學(xué)科德育視角下初中物理教學(xué)設(shè)計與評價初探
——以“大氣壓強”教學(xué)設(shè)計為例

張敏玥 沈名秀

(華東師范大學(xué)教師教育學(xué)院 上海 200062)

袁海泉

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州 215006)

柴志方

(華東師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 上海 200241)

1 問題提出

黨的十八大把“立德樹人”確立為我國教育的根本任務(wù).2019年《關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》明確了“立德樹人”的指導(dǎo)思想與基本要求[1]；《關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》指明了健全立德樹人落實機制的緊迫性[2].2020年，習(xí)近平總書記強調(diào)，教師需要承擔(dān)起為黨育人、為國育才的歷史使命，牢記立德樹人的初心[3].在這樣的背景下，我們有必要研究如何在物理教學(xué)中踐行“立德樹人”這一根本任務(wù).

目前，在中學(xué)物理教育領(lǐng)域，聚焦于“學(xué)科德育”或者“立德樹人”的高質(zhì)量研究論文有限，并且研究內(nèi)容傾向于思想政治教育、愛國主義教育以及道德品質(zhì)教育.此外，雖然一線教師知道學(xué)科德育的重要性，但是仍舊有一些問題困擾著他們，具體有以下幾點：

(1)缺乏搜集學(xué)科德育資料的途徑；

(2)難以通過教學(xué)活動，自然地融入學(xué)科德育內(nèi)容;

(3)缺乏評價學(xué)科德育教學(xué)效果的方式.

綜合上述原因，開展融入學(xué)科德育的物理教學(xué)研究，任重而道遠.

本研究以“大氣壓強”教學(xué)設(shè)計為例，試圖探索上述3個困境的可能出路，并對學(xué)科德育視角下的初中物理教學(xué)活動的組織與學(xué)科德育效果的評價提出一點拙見.

2 學(xué)科德育思想指導(dǎo)的教學(xué)設(shè)計

筆者依據(jù)滬教版九年級第一學(xué)期教材中第六章第6節(jié)“大氣壓強”，設(shè)計了如下教學(xué)流程，并將4條線索貫穿其中：情境線、問題線、活動線、德育線.“情境線”利用兩心壺首尾呼應(yīng)，即在引入環(huán)節(jié)，由自制兩心壺引起學(xué)生的認知沖突，并在教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，由學(xué)生自主揭開兩心壺的神秘面紗；“問題線”是貫穿整個教學(xué)設(shè)計的邏輯線索，即大氣壓強是否存在、大氣壓強的方向與大小是什么，以及大氣壓強有什么應(yīng)用[4]；“活動線”與“問題線”相對應(yīng)，呈現(xiàn)了師生共同解決上述各問題的活動流程；“德育線”與“活動線”相對應(yīng)，闡釋了不同教學(xué)活動中蘊含的學(xué)科德育思想及其設(shè)計意圖,教學(xué)設(shè)計框架如圖1所示.

圖1 教學(xué)設(shè)計框架圖

下面，筆者結(jié)合“大氣壓強”這一具體教學(xué)案例，從搜集學(xué)科德育資料、組織學(xué)科德育教學(xué)活動這兩方面闡述在初中物理課堂中融入學(xué)科德育的途徑，最后介紹有助于評價學(xué)科德育效果的方法.

3 搜集學(xué)科德育資料

在搜集學(xué)科德育資料時可以發(fā)散思維，從電視節(jié)目、教育論文、圖書、科普公眾號、科技新聞等渠道挖掘靈感(見表1).電視節(jié)目制作精良、專題性強，教師能拓寬其教學(xué)設(shè)計思路；教育論文專業(yè)度高，教師能發(fā)現(xiàn)新穎的自制教具，并及時規(guī)避教學(xué)誤區(qū)；圖書可信度強，內(nèi)容相對完整和全面，教師能系統(tǒng)地了解特定主題的內(nèi)容；科普公眾號文章與科技新聞資源豐富，時效性強，教師能獲得即時性的科技信息.

表1 搜集學(xué)科德育資料的途徑

下面，以“小組實驗2 取水挑戰(zhàn)”為例，說明設(shè)計的靈感來源與設(shè)計的具體內(nèi)容.筆者從《國寶檔案》(20121005)中獲得啟發(fā)，在設(shè)計問題線索第四部分“大氣壓強的應(yīng)用”時，將能工巧匠利用大氣壓強的智慧融入了學(xué)生實踐活動，即通過吸管取水(簡化版汲酒器的模型)的挑戰(zhàn)，引出了目前最早利用大氣壓強的實例——荷蕾型汲酒器,其簡化模型如圖2所示.

圖2 荷蕾型汲酒器簡化模型

這樣通過實踐體驗的方式，能讓學(xué)生在經(jīng)歷中體會我國古人的設(shè)計智慧，感悟古代文明的絢爛，從而潛移默化地增強他們的文化自信.該環(huán)節(jié)具體的教學(xué)內(nèi)容如下所述.

教師向?qū)W生提供裝滿水的容器，請他們挑戰(zhàn)在不能移動或傾斜裝水容器的條件下舀光容器內(nèi)的水至另一無水容器.學(xué)生可以使用的實驗器材有：厚圓勺、吸管、小碗、塑料袋.

當(dāng)使用厚圓勺、小碗、塑料袋時，學(xué)生發(fā)現(xiàn)不能將容器里的液體完全舀光.當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)將吸管口按住能將液體移出容器時，請學(xué)生上臺演示，并利用大氣壓知識分析該操作的原理：按住吸管口向上提起后，吸管內(nèi)部的氣壓小于外部的大氣壓強，液體就被大氣壓“封”在了吸管里面；松開拇指時，吸管內(nèi)外的大氣壓強相等，液體在重力的作用下流出.

隨后，教師拋出疑問：“每次用吸管移出的液體體積太少了，為了盡快移出容器內(nèi)所有液體，我們可以怎么改變吸管的造型呢？”然后，教師引出我國古代的荷蕾型汲酒器(學(xué)生可閱讀學(xué)習(xí)單內(nèi)容，見圖3)，通過播放《國寶檔案》的視頻片段，引導(dǎo)學(xué)生了解古人利用大氣壓強制作汲酒器的原理，以及戰(zhàn)國時期的歷史背景與社會背景.

圖3 “荷蕾型汲酒器”部分的學(xué)習(xí)單

4 組織學(xué)科德育教學(xué)活動

在組織教學(xué)活動方面，筆者有3點建議：

(1)聚焦學(xué)生發(fā)展；

(2)關(guān)注當(dāng)?shù)靥厣?/p>

(3)重視實踐經(jīng)歷.

其中，重視實踐經(jīng)歷在上述介紹“小組實驗2 取水挑戰(zhàn)”中已經(jīng)有所涉及，相較于直接播放視頻來介紹文物，通過親身經(jīng)歷感悟古人的杰出智慧，運用本課所學(xué)揭秘文物的奧秘，這樣的方式更加自然，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.下面，筆者著重解釋“聚焦學(xué)生發(fā)展”與“關(guān)注當(dāng)?shù)靥厣钡暮x.

4.1 聚焦學(xué)生發(fā)展

教師應(yīng)考慮學(xué)生的全面發(fā)展，在實驗活動中防止他們小組角色固化.以本設(shè)計中的兩個小組實驗為例，在學(xué)生“初步測量大氣壓強數(shù)值”前，教師可以指導(dǎo)學(xué)生選擇角色分工：每組成員甲負責(zé)小組匯報、乙和丙進行實驗操作、丁進行實驗記錄，所有成員都需要分析實驗誤差.這樣在實驗初始完成角色分工，能保證學(xué)生各司其職，充分發(fā)揮小組合作的作用，并開始學(xué)會承擔(dān)團隊責(zé)任，逐漸樹立起強烈的社會責(zé)任感.在學(xué)生進行“取水挑戰(zhàn)”之前，教師可以引導(dǎo)學(xué)生調(diào)換小組成員角色，使他們在形成一定合作習(xí)慣的基礎(chǔ)上培養(yǎng)其全面的科學(xué)探究技能，避免因?qū)W生性格、學(xué)生性別、學(xué)生承擔(dān)的班級職務(wù)等因素造成的角色分工固化.

4.2 關(guān)注當(dāng)?shù)靥厣?/h3>

不同的地域有不同的地理氣候、不同的生活方式，因此我們應(yīng)關(guān)注當(dāng)?shù)氐膶W(xué)科德育資源.于教師而言，對當(dāng)?shù)刭Y源熟悉度更高，更有可能全方位地挖掘資料，深入地剖析資料；于學(xué)生而言，對本地域的事物陌生感低，更容易產(chǎn)生共鳴，參與到教學(xué)活動中.本設(shè)計選取的滬教版教材充分考慮了這一點，“指路牌”欄目不僅列出了該章節(jié)有關(guān)的課外讀物、電視節(jié)目，還列出了相關(guān)的場館信息.以第六章“壓力與壓強”為例，“指路牌”欄目除了推薦學(xué)生閱讀《小牛頓實驗王——大氣壓力》等圖書、觀看CCTV10(科教頻道)相關(guān)節(jié)目，還呈現(xiàn)了上海本地可以參觀的場館：東方綠舟與江南造船博物館.

然而，同一版本的教材可能被不同省市的學(xué)生使用，很難兼顧不同的地域特色.因此，教師需要深入挖掘本地資源，將本地典型的高科技成果和產(chǎn)業(yè)融入有關(guān)章節(jié)中.例如,浙江嘉興的初中科學(xué)教師可以通過官網(wǎng)瀏覽、實地參觀等方式了解并整理我國最大的核電科技館——海鹽核電科技館的訊息，查找并整合秦山核電站的科技新聞與視頻資料，將我國核電發(fā)展史、核能的基礎(chǔ)知識、核電的原理、核電的安全性等內(nèi)容融入“核能”章節(jié)的教學(xué)設(shè)計.同時，教師可以將教學(xué)目標提升到學(xué)科德育的高度，有意識地在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的道德判斷力.具體而言，在介紹我國核電科技與核電優(yōu)勢時，教師可以聯(lián)系切爾諾貝利事件與日本福島核泄漏事故，并通過問題來引導(dǎo)學(xué)生思考應(yīng)用科學(xué)知識背后所涉及的世界觀與價值觀，例如利用科學(xué)知識改造生活情境是否能增進社會福祉,改造生活情境后是誰更加受益,改造生活情境的成本是由誰承擔(dān)等[5].

5 探討學(xué)科德育效果的評價

教師應(yīng)在授課后關(guān)注這節(jié)課的德育效果評價，以了解學(xué)生的感受與想法，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容.傳統(tǒng)的測試題很難測得學(xué)生的情緒與體驗，而教師與每一位學(xué)生逐個交流，既費時又費力，在實際教學(xué)中難以實現(xiàn).“繪畫評價法(drawing assessment)”可以將德育效果顯性化，該方法原多用于心理輔導(dǎo)[6]，目前在國外的科學(xué)教育領(lǐng)域應(yīng)用廣泛.于教師而言，“繪畫評價法”可以將學(xué)生的科學(xué)概念可視化[7]，拓展他們了解學(xué)生的角度；可以揭示學(xué)生對科學(xué)和科學(xué)家(DAST測試)的觀念[8]，從而幫助他們更好地指導(dǎo)學(xué)生.于學(xué)生而言，該方法可以輔助他們整合科學(xué)知識，從而更深刻地理解科學(xué)[9].

以學(xué)者W.Hsieh和 C.Tsai的研究為例，他們探索了4～12年級學(xué)生對科學(xué)學(xué)習(xí)的看法、情緒以及態(tài)度的差異[10].具體而言，不同年級學(xué)生在A4紙上畫出了他們的科學(xué)學(xué)習(xí)概念(可附有文字描述)，研究者從參與人員、位置、活動、對象、情緒和態(tài)度這5個類別、共計39個細化的編碼指標來分析我國臺灣學(xué)生的繪畫(見圖4).例如，在“情緒和態(tài)度”維度，研究者發(fā)現(xiàn)：學(xué)生在繪畫中表達的積極情緒和態(tài)度的百分比整體呈下降趨勢，并且從八年級開始，學(xué)生在繪畫中表達的負面情緒和態(tài)度超過了正面情緒和態(tài)度；此外，同齡的女生比男生表現(xiàn)出更加明顯的積極情緒和態(tài)度.

圖4 繪圖編碼案例圖

教師可以參照上述研究案例的流程，利用繪畫評價法將德育效果可視化，及時調(diào)整教學(xué)方法，從而切實落實立德樹人的根本任務(wù).這樣的形成性評價不僅可以對學(xué)生個體進行追蹤，還能對不同班級、不同屆次的學(xué)生進行比較；這不僅是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的追蹤，更是對教師教學(xué)效果、教學(xué)策略的記錄.

總體而言，學(xué)科德育可以在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)融入.在物理實驗教學(xué)時，教師可以強調(diào)實證意識和求知的態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生尊重事實，不忽略異常的數(shù)據(jù)，積極完善實驗方案；在引入新課或者應(yīng)用原理時，教師可以結(jié)合資料，與學(xué)生一同感受我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，討論科技背后所蘊含的價值觀與世界觀；在設(shè)計作業(yè)或者學(xué)習(xí)單時，教師可以補充物理學(xué)史料或者小實驗，鼓勵學(xué)生感悟古代文明的絢爛多彩，體會古人的聰明才智.最后，教師可以定期請學(xué)生繪畫，分析圖畫信息，跟蹤學(xué)科德育效果.