物理教學設計比較研究的基礎與方法論探詢——以初中物理“壓強”教學設計為例

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物理教學設計比較研究的基礎與方法論探詢——以初中物理“壓強”教學設計為例

張琪胡揚洋

（首都師范大學教育學院，北京100037）

【摘要】隨著課程改革的深化，教學理念多元化，教學設計多樣化，使得物理教學設計比較研究逐漸發(fā)展。文章在梳理其研究基礎之后，提出了物理教學設計比較研究的三個基本維度：物理教學邏輯、科學方法顯化、學生思維訓練，并以初中物理“壓強”教學設計為例，作具體闡述。

【關鍵詞】物理教學；教學設計比較；比較教學；同課異構；教學設計；高端備課

胡揚洋（1988-），男，河南沁陽人，首都師范大學教育學院，在讀博士研究生。研究方向：物理教學論。

一、問題的提出

新課程改革自2001年至今已有10余年，2014年又進一步提出全面深化課程改革，并把課堂教學改革作為課程改革的重點，改革著眼于優(yōu)化課程體系，高中課程標準已展開修訂。在物理學科教學領域，10余年來的改革不斷深入，課堂教學理念不斷豐富與多元、教學設計的樣式不斷增多，由此不可避免地產生了比較的需要，如“一課多講”、“同課異構”等研討模式為物理教學改進與教師發(fā)展提供了良好的平臺，然而依舊存在不盡如人意之處，其原因在于教學設計比較的理論與框架有待清晰。據此，如何基于我國物理教學深厚的實踐基礎與比較教育學的最新研究成果，較為系統(tǒng)地構建物理教學設計比較研究的基礎與方法論就成為了我們的研究課題。

二、物理教學設計比較研究的基礎探詢

（一）比較教學論研究的緣起與現(xiàn)狀

比較教學論作為比較教育學的一個子領域，在近30年來已經成為比較教育學的重點研究領域之一。丁邦平教授提出：“比較教學論可以成為這樣一個研究方向，因為這是比較教育學中最能夠直接為課程與教學改革服務，尤其是為教師教育與教師專業(yè)發(fā)展直接提供學術支持的一個領域?！雹俳冢嘤姓撜邔⒈容^教學論運用在物理教學上，為學?？茖W教育作出了新的思考。②

我們認為，眾多比較教育學者關于比較教學論研究的經驗與論述，在當下彰顯了重要意義，也為我們反思學校教學現(xiàn)狀提供了新視角。也正如丁邦平教授所述：“教學論研究主體不僅要建構理論，更需要把這些理論運用到學校教育教學的變革實踐之中，需要直接地與學校的校長和教師等接受主體建立起密切的工作關系?！雹蹞?，選比較教學論作為比較研究的基礎之一，有潛力真正做到為教師教育與教師專業(yè)發(fā)展提供直接的學術支持。

（二）“同課異構”研究的理念與實踐

隨著新課程標準的實施，為中學教學帶來了全新的教育教學理念，“同課異構”這種具有理論與實踐相結合特點的課題也逐漸成為了我國中小學教師校本研究的重要形式?！巴n異構”即對相同的教學內容采取不同的教學設計和教學構思?！巴n異構”研討模式實質上形成了一線教師之間教學設計的比較，然而實踐中，往往出現(xiàn)教師只是一味地求“異”，或為了“異”而“異”，亦或重“同”輕“異”。這些做法無一不將“同課異構”的理念帶入了誤區(qū)，阻礙了其潛在功能的發(fā)揮。我們認為，“同課異構”需在繼承一線經驗的基礎上，探尋出教學設計比較研究的方法論，為教學實踐提供更有意義的指導。

（三）物理教材比較研究的興起與發(fā)展

1949年以來，我國中學物理教材的發(fā)展經歷了“照搬套用、自主編訂、10年停滯和改革復興”等幾個階段，在幾經變遷中逐步完善，形成了相應的時代風格和特點。2001年新課程改革以來，我國中學物理教材建設進入到了一個新的時期。根據地區(qū)的差異、學生智力發(fā)展水平的不同，以及知識基礎、認知能力的不同，我國現(xiàn)行高中物理教材共五個版本，初中物理教材約有十個版本左右，這使得對不同時間、不同地區(qū)、不同國家的教材進行比較也漸漸成為了研究熱點。

我國中學物理教材的比較研究源于1986年的一篇《中學物理教材改革對學生創(chuàng)造力的培養(yǎng)——談甲、乙兩種物理課本的新意與不足》，全面興起于20世紀90年代。老一輩物理教育學家喬際平先生特別指出，教材之間“有比較才有鑒別”（1993）。④爾后，教材比較研究進一步著眼于內地與香港，中國與外國的比較。至21世紀，國內外都掀起了教材改革的浪潮，物理教材的比較研究也繼續(xù)發(fā)展。首先是將我國教材與國外教材加以對比；其次，比較我國不同省市物理教材的使用情況；第三是比較新一輪課改前后中學物理教材。

物理教材比較研究的逐步發(fā)展為物理教學設計的比較提供了重要基礎，而對物理教學設計的比較研究，則是物理教材比較的深入發(fā)展。

三、物理教學設計比較研究的維度提出

物理教學設計是為了在時空有限的課堂教學中，使學生理解物理知識，并體現(xiàn)物理學科中潛藏的邏輯思維和科學方法。對教學設計加以比較，能有效幫助教師掌握教學設計之間的區(qū)別，在對比中取優(yōu)。喬際平先生指出：“比較是在一定關系上根據客觀標準進行的，沒有統(tǒng)一的標準就無法進行比較?！雹芤虼?，探尋比較研究的標準，則是抓住了比較的基本依據。

新課程改革以來，初中物理課程標準（2011版）明確提出“物理作為科學教育的組成部分，是以提高全體學生科學素養(yǎng)為目標的自然科學基礎課程?！倍岣呖茖W素養(yǎng)，又旨在讓學生能夠掌握自身發(fā)展必需的物理基礎知識和方法，養(yǎng)成良好的思維習慣，能夠嘗試運用科學知識和科學方法解決問題。這些對知識、技能、方法和思維發(fā)展的需求，無一不是對學生能力培養(yǎng)的關注。據此，我們以“智能—技能—認知結構”能力理論、皮亞杰認知發(fā)展理論、科學方法顯化教育理論為依據，提出物理教學設計的合理性主要取決于三個維度，即物理教學邏輯、科學方法顯化以及學生思維訓練，具體含義如表1所示。

表1　物理教學設計比較維度及其含義

由表1可見，物理教學設計的比較具有一個整體結構，三個比較維度相互支撐，環(huán)環(huán)相扣。選教學邏輯作為比較的第一個維度，是因其所表達的內容是知識呈現(xiàn)的過程。而要想進一步展開教學邏輯，就需要運用科學方法這一有效工具，將科學方法進行顯化教育。同時，教學不僅包含一些外化操作，還應伴隨著學生內部心理調控，這就需要對教學設計進行“學生思維訓練”這一維度的比較。

四、初中物理“壓強”教學設計的比較研究

物理教學設計比較研究力圖促進物理教學的多樣化、有序化和完善化發(fā)展，并突破現(xiàn)有教學模式的限制，具有很大的開拓空間。以下就依據上述基本理論和比較維度，就初中物理“壓強”概念作具體闡述。

（一）教學設計比較研究對象的選取

物理概念是學生正確認識物理世界的基礎，也是科學素養(yǎng)的重要組成部分。我們選初中物理壓強概念一節(jié)為例，是因其為初中核心知識之一。此外，壓強概念教學自建國以來就是物理教學界探討的熱點，積累了諸多重要觀點。具體而言，“壓強”在初中物理中不僅是學習液體和氣體壓強、阿基米德定律的重要基礎，更對培養(yǎng)學生科學思維和提高分析解決問題能力有很大促進作用。我們在中國知網上進行搜索，將發(fā)表時間在1949年至2014年4月期間的壓強教學研究文章進行整理歸類，可以見教學設計主要分為兩大類：一是中學一線教師根據《物理教學大綱》《物理課程標準》以及自身教學經驗所寫的教學設計，主要從教育教學、物理教學、課堂組織等角度對“如何上好壓強這節(jié)課”提出了不同的建議；二是近兩年出現(xiàn)的，由課程與教學論專業(yè)教授結合專業(yè)研究領域及深度理論知識完成的《壓強概念教學的高端備課》，最終確定比較研究的對象如表2所示：

表2　比較研究的對象

（二）教材、一般教學設計與高端備課的比較

我們在確定研究對象的基礎上，進一步總結一線教師教學設計共同之處，與教材、高端備課進行比較，其目的在于明確壓強概念的建立過程，分析出教材、教學設計中不同教學方式會對學生掌握科學知識、學習科學方法和培養(yǎng)科學思維有怎樣的影響，比較情況如表3所示。

1.從物理教學邏輯的維度看?？v觀一般教學設計及其主線，大部分教師以教材為依據都按照“觀察生活現(xiàn)象—引導學生猜想—實驗驗證猜想—歸納實驗結果—得出壓強概念—解釋物理意義”六個步驟展開教學，整體上比較完整。本文選取的一般教學設計都注重實驗展示并配合著“問題串”的形式引導學生建立壓強概念，力求在知識講授上增強邏輯性。然而，各環(huán)節(jié)的教學還略顯零散，邏輯脈絡不夠清晰。特別是在實驗驗證中，都在強調“比較壓力作用效果，要選取相同受力面積”，但卻沒有講解其中蘊含的邏輯關系。

物理高端備課在教學的邏輯上，明確指出概念的建立過程應以比值定義法的邏輯展開，從比值定義法的邏輯動因直接比較壓力的作用效果出發(fā)，進一步抓住“比較”的核心思想——選取相同標準，將選取標準化為“一平方米”，即采用比值“F/S”，并與壓強建立聯(lián)系，最后給出生活實例闡釋壓強的物理意義。整個教學過程條理清晰，展現(xiàn)了教學環(huán)節(jié)之間重要的邏輯聯(lián)系。

2.從科學方法顯化的維度看。教材、一般教學設計和高端備課主要體現(xiàn)為三種運用科學方法的形式，具體情況如表4所示。

表3　教材、一般教學設計與高端備課的比較

表4　壓強概念建立過程中科學方法的運用

現(xiàn)行教材試圖以“比值定義法”建立壓強概念，并同時向學生滲透觀察法、猜測法等研究問題的方法，一定程度上做到了知識向方法的轉移。但對“比值定義法”這一科學方法的教學則采用了“含而不破”的隱處理方式，缺少科學方法過程性的體現(xiàn)。

中學物理教師在教學設計中大多采用“控制變量法”進行教學。然而，部分教師在給出壓強表達式環(huán)節(jié)時，注意到向學生滲透“比值定義法”這一科學方法，運用聯(lián)想與知識遷移策略，引導學生將壓強與所學密度、速度進行類比，幫助其更好理解和運用壓強公式。

相比之下，物理高端備課還完成了科學方法的過程性教學，即依據比值定義法的基本邏輯完成教學，在一定程度上實現(xiàn)了物理科學方法在教學中的顯化。

3.從學生思維訓練的維度看。現(xiàn)行教材、一般教學設計遵循著“感性認識—物理概念—練習作業(yè)”的教學模式，培養(yǎng)了學生的定勢思維，使其形成了有序的知識體系，有助于學生整體把握物理知識結構。但教學設計中并未完全展現(xiàn)所包含的邏輯環(huán)節(jié)，對科學方法的運用也是含糊其辭。這勢必會導致學生思維趨于膚淺，思維方式呆板、機械，對問題的解決也缺乏靈活性。物理高端備課對“壓強”概念建立從“直接比較壓力作用效果”的思路出發(fā)，抓住了“選取相同標準”這一核心思想，講明了比值的物理意義，同時論證了“為什么要用比值”，使學生在學習壓強概念的同時，經歷了相對完整的思維訓練過程，從而培養(yǎng)了學生抽象和概括能力，使其能把所學知識遷移到不同物理情境中去解決問題。

五、物理教學設計比較研究的總結與啟示

物理教學設計比較研究并非是教學或教師的附屬物，在某種程度上，突破了往往局限于個人經驗層面的教學，將我國物理教學理論與實踐相互融合。物理教學設計具有其系統(tǒng)性與多樣性，教師首先要善于抓住教學的核心內容，在整個學科的知識結構中向學生講授知識點，挖掘知識背后所蘊含的科學方法。其次，要運用好教學資源，依據物理學史、科技史等，盡可能呈現(xiàn)當時知識形成的思維與研究過程。第三，要注重學生已有經驗和特有情感，創(chuàng)設多樣且有效的體驗情境，激發(fā)學生學習興趣，使學生從行為到心理、思維都得以參與。第四，要關注課堂教學的實效性，從根本杜絕為“異”而“異”的教學設計。每一個教學環(huán)節(jié)的設定要明確且有實際意義。對物理教學設計比較研究進行梳理既是對物理一線教學經驗的總結，也是對比較研究理論的初步探詢。希望在未來的研究中，可以深入探明這一研究的理論，厘清其在教育研究中的層次與地位，為中學教學實踐提供引導與支持。

注釋：

①丁邦平.比較教學論:21世紀比較教育學發(fā)展的一個重要領域[J].教育研究,2013,03:12-19.

②胡揚洋,劉銳.中美太空授課的比較教學論研究[J].上海教育科研,2014,11:10-13.

③丁邦平.反思教學論研究——基于比較教學論的視角[J].課程·教材·教法,2012,09:26-31+49.

④喬際平,張憲魁.初中物理教材的選擇與分析[M].北京:高等教育出版社,1993.

⑤邢紅軍,胡揚洋,石堯,王慧.壓強概念教學的高端備課[J].中學物理教學參考,2013,10:18-20.

作者簡介：張琪（1992-），女，北京人，首都師范大學教育學院教育，在讀碩士研究生。研究方向：物理教學論；

中圖分類號：G423

文獻標識碼：A

文章編號：1005-5843（2015）03-0129-03