之所以要下一些定義、給它一定的文字表述，就是為了交流.很好.還有嗎？（轉(zhuǎn)向旁邊的學(xué)生）你試試？

學(xué)生B：這個(gè)能量與物體的質(zhì)量有什么關(guān)系？

教師：啊，你想進(jìn)一步研究這個(gè)能量到底與它運(yùn)動(dòng)的速度、它的質(zhì)量有什么關(guān)系.決定這些能量的因素.還有嗎？（轉(zhuǎn)向下一位學(xué)生）你試試.

學(xué)生C：它往上走能量改變，如果它往下走能量是不是也改變

教師：你想討論一下能量改變的方式.什么情況下會(huì)導(dǎo)致它的能量改變，什么情況下不會(huì)導(dǎo)致這些能量改變.非常之漂亮.如果你們生活在那個(gè)時(shí)候，你們這3個(gè)問題往這兒一提，就涵蓋了功能關(guān)系的全方位.實(shí)際上她（指A）的問題提出了能量的概念；她（指B）的問題提出了能量決定方式的問題；她（指C）的問題是能量改變的原因問題.那么我們今天這堂課就取她（指C）的那個(gè)問題，能量改變的原因.剩下的事情我們會(huì)在下幾節(jié)課不斷地去討論.

教師讓學(xué)生練習(xí)提問，又在肯定學(xué)生所提問題的過程中將學(xué)生的問題表述為科學(xué)問題，最后，教師的點(diǎn)評(píng)將學(xué)生所提問題提升為該領(lǐng)域全方位的問題，學(xué)生一定會(huì)受到鼓舞，也必定會(huì)在心中積淀下如何提科學(xué)問題的經(jīng)驗(yàn)、體會(huì).要教學(xué)生探究，既不能直接灌輸探究方法的條文，也不能全靠學(xué)生自己感悟.這就需要教師擁有一些有關(guān)科學(xué)探究的知識(shí)，在指導(dǎo)學(xué)生探究的過程中恰當(dāng)?shù)貍魇诮o學(xué)生.可惜，當(dāng)前很多教師非常缺乏這類知識(shí)，這也是中學(xué)物理教師學(xué)科素養(yǎng)中最薄弱的方面.

3 教師運(yùn)用科學(xué)的思維方式思考物理問題才能真正從本質(zhì)上實(shí)施探究教學(xué)

教師是如何思考物理問題的，這是體現(xiàn)物理教師學(xué)科素養(yǎng)的一個(gè)重要方面.如果物理教師在思考物理問題時(shí)都不遵循科學(xué)的思維方式，想當(dāng)然地照搬書本結(jié)論，那么其探究教學(xué)只能是走形式.

例如，多少年來，大量的物理課堂都是這樣講“蒸發(fā)吸熱”的——將酒精涂在學(xué)生的手背上，學(xué)生能感受到手背處“發(fā)涼”，于是教師就認(rèn)為他用事實(shí)證明了“蒸發(fā)吸熱”.但學(xué)生真的能由此認(rèn)識(shí)到“蒸發(fā)吸熱”嗎？一位教師這樣做了之后問學(xué)生：“是什么原因讓你感到手背發(fā)涼？”學(xué)生答：“因?yàn)榫凭臏囟缺容^低”.當(dāng)時(shí)這位教師沒做任何評(píng)價(jià)，轉(zhuǎn)身又叫了另一位學(xué)生回答.那位學(xué)生說出了教師期待的答案，于是教師順利地總結(jié)結(jié)論——“對(duì)，是因?yàn)檎舭l(fā)吸熱.”這里師生是在進(jìn)行科學(xué)探究嗎？不是.是教師在用已經(jīng)失去了科學(xué)探究精神的所謂的“事實(shí)證明”灌輸知識(shí)結(jié)論.究其原因，其中非常重要的一點(diǎn)恐怕是教師自身也并未深思熟慮地推敲過這一知識(shí).當(dāng)然，這也是難免的，問題是當(dāng)聽到學(xué)生表達(dá)真實(shí)的思考時(shí)教師仍然沒有進(jìn)入對(duì)自己所提出的物理問題的科學(xué)思維狀態(tài).置于室溫環(huán)境的酒精一般而言真的會(huì)比學(xué)生的手背溫度低，熱傳遞也是手背感到?jīng)龅脑?這么多年了，為什么很多教師都沒有想過呢？是否可以說，傳統(tǒng)教育培養(yǎng)了太多接受型的人，缺少問“為什么”從而獨(dú)立思考的習(xí)慣.但作為物理教師，這是其學(xué)科素養(yǎng)亟待提高的重要方面.

篇幅所限，不可能舉更多的實(shí)例證明筆者的觀點(diǎn)，也不能面面俱到地涉及教師學(xué)科素養(yǎng)的各項(xiàng)內(nèi)容.例如，有教師關(guān)于物體浮沉條件的教學(xué)不是從物理學(xué)本身的知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計(jì)探究的問題，而是站在應(yīng)試的角度，“因?yàn)榭荚囶}經(jīng)常要用密度關(guān)系判斷物體的浮沉”，所以在得出浮力與物體自重的關(guān)系決定物體浮沉后還要求學(xué)生探究“為什么不同的物體受到浮力和重力的關(guān)系不同？”形式上看似熱熱鬧鬧地探究了，實(shí)際上卻混淆了物理學(xué)基本概念、規(guī)律、原理與其推論的關(guān)系.胡子眉毛一把抓，這也是導(dǎo)致教學(xué)時(shí)間不夠用、學(xué)生負(fù)擔(dān)重的原因之一.另外，教師欠缺有關(guān)物理實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，表現(xiàn)在探究教學(xué)中就會(huì)提出一些教條的要求，例如“探究實(shí)驗(yàn)一定要做6次才能得結(jié)論”等等，而當(dāng)教師運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律時(shí)又往往只要出現(xiàn)預(yù)知的結(jié)果就宣告完成.總之，每個(gè)案例可能都只是個(gè)別現(xiàn)象，但是它們反映出的中學(xué)物理教師學(xué)科素養(yǎng)問題應(yīng)該引起廣大教師的注意.另外需要指出，教師學(xué)科素養(yǎng)的各個(gè)側(cè)面不是孤立存在的，而是相互關(guān)聯(lián)的，只要教師有意識(shí)地結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐勤于思考、加強(qiáng)學(xué)習(xí)、注重積累，就一定能夠不斷提升自己的學(xué)科素養(yǎng).