中學(xué)物理“導(dǎo)學(xué)案”的價(jià)值追求

汪曉曉 林欽

摘? ?要：基于“導(dǎo)學(xué)案”的教學(xué)是目前流行的一類(lèi)教學(xué)模式，“導(dǎo)學(xué)案”是此類(lèi)教學(xué)的核心和關(guān)鍵，但對(duì)中學(xué)物理“導(dǎo)學(xué)案”的分析表明，當(dāng)前的“導(dǎo)學(xué)案”普遍存在過(guò)于注重知識(shí)點(diǎn)的記憶和應(yīng)用，而忽略學(xué)生思維方法的培養(yǎng)的問(wèn)題。在“導(dǎo)學(xué)案”中滲透思維方法的訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的應(yīng)然要求。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理導(dǎo)學(xué)案;思維方法;核心素養(yǎng)

“導(dǎo)學(xué)案”是由教師個(gè)人或者集體共同設(shè)計(jì)的一種學(xué)習(xí)方案，其目的是通過(guò)自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)[ 1 ]。最初“導(dǎo)學(xué)案”是以“講學(xué)稿”的形式出現(xiàn)在東廬中學(xué)的課堂上，后來(lái)杜郎口中學(xué)開(kāi)展的“三三六”自主學(xué)習(xí)模式使“導(dǎo)學(xué)案”步入大眾的視野[ 2 ]。目前基于“導(dǎo)學(xué)案”的教學(xué)成為一種流行的教學(xué)模式[ 2 ]，各式各樣的“導(dǎo)學(xué)案”也如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。

1? 中學(xué)物理“導(dǎo)學(xué)案”現(xiàn)狀

不同的“導(dǎo)學(xué)案”的板塊略有不同，但總的來(lái)說(shuō)“導(dǎo)學(xué)案”主要包括預(yù)習(xí)指導(dǎo)、合作交流和達(dá)標(biāo)測(cè)試三個(gè)大板塊。其中預(yù)習(xí)指導(dǎo)模塊主要提供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)的預(yù)習(xí)任務(wù);合作交流模塊主要是課堂上使用，由教師指導(dǎo)學(xué)生合作交流探索預(yù)習(xí)中的問(wèn)題;達(dá)標(biāo)測(cè)試模塊則用于課后的復(fù)習(xí)鞏固。可見(jiàn)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)是基于“預(yù)習(xí)指導(dǎo)”模塊展開(kāi)的。我們收集了8份市面上發(fā)行的導(dǎo)學(xué)案參考用書(shū)以及優(yōu)秀導(dǎo)學(xué)案案例，對(duì)每份“導(dǎo)學(xué)案”中預(yù)習(xí)指導(dǎo)模塊的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將題目分為記憶性知識(shí)的題目和探索、解決問(wèn)題類(lèi)的題目?jī)刹糠帧?/p>

記憶性知識(shí)的題目是指那些只為了使學(xué)生復(fù)述學(xué)習(xí)到知識(shí)的問(wèn)題;

例如，我們周?chē)目諝馐艿降腳_________作用，空氣也具有__________，所以空氣內(nèi)部也有壓強(qiáng)，這就是__________，簡(jiǎn)稱(chēng)? ? ? 或__________。

探索、解決問(wèn)題類(lèi)題目是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要自己綜合學(xué)習(xí)到的知識(shí)，應(yīng)用學(xué)習(xí)到的方法進(jìn)行解決的問(wèn)題。

例如，①在托里拆利實(shí)驗(yàn)中，玻璃管裝滿水銀的目的是什么？

…

④實(shí)驗(yàn)中玻璃管傾斜對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響，理由是什么？若實(shí)驗(yàn)用的玻璃管換用粗一些的，會(huì)有影響嗎？

⑤還有測(cè)量大氣壓的方法嗎？說(shuō)說(shuō)你的想法，想想你的方法較托里拆利實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)。

筆者以此分類(lèi)為依據(jù)對(duì)這些市面上的“導(dǎo)學(xué)案”的部分章節(jié)的預(yù)習(xí)指導(dǎo)模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)圖1發(fā)現(xiàn)，目前“導(dǎo)學(xué)案”的導(dǎo)學(xué)部分著重知識(shí)性的內(nèi)容，而探索、解決問(wèn)題類(lèi)題目幾乎沒(méi)有?！皩?dǎo)學(xué)案”普遍存在過(guò)于注重知識(shí)點(diǎn)的記憶和應(yīng)用，而對(duì)學(xué)生思維方法的培養(yǎng)則比較弱。由此可見(jiàn)當(dāng)前的許多“導(dǎo)學(xué)案”存在背離“通過(guò)自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)”的初衷，表現(xiàn)出過(guò)于重視學(xué)生對(duì)知識(shí)技能的獲得而忽視了對(duì)學(xué)生思維方法的培養(yǎng)的問(wèn)題。

2? 思維方法在“導(dǎo)學(xué)案”中的重要性

我們常常聽(tīng)到這樣一句話“學(xué)過(guò)的知識(shí)都還給老師了”，那教育到底帶來(lái)了什么？關(guān)于教育我們可以聽(tīng)到很多種聲音，馮·勞厄曾說(shuō)過(guò)教育無(wú)非是所有知識(shí)遺忘后所剩下的東西。也就是說(shuō)教育的價(jià)值不在于知識(shí)本身而是內(nèi)在的——在學(xué)習(xí)過(guò)程中所獲得的能力和品質(zhì)[ 3 ]。目前我國(guó)提倡以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的物理教學(xué)，目的在于使人的能力和品格得到提升，最終培養(yǎng)全面發(fā)展的人，從而實(shí)現(xiàn)教育真正的價(jià)值。物理核心素養(yǎng)包括 “物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)部分。在這四個(gè)部分的共同作用下，讓學(xué)生掌握物理思維和方法，發(fā)展學(xué)生的思維能力和探究能力[ 4 ]。思維方法是在經(jīng)驗(yàn)的積累下人們總結(jié)歸納出的，可以有效地提高學(xué)生的思維能力。通常用思維品質(zhì)作為判斷學(xué)生的思維能力的高低的量度，主要包括深刻性、靈活性、批判性、獨(dú)創(chuàng)性和敏捷性五個(gè)方面[ 5 ]。

例如，（1984年.全國(guó)卷.四（4 ））已知地球半徑 R=6.4×106m，試估算地球大氣層空氣的總重量。最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字。__________

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解決問(wèn)題的整個(gè)思維過(guò)程如圖2所示[ 6 ]。題中的實(shí)際問(wèn)題是指估算大氣層的空氣的總重量，要解決這個(gè)問(wèn)題首先需要分析得出大氣壓強(qiáng)是大氣重力產(chǎn)生的原因。所以大氣的重力可以近似地看成地球表面所受的大氣壓力，即G=F，并建立相應(yīng)的物理與數(shù)學(xué)模型。在這個(gè)過(guò)程中個(gè)體對(duì)事情的理解程度就是深刻性的表現(xiàn)，一般運(yùn)用最多的是分析、抽象和概括的思維方法。之后我們又將地球上的大氣壓強(qiáng)看作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，這是一個(gè)抽象問(wèn)題的階段，在物理學(xué)中我們經(jīng)常運(yùn)用這類(lèi)理想化的方法。最后再根據(jù)已學(xué)知識(shí)F=PS，算出大氣層的總重量。

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的整個(gè)過(guò)程離不開(kāi)思維方法的應(yīng)用，其有效地促進(jìn)思維品質(zhì)的形成，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。而基于“導(dǎo)學(xué)案”的教學(xué)采用的是一種先學(xué)后教的教學(xué)模式，其目的是使學(xué)生的能力和品質(zhì)得以發(fā)展。學(xué)生通過(guò)“先學(xué)”使新知識(shí)與已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間發(fā)生聯(lián)系，最后將其納入已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，最終培養(yǎng)學(xué)生的自主意識(shí)和能力[ 7 ]?！皩?dǎo)學(xué)案”不是讓學(xué)生將書(shū)本的知識(shí)謄寫(xiě)過(guò)來(lái)的工具，它的意義在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。因此“導(dǎo)學(xué)案”本身應(yīng)該注重思維和發(fā)展，而不是知識(shí)的記憶。

3? 關(guān)于“導(dǎo)學(xué)案”的建議

如何使“導(dǎo)學(xué)案”在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中起到培養(yǎng)學(xué)生思維方法的作用成為需要解決的難題。以測(cè)量大氣層重量為例，若直接讓學(xué)生估算大氣層的重量，學(xué)生難以完成，那是否可以通過(guò)展示思維過(guò)程的方式來(lái)引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題呢？我們知道青少年正處于形式運(yùn)算階段，具有一定的抽象思維。青少年又可分為少年期（主要指初中生）和青年初期（主要指高中生）。少年期的抽象思維需要感性經(jīng)驗(yàn)來(lái)支撐，而青年初期可以通過(guò)理論推導(dǎo)形成抽象思維，這種從感性到理論的過(guò)渡從初二開(kāi)始到高二基本完成。因此，對(duì)于正處于初中階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)以示范的方式向其展示解決問(wèn)題的整個(gè)思維過(guò)程是符合學(xué)生的思維發(fā)展特點(diǎn)。就此筆者提出以下兩種具體操作建議。

（1）以問(wèn)題串的方式培養(yǎng)學(xué)生的思維方法

以問(wèn)題串的方式帶領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用分析、綜合、抽象、概括等思維方法解決問(wèn)題，最終學(xué)會(huì)自主應(yīng)用思維方法是符合學(xué)生思維發(fā)展的。對(duì)測(cè)量大氣重量的題目改編如下：

液體由于受到重力的作用，對(duì)容器底部、側(cè)面都會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)。壓強(qiáng)大小可用P=ρgh計(jì)算。氣體和液體都屬于流體，氣體的壓強(qiáng)是否也可以看成是氣體受重力作用的結(jié)果呢？

若我們?cè)诟呱侥_下測(cè)得的大氣壓和高山頂上測(cè)得的大氣壓大小__________? ? ? （“相同”或“不同”），則我們可以認(rèn)為_(kāi)_________? ? ?。理由是：__________? ? ?。

若我們已經(jīng)知道了水平面附近的大氣壓為P=1.0×105pa，我們是否可以根據(jù)壓強(qiáng)和壓力的關(guān)系估算大氣層對(duì)水平面的壓力呢？

由此是否可以估算大氣層的質(zhì)量呢？

改編后的題目將抽象、分析的部分用文字展示出來(lái)，然后以問(wèn)題串的方式幫助學(xué)生一步步地構(gòu)建物理模型，最終解決問(wèn)題。大氣屬于一種物質(zhì)，具有質(zhì)量，這要求學(xué)生具有正確的物理觀念。除此之外，還側(cè)重對(duì)學(xué)生構(gòu)建物理模型的能力的考察。在整個(gè)解決問(wèn)題的過(guò)程中，要求學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用分析、抽象、推理等思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維和科學(xué)推理的素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的思維能力。

（2）添加物理學(xué)史中科學(xué)家思維過(guò)程的內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生思維方法

在19世紀(jì)法國(guó)哲學(xué)家?jiàn)W古斯特·孔德就已提出將物理學(xué)史融入教育，隨著對(duì)物理學(xué)史越來(lái)越深入的研究，目前已有不少學(xué)者提出物理學(xué)史對(duì)教育的價(jià)值，其中包括幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)、發(fā)展科學(xué)思維和情感態(tài)度價(jià)值觀等。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題的思維過(guò)程與人的思維發(fā)展過(guò)程是一致的。在“導(dǎo)學(xué)案”中加入的物理學(xué)史的內(nèi)容可以起到展示其中的思維過(guò)程、教給學(xué)生類(lèi)似的思維方法的作用。仍以大氣壓強(qiáng)這節(jié)內(nèi)容為例，在大氣壓強(qiáng)的教學(xué)中，托里拆利發(fā)現(xiàn)大氣壓強(qiáng)并且測(cè)得大氣壓強(qiáng)，但是對(duì)這一發(fā)現(xiàn)和探究的過(guò)程描述往往是空白的。

例如，托里拆利在研究真空是否存在時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，他將一端開(kāi)口且裝滿水銀的玻璃管倒扣在水銀槽中，發(fā)現(xiàn)水銀只能保留大約76cm的高度，若玻璃管內(nèi)裝的是水，則這一高度可以達(dá)到10m，并且他們上方都會(huì)有一段空白。這段空出來(lái)的就是沒(méi)有任何物質(zhì)的真空。托里拆利認(rèn)為玻璃管中水銀上方的真空是由于大氣的壓力不足造成的，即大氣的重量只能支撐76cm的水銀柱。并由此估算了大氣層的高度，大家能否由此推理出托里拆利的計(jì)算方法？

托里拆利并不滿足于猜想，于是他設(shè)計(jì)了估算大氣層高度的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：他認(rèn)為如果大氣壓確實(shí)只能支撐76cm的水銀柱，那么在高山上做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，水銀柱高度應(yīng)該更小，因?yàn)榇髿獾母叨茸冃×恕＿@個(gè)實(shí)驗(yàn)由他的學(xué)生帕斯卡來(lái)完成，并證實(shí)在高山上大氣所能支撐的水銀柱高度小于地面。

今天我們知道大氣層中的空氣并不均勻分部，越高的地方空氣越稀薄，因此托里拆利的估算結(jié)果是不合理的。但他的這種大膽猜想、小心求證的思想是值得我們學(xué)習(xí)的。我們知道水平面附近的大氣壓為P=1.0×105pa，同學(xué)們能否受托里拆利的探究故事的啟發(fā)，估算一下大氣對(duì)水平面的壓力大小，并根據(jù)壓力和壓強(qiáng)的關(guān)系估算地球表面大氣的質(zhì)量。

這樣一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、推理驗(yàn)證的思維過(guò)程在潛移默化地影響學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)會(huì)像物理學(xué)家一樣地思考問(wèn)題，使思維得到訓(xùn)練，最終養(yǎng)成相應(yīng)的思維方法，同時(shí)使學(xué)生的物理核心素養(yǎng)得以提升。

4? 小結(jié)

思維方法是人們?cè)陂L(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累下而總結(jié)出的，包括分析、綜合、抽象、概括、推理、比較等。利用思維方法培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是核心素養(yǎng)的應(yīng)然要求。因此，如何在“導(dǎo)學(xué)案”培養(yǎng)學(xué)生的思維方法成為需要解決的問(wèn)題。鑒于“導(dǎo)學(xué)案”主要用于學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前以及學(xué)生的思維特點(diǎn)，筆者主張?jiān)凇皩?dǎo)學(xué)案”中以示范的方式展現(xiàn)解決問(wèn)題的思維過(guò)程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生思維方法，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成。最后本文給出了具體的案例供大家參考，希望今后大家能夠注重對(duì)學(xué)生思維方法的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)教育真正的價(jià)值。

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