新教材新高考背景下高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力路徑研究
——以“驗(yàn)證動量守恒定律”教學(xué)為例

劉在英

一、研究終身學(xué)習(xí)能力的目的和意義

(一)終身學(xué)習(xí)能力的基本概念

終身學(xué)習(xí)是指社會每個成員為適應(yīng)快速發(fā)展的社會和實(shí)現(xiàn)個體發(fā)展的需要,貫穿于人的一生的、持續(xù)的學(xué)習(xí)過程。1965 年,在聯(lián)合國教科文組織主持召開的成人教育促進(jìn)會上,法國的成人教育家保羅·朗格朗首次提出了終身學(xué)習(xí)理論。他主張教育和學(xué)習(xí)的過程不應(yīng)隨著學(xué)校學(xué)習(xí)生活的結(jié)束而終結(jié),應(yīng)該貫穿生命的全過程。終身學(xué)習(xí)能力就是人具有的終身學(xué)習(xí)的求知欲和習(xí)慣,具有發(fā)現(xiàn)問題、分析研究問題、解決應(yīng)用問題的能力、善于交流準(zhǔn)確表達(dá)的能力及團(tuán)隊(duì)合作的能力。它具有終身性、全民性、廣泛性等特點(diǎn)。

(二)培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的目的和意義

人類進(jìn)入21 世紀(jì)以前經(jīng)歷了很多個時代。從2000 年前我國通過“絲綢之路”實(shí)現(xiàn)了東西文明的互鑒,到500 年前的航海運(yùn)動的興起,目前全球正步入以中國的“一帶一路”倡議為載體、以相互融通為動力、以理解互助為法則的新局面[1]。隨著時代的進(jìn)步,知識種類和數(shù)量也隨之增加,知識更新周期也在不斷縮短。新世紀(jì)“互聯(lián)網(wǎng)+”時代使學(xué)習(xí)高速而快捷,人們學(xué)習(xí)力顯著提升,世界呈現(xiàn)出更為復(fù)雜的多元化新格局。

全球化知識經(jīng)濟(jì)是當(dāng)下的時代特征,走向未來和開啟未來大門的“鑰匙”則是人工智能。未來已經(jīng)到來,學(xué)生能否適應(yīng)新時代和世界多元化新格局的發(fā)展,如何生成開啟未來之門的鑰匙? 我們只有樹立終身學(xué)習(xí)的理念,培養(yǎng)學(xué)生具備終身學(xué)習(xí)的能力,才能應(yīng)對未來社會的挑戰(zhàn)。如何培養(yǎng)學(xué)生擁有終身學(xué)習(xí)的能力是當(dāng)前教育工作面臨的主要問題。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版 2020 年修訂)》進(jìn)一步明確了普通高中教育的定位。其基本任務(wù)是促進(jìn)學(xué)生全面而有個性地發(fā)展,為學(xué)生適應(yīng)社會做準(zhǔn)備,為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)目標(biāo)是進(jìn)一步提升學(xué)生綜合素質(zhì),具有理想信念,具有科學(xué)文化素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)的能力[2]。

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)任四個方面[3]。這四個維度是學(xué)生通過學(xué)習(xí)逐步形成的必備品格和關(guān)鍵能力。可見“新課標(biāo)”定位的基本任務(wù)、培養(yǎng)目標(biāo)及物理學(xué)科核心素養(yǎng)都是指向?qū)W生終身學(xué)習(xí)能力的。因此注重學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),已成為非常迫切的時代性命題。

二、高中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的路徑

根據(jù)國家統(tǒng)一部署,吉林省在2020 年秋季高一年級開始實(shí)施新課程,使用新教材,2021 年秋季的高中一年級開始實(shí)施高考綜合改革,吉林省將在2024 年實(shí)行“新高考”。2021 年9 月,吉林省人民政府印發(fā)了《吉林省深化普通高等學(xué)?？荚囌猩C合改革實(shí)施方案》(以下簡稱“ 《實(shí)施方案》”),表明我省已正式啟動新高考綜合改革。吉林省的《實(shí)施方案》吸收借鑒了其他試點(diǎn)省份的成功經(jīng)驗(yàn),作為基層中學(xué)教師,應(yīng)快速細(xì)致地解讀《實(shí)施方案》,學(xué)習(xí)其他省份的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),在教學(xué)中要積極調(diào)整教學(xué)思路,不斷完善教學(xué)模式以適應(yīng)新教材和新高考。筆者已經(jīng)使用了一年新版教材——人民教育出版社出版的2019 版高中物理教材,現(xiàn)就“新教材”使用一年來的收獲,淺談如何依據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn),提升物理學(xué)科核心素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力。

(一)激發(fā)好奇心使學(xué)生養(yǎng)成主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣

哈佛大學(xué)的一位招生官在“向日葵國際教育高峰論壇”上表示,考試成績只是招生人員開始查看申請材料的起點(diǎn),一個學(xué)生擁有好奇心比好成績更重要。

統(tǒng)計(jì)表明:物理成績與學(xué)生對客觀事物運(yùn)動的好奇心呈高度正相關(guān)關(guān)系,好奇心能夠激發(fā)興趣,是學(xué)生獲得競爭力的根源,是促使青少年主動學(xué)習(xí)的種子,能促使青年學(xué)生深入研究各種問題,進(jìn)而得出一些令人意想不到的見解?！爸卟蝗绾弥?好之者不如樂之者”[4],恰如其分地說明了這一點(diǎn)。所以在平時的物理教學(xué)中,教師需要從激發(fā)學(xué)生的好奇心開始。

例如,在“新教材”選擇性必修1 第一章第四節(jié)“驗(yàn)證動量守恒定律”教學(xué)中,教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時提供了以下器材,由學(xué)生根據(jù)知識原理設(shè)計(jì)出方案并自由選擇器材。給定的器材如下:打點(diǎn)計(jì)時器、氣墊導(dǎo)軌及相關(guān)氣源、紙帶、彈簧(或兩彈性金屬環(huán))、計(jì)數(shù)器、天平、鉛垂線、光電門、滑塊(兩個)、質(zhì)量不同但外形相同的金屬球和玻璃球、毫米刻度尺、遮光條、帶孔的小鋼球(兩個)、平拋運(yùn)動演示儀、鉤碼、復(fù)寫紙、白紙、鐵架臺、圖釘、水源、水龍頭、淺盤、橡皮泥、撞針、秒表、夾子、兩根等長的細(xì)線、重錘、數(shù)碼相機(jī)(或智能手機(jī))、位移傳感器、速度傳感器、電腦及導(dǎo)線若干。

這樣設(shè)計(jì)的原因和目的在于,以往本實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生根據(jù)學(xué)過的原理來動手驗(yàn)證,是教師事先設(shè)計(jì)好應(yīng)該使用的實(shí)驗(yàn)器材、解決問題的方案和正確的操作步驟,學(xué)生只是“被安排”“被做實(shí)驗(yàn)”了,教學(xué)方式方法常規(guī),教師主導(dǎo)性強(qiáng)。由于學(xué)生被動參與,所以不能引起學(xué)生積極的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)習(xí)效率低下。當(dāng)重組新、舊教材內(nèi)容,用新方式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如實(shí)驗(yàn)器材可用于多個實(shí)驗(yàn)方案而且只多不少,即在本實(shí)驗(yàn)中,有的器材能用上,有的器材用不上,但不可多取,對學(xué)生來說器材的選擇都具有挑戰(zhàn)性,接下來具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)會接踵而來。這樣安排實(shí)驗(yàn)課教學(xué),引起了學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心,他們在課堂上表現(xiàn)的求知欲極強(qiáng),基本上都完成了方案的設(shè)計(jì)、器材的挑選,教學(xué)效果很好。

(二)設(shè)計(jì)研究方案形成發(fā)現(xiàn)問題的意識

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)以問題為中心,以真實(shí)的驅(qū)動性問題為研究情境,這些問題或者是教師給學(xué)生布置的課題,或者是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)的有價值的問題,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,調(diào)動所有知識、能力創(chuàng)造性地解決問題,學(xué)生完全處于一個主動、多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中,形成新知識的遷移和核心知識掌握及對學(xué)習(xí)歷程的深刻理解。

在“驗(yàn)證動量守恒定律”的教學(xué)中,筆者對研究方案提出以下要求:1.各合作小組中,每人設(shè)計(jì)一種或多種驗(yàn)證物體相互作用中動量守恒的實(shí)驗(yàn)方案。2.每個小組選擇其中一種你們認(rèn)為最好的而且可行的方案,然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。3.在小組合作的基礎(chǔ)上撰寫本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告,注意不要千篇一律,要符合實(shí)際誤差,每小組只交一篇報(bào)告。

“新教材”的每節(jié)新課都始于問題,這些問題大多數(shù)取材于歷年國家及各省教學(xué)比賽中授課教師使用的素材,這些問題的內(nèi)容源于教材,取材于生產(chǎn)生活,貼近教學(xué)實(shí)際,對學(xué)生極具吸引力?！靶陆滩摹边@樣設(shè)置其目的就是激發(fā)學(xué)生的好奇心,用問題做驅(qū)動因而能使學(xué)生全神貫注地學(xué)習(xí)并高效地解決問題。

(三)合作探究學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生分析、解決問題能力的提升

目前,我國正處于建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會階段。讓學(xué)生掌握系統(tǒng)的學(xué)科知識固然重要,但讓學(xué)生發(fā)展合作研究的能力同樣重要。所以在基礎(chǔ)教育階段,“各學(xué)科教育中要開始培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力”。[5]學(xué)生們在合作學(xué)習(xí)中互相學(xué)習(xí),闡述各自觀點(diǎn),當(dāng)許多觀點(diǎn)相融合并達(dá)成共識時,可能就形成了大智慧。

“新課標(biāo)”強(qiáng)調(diào)要引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提倡多樣化的教學(xué)方式。在學(xué)習(xí)中通過創(chuàng)設(shè)一系列問題情境,使學(xué)生積極參與、勤于思考、樂于探究、善于實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的合作學(xué)習(xí)及交流溝通能力。引導(dǎo)學(xué)生理解物理觀念,形成科學(xué)的思維習(xí)慣,增強(qiáng)科學(xué)探究能力,培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的社會責(zé)任感、科學(xué)態(tài)度和價值觀。

因此,在高中物理教學(xué)中還應(yīng)更多地進(jìn)行探究式教學(xué),教學(xué)中可依據(jù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)理論聯(lián)系實(shí)際來創(chuàng)設(shè)驅(qū)動問題的情境,利用前概念思考問題,在思辨中提出問題,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題并最終解決問題。

小組合作探究式學(xué)習(xí)已在長春外國語學(xué)校運(yùn)作多年了,新生入學(xué)時成立臨時合作小組,第一個期中后按學(xué)生方方面面特質(zhì)不同又重新分組,每小組學(xué)生5～6 人,在學(xué)習(xí)、生活、競賽、活動等所有領(lǐng)域全面合作。此次實(shí)驗(yàn)中,各小組根據(jù)已有知識和提供的器材,很快達(dá)成方案共識,每小組取回兩套器材后又分三人一組開始動手實(shí)驗(yàn)。他們相互幫助配合默契,讓幫助指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的老師贊嘆不已。

(四)分享交流展示成果以培養(yǎng)學(xué)生溝通交流能力

學(xué)校不僅是傳授知識的場所,更是培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的主陣地?！靶抡n標(biāo)”對實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了要求:教學(xué)中要為學(xué)生提供交流的機(jī)會,學(xué)生準(zhǔn)備有條理的講稿,進(jìn)行準(zhǔn)確和富有邏輯的發(fā)言。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要求小組內(nèi)同學(xué)團(tuán)結(jié)協(xié)作,互相幫助,將合作過程的所有數(shù)據(jù)和信息整合、展示交流,培養(yǎng)學(xué)生的存在感、價值感,樹立學(xué)習(xí)自信,團(tuán)隊(duì)意識無形中得以加強(qiáng)。

在“驗(yàn)證動量守恒定律”教學(xué)中設(shè)計(jì)了如下成果的匯報(bào)交流環(huán)節(jié)。1.你是怎樣驗(yàn)證動量守恒的?實(shí)驗(yàn)的具體數(shù)據(jù)理想嗎? 分析了產(chǎn)生誤差的原因嗎?2.在實(shí)驗(yàn)中測量了哪些物理量,做了哪些觀察? 有什么因素影響了測量或觀察的結(jié)果? 你采取了什么措施來保證測量或觀察結(jié)果的準(zhǔn)確性? 3.在操作中遇到困難了嗎? 你是如何克服并解決這些困難的?有哪些新發(fā)現(xiàn),能列出你們小組的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)嗎? 4.請了解其他合作小組的實(shí)驗(yàn)方案和研究成果,對此你認(rèn)為有哪些方面需要借鑒、改進(jìn)和學(xué)習(xí)的? 5.在完成這個實(shí)驗(yàn)及與小組成員合作的全過程中,你有什么收獲和體會?

此環(huán)節(jié)中,一些學(xué)生代表本小組做了精彩的交流匯報(bào)。有的小組精心準(zhǔn)備了PPT,板書好的小組在黑板上畫圖分析,有的播放實(shí)驗(yàn)錄像講解,他們介紹了所在小組應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案,使用的器材和原理,測量的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析、誤差分析和最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。其中有一個小組采用的是擺動中兩個小球相撞的方案,他們在實(shí)驗(yàn)中遇到了測量困難,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室條件有限,他們很難測量小球被碰后擺起的角度,因此測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。但他們大膽探索,敢于失敗的勇氣值得肯定,說明他們有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。

(五)總結(jié)評價肯定學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力

此環(huán)節(jié)中依據(jù)項(xiàng)目學(xué)習(xí)理念實(shí)施“主要問題—科學(xué)探究—系列子問題—互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)模式,指導(dǎo)學(xué)生采用“自主學(xué)習(xí)—合作學(xué)習(xí)—科學(xué)探究—互聯(lián)網(wǎng)+”的學(xué)習(xí)模式,在實(shí)際操作中從解決問題的方案提出,到學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)、合作探究、結(jié)論的總結(jié)及成果的展示,均由學(xué)生小組自主完成,具有完全的自主創(chuàng)新性。學(xué)生對自己關(guān)注的項(xiàng)目問題親力親為,學(xué)會了設(shè)計(jì)、學(xué)會了溝通,并從中發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)的快樂,學(xué)習(xí)質(zhì)量有很大的提升。

針對學(xué)生在此次實(shí)驗(yàn)活動中的綜合表現(xiàn),教師采用了開放性的評價模式進(jìn)行評價,給出等級分?jǐn)?shù)及評價報(bào)告,報(bào)告中涉及學(xué)生個人及所在的合作小組。模式如下:

個體自評—個體互評—小組評價—小組互評—教師評價—形成評價報(bào)告(含等級分?jǐn)?shù))。

通過類似本節(jié)實(shí)驗(yàn)案例教學(xué),學(xué)生感受到了新課程理念下教師有情懷,課堂有溫度。學(xué)生的個性得以自主發(fā)展,溝通合作能力得到提升,培養(yǎng)了學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力。

結(jié)語

原上海市建平中學(xué)校長馮恩洪曾說:“中國人的‘人’ 字,一撇要撇出中國人的脊梁,一捺要捺出發(fā)現(xiàn)問題解決問題的創(chuàng)新能力?！惫P者也認(rèn)為在中學(xué)階段,學(xué)校要“培養(yǎng)學(xué)生具備終身的學(xué)習(xí)能力及創(chuàng)新精神”[6],首先,師生應(yīng)共存好奇心,無論是在學(xué)習(xí)上還是在生產(chǎn)生活中,用問題引導(dǎo)、問題驅(qū)動的方式來實(shí)現(xiàn)我們永葆好奇、樂學(xué)善學(xué)的品性。其次,可有的放矢地采用小組合作探究式學(xué)習(xí)和綜合評價模式等多種教學(xué)方式,師生教學(xué)相長,共同進(jìn)步,共同用好“新教材”,快速適應(yīng)新課程理念并快樂地迎接新高考?？傊?建設(shè)培養(yǎng)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的有溫度的物理課堂,利用好“新教材”,將國家的理想課程常態(tài)化地轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)課程,幫助學(xué)生掌握終身發(fā)展必備的能力,是物理教師今后在“三新”教改背景下探索和追求的價值取向。面對“新課標(biāo)”“新教材”、新高考,我們物理教師不忘初心,學(xué)好用好新課程理念,用好項(xiàng)目化學(xué)習(xí)及合作探究等教學(xué)理論,去探索更實(shí)用、更高效的新型教學(xué)模式。