高中物理“體驗(yàn)式”教學(xué)策略的應(yīng)用綜述

楊 婷 李豐果

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

1 研究背景與意義

2016年9月13日，《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果在北京大學(xué)正式發(fā)布，該研究成果在今后課程修訂、教師專業(yè)發(fā)展、教學(xué)評(píng)價(jià)等諸多方面都起著至關(guān)重要的作用．而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)最重要的途徑便是教學(xué)．在現(xiàn)代教學(xué)中“滿堂灌”的情況依然存在，而體驗(yàn)式教學(xué)是教師遵循學(xué)生年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平，將實(shí)際生活與物理知識(shí)相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)或模擬生活情境，讓學(xué)生通過(guò)親身經(jīng)歷，體驗(yàn)生活中的物理知識(shí)的過(guò)程．不僅有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，保證學(xué)生的主體地位，而且有利于教師提高教學(xué)水平和專業(yè)素養(yǎng)．

2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《淮南子》一書(shū)中就提到“故圣人以身體之”，即德才兼?zhèn)渲送ㄟ^(guò)親身體會(huì)來(lái)獲取知識(shí)．孔子提出“學(xué)、思、行相結(jié)合”的教育原則．在現(xiàn)代，我國(guó)著名教育家陶行知提出“生活教育”理論，也為體驗(yàn)式教學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)．

當(dāng)前，文獻(xiàn)[1]主要從理論方面對(duì)體驗(yàn)式教學(xué)進(jìn)行研究，在《體驗(yàn)教學(xué)研究》一書(shū)中重點(diǎn)論述了體驗(yàn)式教學(xué)的歷史淵源和基本理念．文獻(xiàn)[2]在《體驗(yàn)教學(xué)能力的培養(yǎng)》中提出體驗(yàn)式教學(xué)最重要的是教學(xué)策略的選取，在教學(xué)過(guò)程中使用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，會(huì)起到事半功倍的效果．文獻(xiàn)[3]主要從教師教學(xué)的角度進(jìn)行研究，在《讓教學(xué)更生活——體驗(yàn)運(yùn)用讓學(xué)生內(nèi)化知識(shí)》一書(shū)中提出體驗(yàn)式教學(xué)的五個(gè)階段．

3 國(guó)內(nèi)研究趨勢(shì)

在中國(guó)知網(wǎng)，以“高中物理體驗(yàn)式教學(xué)”為主題詞，搜索出100篇文獻(xiàn)，再以2018年至2022年作為“篩選”條件，共獲得49篇．如圖1所示，自2018跌入谷底之后的4年來(lái)至今，相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表的數(shù)量正在逐年攀升之中，至今為止達(dá)到最大數(shù)量18篇．預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)在這方面研究數(shù)量還會(huì)繼續(xù)攀升．

圖1 國(guó)內(nèi)高中物理“體驗(yàn)式”教學(xué)研究文獻(xiàn)發(fā)表的數(shù)量總體變化趨勢(shì)圖

4 文獻(xiàn)分類

根據(jù)表1的文獻(xiàn)分類可知，近5年來(lái)學(xué)者更加注重策略在課堂中的應(yīng)用，因此接下來(lái)本文將從體驗(yàn)式“教學(xué)策略”在高中物理課堂中的應(yīng)用的角度展開(kāi)文獻(xiàn)的綜述．

表1 國(guó)內(nèi)近5年高中物理“體驗(yàn)式”教學(xué)研究文獻(xiàn)分類

5 體驗(yàn)式教學(xué)策略

“體驗(yàn)式”教學(xué)策略可以分為“創(chuàng)設(shè)情境”“組織實(shí)驗(yàn)”“利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段”3種體驗(yàn)式教學(xué)策略，如表2所示，下文將從這3方面進(jìn)行綜述．

表2 國(guó)內(nèi)近5年高中物理體驗(yàn)式教學(xué)策略分類情況

5.1 創(chuàng)設(shè)情境的體驗(yàn)

創(chuàng)設(shè)情境是一種融情于境的課堂教學(xué)策略，可以促進(jìn)學(xué)生課堂情感的激發(fā)，為體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣做好鋪墊，同時(shí)也便于學(xué)生更好地理解與掌握新知．

從表3中我們發(fā)現(xiàn)在“創(chuàng)設(shè)情境”的體驗(yàn)策略中，主要的應(yīng)用集中于“創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境”“創(chuàng)設(shè)生活化情境”“回顧歷史情境”，綜述如下．

表3 國(guó)內(nèi)近5年高中物理“創(chuàng)設(shè)情境”教學(xué)策略分類與發(fā)表情況

5.1.1 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的體驗(yàn)

以問(wèn)題情境為學(xué)習(xí)背景，引發(fā)學(xué)生內(nèi)在的思維沖突，使學(xué)生能以積極的態(tài)度自覺(jué)走入情境，思考問(wèn)題，從而加深對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)．

文獻(xiàn)[4](2018)以“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用”這個(gè)小節(jié)為例，設(shè)置問(wèn)題情境：“物體放在升降機(jī)底板上，物體對(duì)升降機(jī)底板上壓力大小隨升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變的規(guī)律是什么？”教師組織學(xué)生去體驗(yàn)電梯中的“升降感”，并讓學(xué)生在真實(shí)的體驗(yàn)中思考問(wèn)題．文獻(xiàn)[5]在“動(dòng)量”一課中引入“落蛋”實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境：兩個(gè)“落蛋”實(shí)驗(yàn)涉及哪些物理知識(shí)？經(jīng)過(guò)“落蛋”結(jié)果的對(duì)比，立足于物理的視角，如何解釋其間存在的差異？使得學(xué)生的實(shí)驗(yàn)后有思考和認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步開(kāi)展科學(xué)探究奠定了基礎(chǔ)．

5.1.2 創(chuàng)設(shè)生活化情境的體驗(yàn)

物理是一門與現(xiàn)實(shí)生活密不可分的自然科學(xué)，因此在實(shí)際教學(xué)中教師可借助生活實(shí)例開(kāi)展體驗(yàn)式教學(xué)．

文獻(xiàn)[6]在“加速度”一課的設(shè)計(jì)中，利用教師“最近想買車”的需求，讓學(xué)生幫忙提出購(gòu)車建議．通過(guò)貼近生活化的情境營(yíng)造出輕松的課堂氛圍，從而順勢(shì)引出新課題．

文獻(xiàn)[7]在教“聲學(xué)”一課時(shí)，列舉生活中常見(jiàn)的“熱水瓶灌水”的現(xiàn)象．讓學(xué)生給熱水瓶灌水，并要求注意聽(tīng)熱水瓶里的水聲的變化．

文獻(xiàn)[8]在講授“質(zhì)點(diǎn)”的概念時(shí)，聯(lián)系生活中火車的運(yùn)行和進(jìn)站的情境，讓學(xué)生判斷那種情況下物體才可以看成“質(zhì)點(diǎn)”，如圖2和圖3所示．經(jīng)過(guò)了生活情境再體驗(yàn)，可使抽象的概念變得具體、生動(dòng)．

圖2 北京到大連火車路線圖

圖3 火車進(jìn)站示意圖

5.1.3 回顧歷史情境的體驗(yàn)

通過(guò)歷史典故創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境能讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)成果的珍貴，也利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與孜孜不倦的探索精神．

文獻(xiàn)[4]在“行星的運(yùn)動(dòng)”的課中，利用“時(shí)空對(duì)話”的方式創(chuàng)設(shè)一個(gè)歷史教學(xué)情境．文獻(xiàn)[9]在《動(dòng)量》這一課中，指出關(guān)于動(dòng)能、動(dòng)量這兩個(gè)概念的建立經(jīng)歷了一場(chǎng)漫長(zhǎng)的科學(xué)史上著名的關(guān)于運(yùn)動(dòng)量度的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論．而文獻(xiàn)[10]在“牛頓第一定律”教學(xué)中創(chuàng)設(shè)歷史情境，引導(dǎo)學(xué)生要重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)與推理結(jié)合的重要作用．

5.2 組織實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)

教師組織的實(shí)驗(yàn)可以給學(xué)生一個(gè)直觀的、具身的、趣味的體驗(yàn)．結(jié)合表4可以發(fā)現(xiàn)，組織實(shí)驗(yàn)的策略的主要應(yīng)用集中于“演示實(shí)驗(yàn)”“探究實(shí)驗(yàn)”“分組實(shí)驗(yàn)”，綜述如下．

表4 國(guó)內(nèi)近5年高中物理“組織實(shí)驗(yàn)”教學(xué)策略分類與發(fā)表情況

5.2.1 演示實(shí)驗(yàn)的直觀體驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)可以給學(xué)生直觀的感性材料，使學(xué)生較快地理解某一物理規(guī)律和現(xiàn)象．文獻(xiàn)[8]在“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中，教師先利用硬幣和紙片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出“物體下落快慢與輕重?zé)o關(guān)”的結(jié)論，然后利用“牛頓管實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行演示，如此也就更增強(qiáng)了學(xué)生的直觀體驗(yàn)．

5.2.2 探究實(shí)驗(yàn)的親身體驗(yàn)

為了便于學(xué)生理解抽象概念，文獻(xiàn)[11]在“自感”教學(xué)中，設(shè)計(jì)一個(gè)斷電自感“有驚無(wú)險(xiǎn)”的親身體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)，如圖4所示．在學(xué)生親身體驗(yàn)的過(guò)程中“學(xué)生”與“知識(shí)”會(huì)發(fā)生相互作用，從而使加強(qiáng)學(xué)生對(duì)斷電自感現(xiàn)象的理解．

圖4 “斷電自感”體驗(yàn)

5.2.3 分組實(shí)驗(yàn)的切身體驗(yàn)

分組實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，同時(shí)提升了學(xué)生準(zhǔn)確表達(dá)觀點(diǎn)的能力．

文獻(xiàn)[7]在“向心力”教學(xué)中，尋找一片空地，讓兩個(gè)學(xué)生手拉手轉(zhuǎn)圈，從中體會(huì)手臂間的向心力．文獻(xiàn)[12]認(rèn)為“機(jī)械能守恒定律”的內(nèi)容相對(duì)來(lái)說(shuō)比較抽象，因此教師在給與學(xué)生適當(dāng)指導(dǎo)下，組織學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)操作．文獻(xiàn)[13]在“液體壓強(qiáng)”的課后，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)的認(rèn)知， 教師設(shè)計(jì)學(xué)生課后小組實(shí)驗(yàn)．

5.3 利用信息技術(shù)手段的體驗(yàn)

近年來(lái)，信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展為彌補(bǔ)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足帶來(lái)了新的機(jī)遇，因此物理教學(xué)與信息技術(shù)深度融合也開(kāi)始成為物理教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì).

結(jié)合表5可知，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段的教學(xué)策略的應(yīng)用案例不多，僅有5例．其中“虛實(shí)結(jié)合”的應(yīng)用案例值得關(guān)注，文獻(xiàn)[14]在“牛頓第一定律”教學(xué)中，先為學(xué)生做了真實(shí)的演示實(shí)驗(yàn)再利用Flash軟件演示實(shí)驗(yàn).而文獻(xiàn)[14]在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中也采用了“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)方式開(kāi)展教學(xué).當(dāng)然不少研究者也逐步嘗試用虛擬仿真、微課等形式增加學(xué)生的課堂體驗(yàn).

表5 國(guó)內(nèi)近5年高中物理“利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段”教學(xué)策略分類與發(fā)表情況

除了上述手段以外，筆者相信在手機(jī)體驗(yàn)、平板電腦體驗(yàn)、VR 技術(shù)體驗(yàn)、 DISlab體驗(yàn)等方面的應(yīng)用也值得探索．

6 研究方面的不足

經(jīng)過(guò)筆者研究發(fā)現(xiàn)，體驗(yàn)式教學(xué)策略的應(yīng)用存在以下不足，以供相關(guān)研究人員參考．

6.1 教學(xué)策略的應(yīng)用方面

在教學(xué)策略的應(yīng)用方面，存在3方面的不足．

其一是“自制教具”的應(yīng)用案例還沒(méi)引起重視．其二是“利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段”的應(yīng)用案例有待開(kāi)發(fā)．其三，筆者發(fā)現(xiàn)“體驗(yàn)式”教學(xué)策略不一定就是應(yīng)用在“導(dǎo)入”環(huán)節(jié)，它甚至能在“應(yīng)用”環(huán)節(jié)使用．結(jié)合表6知，有31個(gè)教學(xué)案例沒(méi)有明確地“說(shuō)明”某教學(xué)策略在哪個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)用，不便于讀者理解其設(shè)計(jì)意圖．

表6 國(guó)內(nèi)近5年高中物理體驗(yàn)式教學(xué)策略在教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用說(shuō)明

6.2 課例的開(kāi)發(fā)方面

在課例的開(kāi)發(fā)方面，也存在3方面的不足．

其一，是欠缺對(duì)基本課型的開(kāi)發(fā)．即在概念課，規(guī)律課，演示課、探究課、問(wèn)題解決的課等課型的設(shè)計(jì)方面是一個(gè)值得探究的領(lǐng)域．

其二，是完整的應(yīng)用課例較少．在體驗(yàn)式教學(xué)策略應(yīng)用多數(shù)以教學(xué)片段出現(xiàn)，而完整課例的應(yīng)用文獻(xiàn)有5篇．

其三，在抽象版塊中的課例更少．從表7知，體驗(yàn)式教學(xué)策略在力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)板塊的應(yīng)用案例最多，而在熱學(xué)、電磁學(xué)、現(xiàn)代物理學(xué)板塊的應(yīng)用案例很少．但是學(xué)生對(duì)抽象板塊的知識(shí)有強(qiáng)烈的求知欲，應(yīng)如何將體驗(yàn)式教學(xué)策略應(yīng)用其中值得深入研究．

表7 國(guó)內(nèi)近5年高中物理體驗(yàn)式教學(xué)策略在物理版塊中的課例分布情況

7 建議與未來(lái)展望

筆者針對(duì)以上不足之處，提出幾點(diǎn)建議．首先，建議未來(lái)的研究人員在自制教具方面多探索和打磨，提高課堂的趣味體驗(yàn)；其次，需要教師熟練掌握現(xiàn)代信息技術(shù)手段，才能更好地將信息技術(shù)與物理教學(xué)相互融合．再次，對(duì)于課例的開(kāi)發(fā)，我們需要開(kāi)發(fā)完整的課例，并且在抽象領(lǐng)域也要有所突破．最后，努力將體驗(yàn)式教學(xué)策略應(yīng)用于基本課型之中，使得體驗(yàn)式教學(xué)策略的應(yīng)用更加可操作．筆者相信在不久的將來(lái)體驗(yàn)式教學(xué)策略的研究能獲得更加系統(tǒng)而成熟的發(fā)展．