讓物理教學(xué)成為一種研究

王永元

讓物理教學(xué)成為一種研究

王永元

讓物理教學(xué)成為一種研究是提升物理教學(xué)的有效性，助力學(xué)生物理素養(yǎng)養(yǎng)成的有效途徑。具體而言，教師應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)貼合生活實(shí)際的學(xué)習(xí)情境，鼓勵(lì)學(xué)生批判質(zhì)疑、表達(dá)觀(guān)點(diǎn)，在充分預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)上形成動(dòng)態(tài)生成的課堂。

核心素養(yǎng)；物理教學(xué)；教法研究

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。如何培養(yǎng)中學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)呢？筆者認(rèn)為讓物理教學(xué)成為一種研究是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效策略。在物理教學(xué)中教師要從學(xué)生的認(rèn)知出發(fā)，創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生積極思考的學(xué)習(xí)情景，引發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、研究問(wèn)題；發(fā)現(xiàn)和捕捉學(xué)生的各種想法，在交流分享中提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力；引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)合作研究、學(xué)會(huì)展示自己的觀(guān)點(diǎn)，體會(huì)研究問(wèn)題的方法，使研究成為學(xué)好物理、提升能力、發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)的一種有效策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境，倡導(dǎo)生活意識(shí)

物理是以理性思維為中心的學(xué)科，創(chuàng)設(shè)適合物理學(xué)習(xí)的情境，就是為學(xué)生構(gòu)建理性思維的平臺(tái)，教學(xué)中教師要充分挖掘?qū)W生的生活世界、文化世界中蘊(yùn)含的教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)源于學(xué)生、源于生活又能體現(xiàn)物理學(xué)科特點(diǎn)的學(xué)習(xí)情境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)研究的積極性。

教學(xué)片段1：為什么小燈泡的額定電壓不是3伏。

在路端電壓的教學(xué)中，學(xué)生由于受初中知識(shí)的影響，總認(rèn)為電源兩端的電壓是不變的，我們可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)源于學(xué)生生活，同時(shí)又能產(chǎn)生強(qiáng)烈沖突的情境。

教師課前準(zhǔn)備一個(gè)用普通小燈泡作為發(fā)光源的手電筒，同時(shí)讓班上學(xué)生也準(zhǔn)備幾個(gè)不同規(guī)格，但都是由小燈泡作為發(fā)光源的手電筒。首先教師讓學(xué)生猜想一下，用兩節(jié)干電池工作的小燈泡，其額定電壓應(yīng)該是多少？學(xué)生通常都會(huì)很肯定地說(shuō)應(yīng)是3伏。教師演示手電筒正常發(fā)光后，取下小燈泡觀(guān)察其額定電壓，發(fā)現(xiàn)只有2.5伏，并不是原來(lái)以為的3伏，再讓學(xué)生檢查自己準(zhǔn)備的手電筒中小燈泡的額定電壓，發(fā)現(xiàn)有的是2.5伏，有的只有2.2伏，這時(shí)學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑惑：為什么用兩節(jié)干電池工作的小燈泡的額定電壓不是3伏？產(chǎn)生了要探究其原因的強(qiáng)烈愿望，這就為路端電壓的學(xué)習(xí)提供了一個(gè)非常有效的引入情境，有效促使學(xué)生主動(dòng)研究電源兩端電壓與電源電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別。

本教學(xué)片段利用了學(xué)生在生活中非常熟悉的手電筒中兩節(jié)干電池電壓是3伏的原有觀(guān)念，但學(xué)生不清楚連接電路后電源電動(dòng)勢(shì)與用電器兩端電壓的不同，引入所要學(xué)習(xí)的路端電壓的概念。從學(xué)生熟悉的生活事件中選擇教學(xué)的素材，讓學(xué)生感受物理學(xué)習(xí)的意義和價(jià)值，同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生善于觀(guān)察、勤于動(dòng)手、主動(dòng)思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。創(chuàng)設(shè)引發(fā)觀(guān)念沖突的情境是激發(fā)學(xué)生思維的有效策略，選擇學(xué)生生活中非常熟悉的事件或?qū)嵗脤W(xué)生原有觀(guān)念中存在的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)原來(lái)的想法和觀(guān)念與真實(shí)情況不符時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生研究問(wèn)題弄清其原因的欲望，有助于學(xué)生強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究、重視研究過(guò)程、建立正確概念，對(duì)提高物理教學(xué)的效益和培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)有積極的意義。

二、鼓勵(lì)質(zhì)疑，倡導(dǎo)批判意識(shí)

物理教學(xué)應(yīng)突出問(wèn)題研究的意識(shí)，追求以問(wèn)題為引領(lǐng)的課堂教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生課前進(jìn)行自主研究形成若干問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行初步的思考，為課堂中的質(zhì)疑打下基礎(chǔ)。鼓勵(lì)質(zhì)疑可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題、積極闡述自己的觀(guān)點(diǎn)、深化對(duì)物理問(wèn)題的理解、促進(jìn)思維能力的有效發(fā)展；鼓勵(lì)質(zhì)疑是教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間相互交流與互動(dòng)的重要形式，促進(jìn)課堂形成一種民主、和諧的學(xué)習(xí)氛圍；鼓勵(lì)質(zhì)疑是有效傳遞學(xué)習(xí)信息的橋梁，教師通過(guò)問(wèn)題將研究的方向傳達(dá)給學(xué)生，學(xué)生的疑問(wèn)又將學(xué)習(xí)情況反饋給教師，從而發(fā)現(xiàn)和提出新的研究問(wèn)題，不斷引導(dǎo)學(xué)生積極而深入的思考；質(zhì)疑也是對(duì)不同觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行的一種批判，這不僅需要學(xué)生明確闡述自己的觀(guān)點(diǎn)及形成觀(guān)點(diǎn)的理由，而且還要分析別人的觀(guān)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)和指出其不合理的理由，強(qiáng)化了學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行分析、推理、論證和歸納的能力。

教學(xué)片段2：測(cè)測(cè)你的反應(yīng)時(shí)間，比比誰(shuí)的反應(yīng)快。

在自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中，利用教材中“測(cè)測(cè)你的反應(yīng)時(shí)間”的小實(shí)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生進(jìn)行質(zhì)疑。首先讓學(xué)生兩人一組，利用身邊隨手可得的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。各組學(xué)生選擇不同的實(shí)驗(yàn)器材、學(xué)生間不同的反應(yīng)時(shí)間、未知運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和生活經(jīng)驗(yàn)形成的某些觀(guān)念等因素，為進(jìn)行質(zhì)疑提供了較為有利的前提條件。實(shí)驗(yàn)中教師選擇幾組測(cè)出的下落距離相同但選用的刻度尺有木尺、鋼尺、塑料尺的實(shí)驗(yàn)對(duì)照組來(lái)引發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，學(xué)生為了說(shuō)明自己的反應(yīng)時(shí)間優(yōu)于別人或沒(méi)有輸于別人，分別闡述自己的觀(guān)點(diǎn)和理由。學(xué)生觀(guān)點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面：①依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，重的物體應(yīng)該下落得更快，所以用重的尺（鋼尺）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同學(xué)反應(yīng)時(shí)間更快；②雖然兩把尺重量不同但其下落的運(yùn)動(dòng)情況與物體的輕重?zé)o關(guān)，所以反應(yīng)時(shí)間應(yīng)該是相同的。學(xué)生對(duì)兩種觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行辯論，列舉相應(yīng)的事實(shí)來(lái)說(shuō)明自己的觀(guān)點(diǎn)和反駁對(duì)方的觀(guān)點(diǎn)，并通過(guò)設(shè)計(jì)新的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、查詢(xún)相關(guān)資料等手段解決輕重不同的物體下落時(shí)間是否相同的問(wèn)題。

本片段中利用學(xué)生生活觀(guān)念中對(duì)物理概念認(rèn)識(shí)的偏差形成相互批判、質(zhì)疑的學(xué)習(xí)氛圍，并讓學(xué)生自然地模擬科學(xué)家的思維對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行思考，使我們的教學(xué)在學(xué)生獲得知識(shí)的同時(shí)感受物理概念建立的思維過(guò)程與研究方法，培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)尋找證據(jù)的意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

三、展示觀(guān)念，倡導(dǎo)傾聽(tīng)意識(shí)

物理教學(xué)不應(yīng)只是教師向?qū)W生傳遞物理知識(shí)的過(guò)程，學(xué)生之間的交流、觀(guān)念的展示對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力的作用巨大。在課堂教學(xué)中組織學(xué)生對(duì)自己的觀(guān)點(diǎn)進(jìn)行展示，不僅有助于物理知識(shí)的進(jìn)一步深化，而且能學(xué)會(huì)如何收集研究資料、如何闡述自己的觀(guān)念，實(shí)現(xiàn)與周?chē)瑢W(xué)、老師進(jìn)行有效交流，并在展示和交流中發(fā)現(xiàn)自己的不足和錯(cuò)誤，弄清形成錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的原因。教師在觀(guān)看、傾聽(tīng)學(xué)生的展示中發(fā)現(xiàn)教學(xué)的更好切入點(diǎn)，幫助學(xué)生進(jìn)行提煉、歸納和總結(jié)，促進(jìn)知識(shí)的合理建構(gòu)、能力的持續(xù)提升。

教學(xué)片段3：物理習(xí)題教學(xué)中學(xué)生觀(guān)念的展示。

習(xí)題教學(xué)在日常教學(xué)中占據(jù)相當(dāng)大的比例，如何通過(guò)習(xí)題教學(xué)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，我們總結(jié)了“學(xué)生先行、觀(guān)念展示、教師斷后”的教學(xué)策略。

“學(xué)生先行”指教師收集學(xué)生預(yù)練、作業(yè)或試卷中呈現(xiàn)的錯(cuò)誤、亮點(diǎn)和差異，并以學(xué)生典型做法作為物理習(xí)題教學(xué)的切入點(diǎn)。

“觀(guān)念展示”指教師先不急于對(duì)學(xué)生的解題進(jìn)行評(píng)價(jià)，而是選擇學(xué)生中有代表性的錯(cuò)誤解法、精彩解法和差異策略用實(shí)物投影展示出來(lái)，教師從學(xué)生解答中設(shè)置幾個(gè)引導(dǎo)性問(wèn)題幫助學(xué)生從若干關(guān)鍵點(diǎn)上闡述自己的思維過(guò)程，展示自己對(duì)問(wèn)題認(rèn)識(shí)的主要觀(guān)點(diǎn)。教師和其他學(xué)生在傾聽(tīng)中發(fā)現(xiàn)和捕捉學(xué)生思維中可以進(jìn)一步研究的問(wèn)題，并組織學(xué)生對(duì)問(wèn)題形成自己的觀(guān)點(diǎn)，在交流、展示中發(fā)現(xiàn)思維中的錯(cuò)誤與偏差以及形成的原因，幫助學(xué)生建立新的正確觀(guān)念。

“教師斷后”指教師對(duì)學(xué)生的展示過(guò)程的評(píng)價(jià)是提升學(xué)生思維品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)中教師要多用學(xué)生的說(shuō)法，從學(xué)生的思維層面進(jìn)行總結(jié)提煉，幫助學(xué)生正確建立物理概念、形成科學(xué)思維。

教學(xué)的基本出發(fā)點(diǎn)都是要發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，研究和發(fā)現(xiàn)學(xué)生的觀(guān)念，從學(xué)生的觀(guān)念出發(fā)組織教學(xué)，使課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生有針對(duì)性的幫助，提升教學(xué)的有效性。只有讓課堂成為學(xué)生觀(guān)念展示的場(chǎng)所，物理習(xí)題教學(xué)的價(jià)值才得到回歸，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)才真正得到發(fā)展。

四、充分預(yù)設(shè)，倡導(dǎo)動(dòng)態(tài)生成

課堂之所以精彩就是因?yàn)檎n堂上有許多無(wú)法預(yù)知的可能性，物理教學(xué)又特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生思維能力的發(fā)展，因此課堂教學(xué)的內(nèi)容無(wú)法做到準(zhǔn)確地預(yù)見(jiàn)所有的思維細(xì)節(jié)，而課堂的精彩也就在這無(wú)法預(yù)見(jiàn)之中。實(shí)際教學(xué)中教師要根據(jù)學(xué)生的思維發(fā)展情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和捕捉學(xué)生對(duì)具體問(wèn)題認(rèn)識(shí)的細(xì)微之處，從學(xué)生的想法和需求出發(fā)，及時(shí)進(jìn)行教學(xué)的調(diào)整和合理取舍，實(shí)現(xiàn)有效的課堂生成。動(dòng)態(tài)生成就是構(gòu)建豐富的活力課堂，教師依據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)，從激發(fā)學(xué)生的思維發(fā)展的角度，捕捉有助于教學(xué)的有效信息，用學(xué)生的觀(guān)點(diǎn)、想法和解題過(guò)程等實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)生成，使教學(xué)的內(nèi)容和研究的問(wèn)題貼近學(xué)生的思維發(fā)展，最大限度地激發(fā)學(xué)生的潛能。

教學(xué)片段4：研究作用力和反作用力間的關(guān)系。

預(yù)設(shè)用傳感器研究作用力與反作用力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)：連接好實(shí)驗(yàn)裝置后，讓兩名學(xué)生一起來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，一名學(xué)生將一個(gè)傳感器握在手中，另一個(gè)傳感器固定在墻上，并適度控制拉動(dòng)手中傳感器的力度，另一名學(xué)生負(fù)責(zé)操作電腦記錄數(shù)據(jù)，實(shí)際教學(xué)中可以多讓幾組學(xué)生來(lái)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程。

對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的圖象（如圖1）進(jìn)行開(kāi)放式的討論。

圖1

圖2

師：對(duì)于圖1，同學(xué)們還有什么問(wèn)題嗎？

生1：為什么作用力和反作用力這兩個(gè)力的圖象會(huì)分布在時(shí)間軸的上下兩側(cè)？

生2：為什么得到的圖象是兩條對(duì)稱(chēng)的曲線(xiàn)？

針對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)一步引導(dǎo)討論：

生3：圖象在時(shí)間軸上下兩側(cè)說(shuō)明作用力、反作用力的方向是相反的，對(duì)稱(chēng)說(shuō)明大小是相等的，曲線(xiàn)說(shuō)明物體在運(yùn)動(dòng)。

生4：不對(duì)，一端固定在墻上，這個(gè)傳感器明顯是靜止的，曲線(xiàn)說(shuō)明手在抖。

生5：手抖的說(shuō)法不夠正確，固定在墻上的傳感器沒(méi)有抖，但圖象也是變化的，應(yīng)該是手拉的力在變化。

生6：固定在墻上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有這樣的圖象，如果一起運(yùn)動(dòng)的話(huà)，圖象沒(méi)有這樣的規(guī)律。

依據(jù)學(xué)生的想法讓兩名學(xué)生分別拉住兩個(gè)傳感器，并在運(yùn)動(dòng)中記錄數(shù)據(jù)。

再次獲得圖象（圖2），引導(dǎo)學(xué)生討論從兩次實(shí)驗(yàn)的圖象中可以得到作用力和反作用力的哪些結(jié)論。

生7：兩次實(shí)驗(yàn)得到的圖象有相同的規(guī)律和特征，說(shuō)明作用力與反作用力的關(guān)系對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)的物體都是相同的，都是等大、反向（t軸的上下兩側(cè)）。

學(xué)生的認(rèn)識(shí)常常是片面的，這時(shí)需要教師引導(dǎo)學(xué)生分析圖中的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)和拐點(diǎn)是否出現(xiàn)在同一時(shí)刻。引導(dǎo)學(xué)生自己分析歸納出：作用力和反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。

我們教師的課堂不可能沒(méi)有預(yù)設(shè)，但只有一種預(yù)設(shè)是不夠的，要預(yù)設(shè)出學(xué)生思維發(fā)展的多種可能性，在備課時(shí)就具體問(wèn)題盡可能要預(yù)設(shè)多種方案，課堂上要根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)做出相應(yīng)的選擇。當(dāng)出現(xiàn)超出教師所有的預(yù)設(shè)時(shí)，就需要生成，生成是“無(wú)法預(yù)約的精彩”，是體現(xiàn)教師教學(xué)智慧和能力的重要方面。本片段中學(xué)生的許多問(wèn)題可能在教師的預(yù)料之中，但學(xué)生會(huì)特別關(guān)注哪一點(diǎn)是無(wú)法預(yù)知的，只有依據(jù)學(xué)生在課堂上的思維發(fā)展來(lái)推進(jìn)教學(xué)，才能使課堂變得更精彩。

G633.7

A

1005-6009（2017）51-0022-03

王永元，江蘇省太倉(cāng)高級(jí)中學(xué)（江蘇太倉(cāng)，215411）學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，正高級(jí)教師，江蘇省特級(jí)教師，蘇州物理名師發(fā)展共同體主持人，教育部“國(guó)培計(jì)劃”首批專(zhuān)家，入選2017國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃教學(xué)名師、江蘇省有突出貢獻(xiàn)的中青年專(zhuān)家。