基于物理核心素養(yǎng)的“課研修”教研模式探討①

(廣東省廣州市黃埔區(qū)教育研究中心，廣東 廣州 510700)

1 “課研修”教研模式

“課研修”教研模式是指從課例研討(一課多備、多講)出發(fā)，圍繞教學(xué)問題進(jìn)行專題討論(教學(xué)心得、學(xué)習(xí)體會(huì)、資料交流、讀書收獲等)，同時(shí)引導(dǎo)教師自我研修(讀書、科研、寫作等)，把工作、科研、學(xué)習(xí)和生活聯(lián)系在一起，立足于激發(fā)教師的內(nèi)需，把專業(yè)研修變成自身的需求，變被動(dòng)參加教研為主動(dòng)參與教研，以達(dá)到教師人人為了實(shí)現(xiàn)自我而努力的一種教研模式。

這種教研模式的主要特點(diǎn)是：以激發(fā)教師內(nèi)需為目的，教師是主體，人人參與，人人都是組織者、主講人、參與者。

2 物理學(xué)科核心素養(yǎng)

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過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，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。

物理觀念是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí)，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華。

科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化；是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)探究包括：提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任包括：認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境(STSE)的關(guān)系基礎(chǔ)上逐漸形成的對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任感。

3 通過“課研修”教研優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)

案例1：初中物理“功”的教學(xué)

[課]個(gè)人初備，教學(xué)流程如下。

(1) 教師列舉生活中的一些實(shí)例(搬運(yùn)物品、推拉小車等)，說明力的作用有時(shí)有成效(在力的方向上移動(dòng)了一段距離)，有時(shí)無成效(雖然有力，但物體沒被移動(dòng)或在力的方向上沒有移動(dòng))。

(2) 總結(jié)得出功的定義。

[研]通過集體研討，大家認(rèn)為以上教學(xué)設(shè)計(jì)存在以下問題：?jiǎn)慰坷蠋煹闹v授，缺失學(xué)習(xí)者的主動(dòng)參與，缺乏學(xué)生對(duì)物理概念在頭腦中的提煉和升華過程，應(yīng)用這種一步到位的教法后，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)難以深入理解、切實(shí)掌握。

[修]通過學(xué)習(xí)和交流，根據(jù)課標(biāo)中關(guān)于“物理觀念”的闡述，大家從落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的視角，重新設(shè)計(jì)本節(jié)教學(xué)流程如下。

(1) 分別讓兩位學(xué)生用力提水桶。

(2) 讓所有學(xué)生用手掌托起課本，慢慢舉高(盡量勻速)。

(3) 學(xué)生通過體驗(yàn)并思考：要描述力的這種“成效”，我們需要一個(gè)新的物理量——功。

(4) 教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出功的定義，進(jìn)一步分析得出做功所包含的兩個(gè)必要因素。

案例2：初中物理“汽化和液化”的教學(xué)

[課]個(gè)人初備，教學(xué)流程如下。

(1) 將滴有酒精的氣球扎緊袋口，放入熱水中，觀察會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

(2) 把氣球從熱水中取出,現(xiàn)象又是什么樣的?

(3) 分析：氣球放入熱水中時(shí)氣球會(huì)脹起來，是由于液態(tài)的酒精變成氣態(tài)的酒精氣體，這種現(xiàn)象叫汽化，這個(gè)過程酒精需要吸熱。把氣球從熱水中取出，可以看到氣球癟下去，是由于氣態(tài)的酒精氣體變成液態(tài)的酒精，這個(gè)過程需要放熱。

(4) 引入：汽化和液化的概念以及吸放熱情況。

[研]通過集體研討，大家認(rèn)為以上教學(xué)設(shè)計(jì)是從知識(shí)本位出發(fā)，存在以下問題。

(1) 學(xué)生只是觀察老師的演示，沒有參與到建構(gòu)知識(shí)的過程中來，學(xué)生理解不夠深入，在實(shí)際的情景中不懂得遷移應(yīng)用。

(2) 教師忽略了學(xué)生的質(zhì)疑：氣球脹起來是因?yàn)榭諝馐軣崤蛎涍€是液態(tài)酒精變成氣態(tài)酒精？教師沒有針對(duì)學(xué)生質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生提出解決方案。例如：把裝有空氣的氣球扎緊口，放入熱水中，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，根據(jù)事實(shí)提取信息和處理信息，通過科學(xué)推理和科學(xué)論證，得出正確的結(jié)論。

[修]討論和學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)課標(biāo)中科學(xué)思維的培養(yǎng)目標(biāo)，重新設(shè)計(jì)本節(jié)教學(xué)方案如圖1。

圖1

案例3：初中物理“探究凸透鏡成像規(guī)律”教學(xué)

[課]個(gè)人初備，教學(xué)流程如下。

(1) 教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置，確定物距的取值范圍，觀察凸透鏡成像情況。

(2) 學(xué)生觀察并記錄在不同物距的情況下凸透鏡成像的特點(diǎn)以及物距與像距。

(3) 總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律。

[研]通過集體研討，大家認(rèn)為以上教學(xué)設(shè)計(jì)是從知識(shí)本位出發(fā)，存在以下問題。

(1) 直接從實(shí)驗(yàn)觀察得出成像情況,這種一步到位的教法，有悖于科學(xué)的本質(zhì)，缺失學(xué)生主動(dòng)參與建構(gòu)知識(shí)的過程，導(dǎo)致學(xué)生重結(jié)論，不求過程，若長(zhǎng)此以往，有礙科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。

(2) 學(xué)生沒有真正體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，缺乏根據(jù)實(shí)際情景思考并提出問題，形成猜想與假設(shè)，并用科學(xué)方法獲取信息和處理信息，對(duì)于知識(shí)的發(fā)生過程理解不夠深入，無法遷移應(yīng)用。

[修]通過學(xué)習(xí)和交流，深入理解課標(biāo)中關(guān)于“實(shí)驗(yàn)探究”的培養(yǎng)要求：通過學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具有實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測(cè)與假設(shè)；具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案和獲取證據(jù)的能力，能正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案，使用各種科技手段和方法收集信息；具有分析論證的能力，會(huì)使用各種方法和手段分析、處理信息，描述、解釋實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果和變化趨勢(shì)；具有合作與交流的意愿與能力，能準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思實(shí)驗(yàn)探究過程與結(jié)果。

大家從落實(shí)物理核心素養(yǎng)的角度，重新設(shè)計(jì)本節(jié)教學(xué)流程如下。

(1) 提出問題：隔著放大鏡看遠(yuǎn)近不同的物體，看到的像可能是怎樣的？

(2) 猜想與假設(shè)：可能是倒立縮小、倒立放大、正立放大、正立縮小等。

(3) 設(shè)計(jì)方案：安裝調(diào)節(jié)光具座，在光具座依次插入蠟燭、凸透鏡，固定凸透鏡的位置，把蠟燭由較遠(yuǎn)的地方然后向凸透鏡逐漸移近，觀察像的情況。

(4) 進(jìn)一步提出問題：在實(shí)驗(yàn)探究過程學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)物距的變化影響著成像的特點(diǎn)，那么像的大小、正倒跟物距有什么關(guān)系？怎樣確定像的位置？如何測(cè)量物距和像距？

為顯示光路和確定像的位置，我們往往會(huì)借助光屏，學(xué)生會(huì)想到利用前面漫反射的知識(shí)，若在像的位置放置一個(gè)光屏，就會(huì)使通過凸透鏡的折射光線發(fā)生漫反射，眼睛從蠟燭一側(cè)向各個(gè)方向都可以觀察到像的位置和成像的特點(diǎn)。

(5) 實(shí)驗(yàn)探究：在凸透鏡的另一側(cè)放置一個(gè)光屏，并調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的中心在同一高度(思考：為什么要這樣做？)使蠟燭逐漸移近凸透鏡，光屏上依次出現(xiàn)倒立縮小、倒立放大的實(shí)像，記錄像的大小、正倒及相應(yīng)的物距和像距。

(6) 提出問題：在實(shí)驗(yàn)過程學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)蠟燭移到一倍焦距以內(nèi)時(shí)，無論怎樣移動(dòng)蠟燭，光屏上都不能得到清晰的像點(diǎn)，這是為什么？應(yīng)該怎么辦？

學(xué)生解釋：虛像是折射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，光束沒有經(jīng)過該點(diǎn)，在光屏上只能接收到亮斑，但不是像。若人站在光屏同側(cè)，取下光屏，使光線進(jìn)入人眼，人通過透鏡可以看到蠟燭所成的虛像。

實(shí)驗(yàn)探究：取下光屏，用眼睛直接從原來光屏的同側(cè)透過凸透鏡觀察蠟燭，看看能否觀察到像？

(7) 提出問題：成實(shí)像時(shí)，蠟燭向右移動(dòng)，像也向右移動(dòng)，若蠟燭垂直光具座上下、左右移動(dòng)時(shí)，像會(huì)怎樣移動(dòng)？

實(shí)驗(yàn)探究：成實(shí)像時(shí)，使蠟燭垂直光具座上下、左右移動(dòng)，觀察光屏上像的位置的變化，要使像成在光屏的中央，觀察一下蠟燭、凸透鏡和光屏三者的中心有什么位置關(guān)系？

(8) 歸納得出凸透鏡成像規(guī)律。

案例4：高中物理“動(dòng)量定理”教學(xué)

[課]個(gè)人初備，教學(xué)流程如下：教師舉起兩個(gè)雞蛋，從相同高度由靜止掉下，一個(gè)直接掉到地板上摔破了，另一個(gè)掉到海綿上沒有摔破。兩次碰撞中雞蛋前后動(dòng)量的變化是一樣的，但碰撞中受到的作用力卻不同。引發(fā)學(xué)生思考，并通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析、歸納得出動(dòng)量定理。

[研]通過集體研討，大家認(rèn)為以上設(shè)計(jì)存在以下問題：教師為了引入課堂教學(xué)，每班至少摔破一個(gè)雞蛋，且直接掉到地上，無法回收利用。會(huì)誤導(dǎo)學(xué)生可以隨意浪費(fèi)食物，不利于培養(yǎng)學(xué)生“熱愛自然，保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源”的責(zé)任感。

[修]通過學(xué)習(xí)和交流，根據(jù)課標(biāo)中關(guān)于“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的培養(yǎng)目標(biāo)：學(xué)生在進(jìn)行物理研究和物理成果應(yīng)用時(shí)，能遵循普遍接受的道德規(guī)范；理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境的關(guān)系，熱愛自然，珍惜生命，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。大家從落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的角度，重新設(shè)計(jì)本節(jié)教學(xué)引入如下。

教師手拿一個(gè)雞蛋準(zhǔn)備上課，“一不小心”掉到講臺(tái)下面了，教師發(fā)出“啊”的一聲并開講：“同學(xué)們平時(shí)是否也有過這種不小心？大家是否想知道雞蛋的命運(yùn)？”多數(shù)學(xué)生會(huì)認(rèn)為雞蛋破了，教師請(qǐng)一位學(xué)生代表到講臺(tái)下面觀察雞蛋(或直接用投影儀投影到大屏幕，讓所有學(xué)生都能看到)，發(fā)現(xiàn)雞蛋完整無損，因?yàn)榻處燁A(yù)先在地上墊了海綿。

這樣的設(shè)計(jì)，表面上好像沒有對(duì)比。其實(shí)，學(xué)生從日常生活中已經(jīng)知道：如果雞蛋直接掉到硬地板上一定會(huì)破，現(xiàn)在不破，是因?yàn)閴|了海綿。這樣做，一方面雞蛋不破，沒有浪費(fèi)食物，體現(xiàn)了培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的要求，另一方面更能引發(fā)學(xué)生的思考。

以上通過四個(gè)教學(xué)案例，嘗試說明通過“課研修”教研，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，推進(jìn)物理核心素養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)。

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