著眼于教學(xué)原點(diǎn)的物理探究式教學(xué)探究

丘珺

【摘 要】本文闡明物理教學(xué)原點(diǎn)及回歸教學(xué)原點(diǎn)的探究式教學(xué)方式，將回歸教學(xué)原點(diǎn)的探究式物理課型分為概念和規(guī)律課、習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課三種類型，并以此為例介紹回歸教學(xué)原點(diǎn)的物理探究式教學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】物理 教學(xué)原點(diǎn) 探究式教學(xué) 核心素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2020）05B-0121-02

黨的十九大提出：“要全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進(jìn)教育公平，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人?！?017 年版新課標(biāo)進(jìn)一步明確：“普通高中的培養(yǎng)目標(biāo)是進(jìn)一步提高學(xué)生綜合素質(zhì)，著力發(fā)展核心素養(yǎng)，使學(xué)生具有理想信念和社會(huì)責(zé)任感，具有科學(xué)文化素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)能力，具有自主發(fā)展能力和溝通合作能力?！蔽锢斫虒W(xué)如何有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)？筆者經(jīng)過自己的探索，認(rèn)為著眼于教學(xué)原點(diǎn)的物理探究式教學(xué)能更有效地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。

物理教學(xué)原點(diǎn)是什么？原點(diǎn)，即出發(fā)點(diǎn)。這個(gè)原點(diǎn)，就是不涉及技巧、方法的那個(gè)核心，就是“把學(xué)校學(xué)到的知識(shí)忘掉，剩下的那一部分”。教師有什么樣的教學(xué)原點(diǎn)，就會(huì)有什么樣的教學(xué)理念，就會(huì)衍生出什么樣的教學(xué)方法。物理教學(xué)原點(diǎn)不應(yīng)該是具體的物理概念、規(guī)律，更不應(yīng)該是物理題的解題結(jié)論，而應(yīng)該是如何提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)?！皩W(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力”。也就是說，物理教學(xué)原點(diǎn)應(yīng)該是使學(xué)生通過物理概念、規(guī)律等物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，提升科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。著眼于教學(xué)原點(diǎn)的物理探究式教學(xué)，是從學(xué)情出發(fā)、緊緊圍繞核心素養(yǎng)的探究式教學(xué)。

筆者認(rèn)為，物理探究式教學(xué)是指在物理教學(xué)過程中，借助物理概念、規(guī)律等物理知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的部分或全部環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和提升學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究所需的能力和素養(yǎng)的一種教學(xué)方式。國家對(duì)科學(xué)探究的重視程度不斷加強(qiáng)，這從中學(xué)的課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)科學(xué)探究的要求的演變即可看出。2001 年版的課標(biāo)提出，教師在教學(xué)中應(yīng)注重科學(xué)探究;2003 年頒布的高中課程方案提出，要“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力”;2011 年版課程標(biāo)準(zhǔn)，將科學(xué)探究和內(nèi)容學(xué)習(xí)放在同等重要的地位;2017 年版物理學(xué)科的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)在凝練學(xué)科核心素養(yǎng)時(shí)，直接把科學(xué)探究列為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)方面之一。

目前，對(duì)物理探究式教學(xué)的研究和成果已有相當(dāng)規(guī)模，筆者 2020 年 3 月 17 日在知網(wǎng)上搜索“物理探究式教學(xué)”，就得到包括碩士論文在內(nèi)的 1449 條結(jié)果。從研究中也看到了課堂中確實(shí)存在一些物理探究式教學(xué)的誤區(qū)，比如，存在教條化現(xiàn)象，一節(jié)課總是一定要學(xué)生“經(jīng)歷”完整的科學(xué)探究步驟，而且把這當(dāng)作是否是探究式教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為沒有實(shí)驗(yàn)就不是科學(xué)探究;也存在形式化現(xiàn)象，認(rèn)為探究式教學(xué)就一定要讓學(xué)生多回答問題，一定要走多問答這個(gè)形式;等等。如何能更好地達(dá)到普通高中的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有效性，避免走進(jìn)誤區(qū)呢？筆者結(jié)合個(gè)人教學(xué)思考和實(shí)踐，把物理課型分為概念和規(guī)律課、習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課，談?wù)勅绾芜M(jìn)行回歸教學(xué)原點(diǎn)的物理探究式教學(xué)。

一、概念和規(guī)律課

概念、規(guī)律只是觀念的基礎(chǔ)，但物理觀念、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成絕不是背一些概念、規(guī)律就可以形成?！八^的物理觀念，通俗地講即是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華”，“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指在理解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境 （STSE）的關(guān)系的基礎(chǔ)上形成對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度以及責(zé)任心”。如果學(xué)生不知道為什么要引入這個(gè)概念，那么就很容易陷入為做出題目而死記硬背的誤區(qū)。這樣哪怕把題目做對(duì)了心里也茫然，更談不上提煉和升華。著眼于教學(xué)原點(diǎn)，緊緊抓住如何能讓物理概念和規(guī)律在學(xué)生頭腦中得以提煉、升華，了解學(xué)生學(xué)習(xí)之前對(duì)概念、規(guī)律的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)的物理情景和物理問題，循著學(xué)生有疑問—— 猜想—— 實(shí)驗(yàn)—— 結(jié)論—— 驗(yàn)證的步驟進(jìn)行物理探究式教學(xué)，就可以讓學(xué)生明晰物理概念，形成清晰、系統(tǒng)的物理觀念，并且能比較正確地描述和解釋自然現(xiàn)象。

以“動(dòng)量”概念教學(xué)為例。學(xué)生初接觸“動(dòng)量”時(shí)，最大的疑惑是，動(dòng)能和動(dòng)量這兩個(gè)概念都涉及質(zhì)量和速度，為什么要有兩個(gè)不同的概念呢？如果能借助核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的新版人教社教材的思路，著眼于教學(xué)原點(diǎn)，以學(xué)定教，那么就能凸顯物理探究式教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，較好地解答學(xué)生的疑惑—— 為什么要引入“動(dòng)量”這個(gè)概念？為此，在課堂上先讓學(xué)生看一個(gè)實(shí)驗(yàn)——基于學(xué)情，抓住學(xué)生的疑惑啟動(dòng)課堂。用兩根長度相同的線繩分別懸掛兩個(gè)完全相同的鋼球 A、B，拉起 A 球到一定高度然后放手，讓它碰撞 B 球，B 球被撞后擺到與 A 球原來相同的高度，為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢？—— 基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出問題。這個(gè)臺(tái)階不高的問題引起學(xué)生進(jìn)行初步思考，似乎是速度之和不變？—— 形成猜想和假設(shè)。換質(zhì)量不同的 C 球，發(fā)現(xiàn)與質(zhì)量有關(guān)—— 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、基于證據(jù)得出結(jié)論并解釋結(jié)論。學(xué)生在這樣的一步一步思考、學(xué)習(xí)中，物理概念在頭腦中得以提煉和升華。甚至，在學(xué)生對(duì)動(dòng)能和動(dòng)量仍有疑問或有興趣的時(shí)候，還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行更加深入的思考。歷史上，物理學(xué)家是怎么定義的呢？—— 介紹這兩個(gè)概念的形成所經(jīng)歷的漫長的學(xué)術(shù)爭論歷史故事，這種滲透物理學(xué)史的教育能讓學(xué)生更好地領(lǐng)悟嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)態(tài)度。

二、習(xí)題課

學(xué)生在解答物理習(xí)題的過程中，在一定程度上運(yùn)用了科學(xué)思維當(dāng)中的抽象模型、科學(xué)推理方法。但我們要注意，科學(xué)思維卻不能簡單等同于解題方法和解題思路，科學(xué)思維“包括了模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素”。如果僅僅是關(guān)注了題目如何解答，那么學(xué)生只能習(xí)得碎片式的結(jié)論，甚至只是知道一道題目如何解而已。因此，要著眼于教學(xué)原點(diǎn)，緊緊抓住科學(xué)思維的要素，利用物理探究式教學(xué)，以學(xué)生疑惑為出發(fā)點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)平臺(tái)和情景，讓學(xué)生交流、歸納，得出初步觀點(diǎn)，然后對(duì)觀點(diǎn)進(jìn)行交流、反思，最后總結(jié)歸納出更普適的方法。經(jīng)歷了這樣的教學(xué)，學(xué)生更容易獲得真正的解決問題能力。比如，把問題抽象出物理模型，在新的情景中進(jìn)行科學(xué)推理、論證，并有自己的創(chuàng)見，這不是達(dá)到了拿高分并超越了拿分?jǐn)?shù)的境界了嗎？下面以筆者講評(píng)的一道高考真題為例。

2014 年全國高考理綜課標(biāo)Ⅱ卷第 21 題的 D 選項(xiàng)，涉及了含有二極管電路的有效值問題。如圖，學(xué)生做到這題的時(shí)候，疑惑非常大，為什么參考答案里說“將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍”是對(duì)的？

筆者看出了學(xué)生的疑惑，馬上按物理探究式教學(xué)的思想，設(shè)計(jì)了一系列的活動(dòng)：（1）上課前，老師引導(dǎo)學(xué)生思考，能不能把問題從高考真題中抽離出來，—— 抽象模型，聚焦問題。（2）小組討論，形成小組觀點(diǎn)，并給出證據(jù)，可以是推導(dǎo)，可以是實(shí)驗(yàn)，甚至可以搜集同類型題目—— 科學(xué)推理、論證。（3）上課時(shí)小組匯報(bào)，分組進(jìn)行學(xué)生互評(píng)，得出新的結(jié)論，旁引同類題—— 質(zhì)疑中碰撞出火花。讓老師非常有成就感的是，因?yàn)榛貧w了物理教學(xué)原點(diǎn)，把握住了學(xué)生的疑惑，所以筆者所帶的兩個(gè)層次的班的學(xué)生都積極參與探究。最后，學(xué)生還非常自然地想到并簡單設(shè)計(jì)了驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)方案。這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了普通習(xí)題課的范疇，學(xué)生在習(xí)題課里一樣經(jīng)歷了科學(xué)探究的過程，而且收獲滿滿。

三、實(shí)驗(yàn)課

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理教學(xué)一向離不開實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但并非是說逢課必須有實(shí)驗(yàn)，也不是做了實(shí)驗(yàn)就是有效的教學(xué)。但是如果能著眼于教學(xué)原點(diǎn)，緊緊抓住學(xué)生對(duì)某個(gè)物理規(guī)律的淺層理解，充分利用學(xué)生的認(rèn)知沖突、學(xué)生探索的好奇心，層層推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)課的探究式教學(xué)，那么課堂不但能異彩紛呈，而且能讓學(xué)生在較真實(shí)的情景中體驗(yàn)科學(xué)研究。

以筆者的一節(jié)參賽課《自由落體運(yùn)動(dòng)》為例。高一學(xué)生雖然以前接觸過落體運(yùn)動(dòng)，對(duì)落體運(yùn)動(dòng)有一定的感性認(rèn)識(shí)，但很多學(xué)生甚至只是記得“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的結(jié)論而已，理解不夠深入，對(duì)影響落體運(yùn)動(dòng)的因素還比較模糊，對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)還不能確定。筆者按探究問題將課分成了三個(gè)階段：（1）物體下落的快慢與質(zhì)量有關(guān)嗎？—— 設(shè)置懸念，促使學(xué)生回憶、組織并開始審視已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，從生活走向物理。影響物體下落快慢的主要因素是什么？—— 對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)分析和推理。是否可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明你的觀點(diǎn)？自由落體運(yùn)動(dòng)是一種什么運(yùn)動(dòng)？—— 銜接勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律課中的科學(xué)探究能力培養(yǎng)進(jìn)行教學(xué)，基于觀察和實(shí)驗(yàn)提出問題、形成猜想和假設(shè)，鞏固和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。

整節(jié)課的設(shè)計(jì)，把《自由落體運(yùn)動(dòng)》的重難點(diǎn)，即運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)和特點(diǎn)的教學(xué)，設(shè)計(jì)成物理探究式教學(xué)，使學(xué)生基本上經(jīng)歷了科學(xué)探究的所有環(huán)節(jié)，讓新知識(shí)很自然地融入學(xué)生頭腦中的原有知識(shí)結(jié)構(gòu)中。

綜上所述，無論是物理學(xué)科的概念、規(guī)律課，還是習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課，也不管教學(xué)課題、教學(xué)形式如何變換、學(xué)生的層次如何，就算是疫情中的空中課堂，只要能著眼于教學(xué)原點(diǎn)—— 核心素養(yǎng)，以物理探究式教學(xué)為手段，那么就能設(shè)計(jì)出提升學(xué)生核心素養(yǎng)的好課，讓學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成正確的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]趙 亮，徐 波.探究式教學(xué)存在的誤區(qū)[J].中國教育技術(shù)裝備，2009（10）.

[2]姚 彬.高中物理概念的“五特征”和“三類型”[J].物理教學(xué)·探討，2019（4）.

[3]葉海娟，褚云杰.基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)——以“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”為例[J].物理通報(bào)，2018（12）.

（責(zé)編 盧建龍）