“知行合一”導(dǎo)向的初中物理思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)探索

馬兵

［摘 要］文章以物理思維作為初中物理學(xué)科育人的突破點(diǎn)，開展“知行合一”導(dǎo)向的初中物理思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究，從搭建物理思維框架、建構(gòu)思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系、打造思維實(shí)驗(yàn)室平臺、開展深度教學(xué)實(shí)踐探索、落實(shí)思維實(shí)驗(yàn)過程評價等方面進(jìn)行初中物理學(xué)科育人的實(shí)踐創(chuàng)新探索。

［關(guān)鍵詞］知行合一；物理思維；物理實(shí)驗(yàn)；學(xué)科育人

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）11-0046-03

初中教育是基礎(chǔ)教育中承上啟下的關(guān)鍵教育，從教育的過程來看，初中教育是連接小學(xué)教育和高中教育的橋梁；從學(xué)生的發(fā)展來看，初中是青少年思維成長、能力培養(yǎng)、品格形成的重要時期?，F(xiàn)代學(xué)者普遍認(rèn)為，學(xué)科育人的本質(zhì)是學(xué)科教育教學(xué)對學(xué)生的發(fā)展性，其意在促進(jìn)學(xué)生作為人的社會本質(zhì)、文化本質(zhì)和精神本質(zhì)的生成，發(fā)展學(xué)生新時代所必需的學(xué)科核心素養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)科教學(xué)的育人功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價值，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。

物理思維既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的學(xué)習(xí)工具和方法。筆者通過文獻(xiàn)查找及問卷設(shè)計對初中生的物理思維進(jìn)行調(diào)查，得出初中生的物理思維有如下特征：一是形象思維多于抽象思維，邏輯思維能力不強(qiáng)，具體表現(xiàn)為存在用生活經(jīng)驗(yàn)代替物理知識等直觀思維；二是孤立片面多于整體聯(lián)系，具體表現(xiàn)為只能理解平面關(guān)系，理解不了立體關(guān)系；三是創(chuàng)造性思維散而亂，具體表現(xiàn)為漫無邊際的猜想或違反科學(xué)規(guī)律的異想天開。

基于以上分析，筆者認(rèn)為選取物理思維作為初中物理學(xué)科育人的突破點(diǎn)，開展“知行合一”導(dǎo)向的初中物理思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目研究，進(jìn)行初中物理學(xué)科育人的實(shí)踐創(chuàng)新探索，優(yōu)化課程設(shè)計開發(fā)，落實(shí)基礎(chǔ)教育課程標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行學(xué)生核心素養(yǎng)培育，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價值在工具層、意義層、生命層的不斷深入。下面筆者就從搭建物理思維內(nèi)容框架、建構(gòu)思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系、打造思維實(shí)驗(yàn)空間平臺、開展深度教學(xué)實(shí)踐探索、落實(shí)思維實(shí)驗(yàn)過程評價等方面談?wù)勅绾尾粩嗟剡M(jìn)行實(shí)踐聚焦、優(yōu)化、創(chuàng)新。

一、梳理學(xué)科育人價值體系，搭建物理思維框架

（一）物理學(xué)科的育人價值體系梳理

物理學(xué)科的育人價值體系梳理如圖1所示。

只有“以立德為核心，以樹人為根本”進(jìn)行樹人育心，才能實(shí)現(xiàn)“知行合一”，豐富人的精神世界和提高人的品德修養(yǎng)，形成學(xué)科育人的價值系統(tǒng)，促使人有德性的發(fā)展；以學(xué)科育人價值的內(nèi)涵為基礎(chǔ)將知識的理解與運(yùn)用貫穿于學(xué)科教學(xué)的各階段、各環(huán)節(jié)以及各方面，使學(xué)科教學(xué)有序地、系統(tǒng)地進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的發(fā)展；學(xué)生的個體需求和差異性決定了學(xué)科育人價值的多樣性，也由此實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的多樣性發(fā)展；關(guān)注每一個學(xué)生的健康、主動發(fā)展，能讓教育成為促進(jìn)個人成長的力量，成為個人生命歷程中的有機(jī)構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科教育在個體生命中的持續(xù)性發(fā)展。依據(jù)義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)，初中物理課程內(nèi)容分為科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩個部分，而物理思維既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的學(xué)習(xí)工具和方法。

因此，筆者認(rèn)為，要在初中物理學(xué)科育人視域下搭建初中物理思維框架，架接學(xué)習(xí)思維橋梁，從立德樹人的立場上解決“培養(yǎng)什么人”的問題和解決“怎樣培養(yǎng)人”即“如何培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)”的問題。

（二）初中物理思維框架搭建

基于初中生的思維特征，筆者對初中物理新課標(biāo)、教材及拓展實(shí)驗(yàn)中的思維進(jìn)行了歸納和分析，選擇了三大初中物理思維（如圖2）進(jìn)行選點(diǎn)和框架設(shè)計。

推理與想象：推理與想象是初中物理思維發(fā)展的“兩翼”。邏輯思維是指在物理學(xué)習(xí)中歸納、總結(jié)一般規(guī)律以及運(yùn)用規(guī)律解決問題的必備思維，是初中生分析問題的關(guān)鍵能力；形象思維是學(xué)習(xí)微觀物理世界所需的一種想象力，能促進(jìn)學(xué)生對微觀物理世界的理解。

整體與隔離：整體與隔離是初中物理思維發(fā)展的“基石”。辯證思維是指在物理學(xué)習(xí)中學(xué)會用聯(lián)系和發(fā)展的觀點(diǎn)看待問題，用內(nèi)外因的觀點(diǎn)分析問題；系統(tǒng)思維是指在分析和處理問題的過程中，思考問題的方向始終對準(zhǔn)了全局和整體，并從全局和整體出發(fā)，利用整體法、結(jié)構(gòu)法、要素法、功能法對系統(tǒng)內(nèi)各組成部分間的有機(jī)聯(lián)系進(jìn)行研究。

求異與創(chuàng)新：求異與創(chuàng)新是初中物理思維發(fā)展的“達(dá)成”。創(chuàng)造性思維具有廣闊性、深刻性、獨(dú)特性、批判性、敏捷性和靈活性等特點(diǎn)，它是從多角度、多側(cè)面、多層次、多結(jié)構(gòu)去思考，去尋找答案，既不受現(xiàn)有知識的限制，也不受傳統(tǒng)方法的束縛。其思維路線是開放性、擴(kuò)散性的，它解決問題的方法更不是單一的，而是在多種方案、多種途徑中去探索、去選擇。

二、建構(gòu)思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系，挖掘?qū)W科育人價值內(nèi)涵

（一）初中物理思維實(shí)驗(yàn)梳理

筆者按照項(xiàng)目研究的三大初中物理思維實(shí)驗(yàn)對初中物理教材及拓展實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了梳理和項(xiàng)目設(shè)計，從課標(biāo)、教材中探尋與初中物理知識對應(yīng)和適切的物理思維與方法，找到物理思維內(nèi)容和實(shí)施方法。

（二）建構(gòu)初中物理思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系

實(shí)驗(yàn)是物理的靈魂，是物理教育教學(xué)的核心。筆者根據(jù)學(xué)生物理思維水平從低到高發(fā)展的規(guī)律，建構(gòu)具有五個層次的“初中物理思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系”：體驗(yàn)性項(xiàng)目、實(shí)證性項(xiàng)目、探究性項(xiàng)目、拓展性項(xiàng)目、創(chuàng)造性項(xiàng)目。

教師可通過模型法、類比法、轉(zhuǎn)換法、演繹推理法、控制變量法等方法進(jìn)行體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、實(shí)證性實(shí)驗(yàn)等，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、認(rèn)清問題、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論的能力，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的高階思維。

（三）深化初中物理思維實(shí)驗(yàn)進(jìn)階

通過研究，筆者對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有了進(jìn)一步的理解，對初中物理思維實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新實(shí)踐路徑越來越聚焦，實(shí)現(xiàn)了初中物理實(shí)驗(yàn)1.0（學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)）、初中物理實(shí)驗(yàn)2.0（學(xué)生思維實(shí)驗(yàn)）、初中物理實(shí)驗(yàn)3.0（學(xué)生思維實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化）、初中物理實(shí)驗(yàn)4.0（學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)）的進(jìn)階。這種進(jìn)階體現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)知水平從前結(jié)構(gòu)水平、單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平到拓展抽象結(jié)構(gòu)水平的逐層進(jìn)化。

其中，學(xué)生自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞恰包c(diǎn)·線·面·體”的四位立體結(jié)構(gòu)，即先由一個簡單創(chuàng)新點(diǎn)到復(fù)雜地建構(gòu)概念的線，再到理解規(guī)律的面，最終在學(xué)生頭腦中形成立體的、系統(tǒng)的認(rèn)識。其涉及的五個環(huán)節(jié)為情境、問題、思維、糾錯、提煉，就是教師通過真實(shí)事件、真實(shí)情境、真實(shí)問題引入活動主題后，讓學(xué)生自主選擇主題和方法、創(chuàng)新構(gòu)思設(shè)計實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、分析論證展示，最終實(shí)現(xiàn)“想·做·思·說·行”的一體化，從而使學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平提升到更高層次。

三、打造思維實(shí)驗(yàn)室平臺，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價值

建構(gòu)由一般實(shí)驗(yàn)室、輔助實(shí)驗(yàn)室、專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、校外實(shí)驗(yàn)室組成的立體的實(shí)驗(yàn)室平臺（如圖3），突破空間限制，實(shí)現(xiàn)教室與物質(zhì)的連通；連通班級、年級，打破班級與年級的界限，建立學(xué)習(xí)共同體；連通教室資源與學(xué)校空間資源；連通教室與學(xué)生生活實(shí)踐；連通教室與社區(qū)、社會——通過這樣的平臺建設(shè)實(shí)現(xiàn)生命體完整的發(fā)展，以及全面實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價值。

實(shí)踐中，我們可以利用學(xué)校選修課進(jìn)行實(shí)踐探索，從而實(shí)現(xiàn)課內(nèi)課外、校內(nèi)校外、線上線下學(xué)習(xí)資源的連通。此外，我們還可以利用社團(tuán)活動、科技節(jié)、科學(xué)晚會等有效拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)平臺，在實(shí)驗(yàn)活動中動態(tài)地、鮮活地實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科的育人功能。

四、開展深度教學(xué)實(shí)踐探索，落實(shí)學(xué)科育人

課堂教學(xué)是培養(yǎng)人才的主渠道，是落實(shí)學(xué)科育人的一個最主要的參數(shù)。

實(shí)施深度教學(xué)，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和發(fā)展學(xué)生的高階思維，可通過反思和質(zhì)疑、批判和創(chuàng)新的思維過程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中勤思考，通過反思、總結(jié)、優(yōu)化、突破來發(fā)展思維，在實(shí)事求是、精益求精的科學(xué)態(tài)度下獲得為學(xué)、為事、為人的道理。深度教學(xué)融通了“教”與“育”，讓“教書”走向“育人”，讓“知識傳遞”走向“生命價值的挖掘與提升”，實(shí)現(xiàn)了由“知識”到“生命”的轉(zhuǎn)換。因此，從培養(yǎng)初中物理思維的教學(xué)實(shí)踐（如圖4）和創(chuàng)設(shè)物理思維培養(yǎng)科學(xué)機(jī)制兩個方面著手，能實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維發(fā)展、價值觀培育、文化熏染和關(guān)鍵能力培養(yǎng)等方面的價值，也能實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人功能的實(shí)踐訴求。

五、落實(shí)思維實(shí)驗(yàn)過程評價，強(qiáng)化學(xué)科育人價值目標(biāo)

以初中生的物理實(shí)驗(yàn)過程為對象，從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計、操作、結(jié)果等方面對思維實(shí)驗(yàn)進(jìn)行回顧、分析、討論、點(diǎn)評等，再根據(jù)學(xué)生思維活動的方向，對學(xué)生的思維活動進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控、調(diào)節(jié)，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中思維能力的發(fā)展進(jìn)行及時、正向的積極評價，以樹立學(xué)生的信心，激發(fā)學(xué)生的興趣，發(fā)揮非智力因素的助力作用。

綜上所述，學(xué)科育人價值的實(shí)現(xiàn)要從學(xué)生的興趣入手，激發(fā)學(xué)生參與的內(nèi)在動力，使學(xué)生不斷自主探索；著眼于學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，提煉出有價值的主題內(nèi)容；以問題為突破口，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識；以創(chuàng)新發(fā)展為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的升華。學(xué)科育人價值的實(shí)現(xiàn)不僅需要單個具體學(xué)科的深度教學(xué)，更需要基于問題導(dǎo)向的跨學(xué)科教學(xué)，以主題和項(xiàng)目為活動任務(wù)方式，讓學(xué)生在自主、合作、探究的實(shí)踐活動中，將觀察、提問、信息收集、分析概括、解決問題等一系列思維活動完全呈現(xiàn)出來，然后在師生、生生交流中不斷地糾正、優(yōu)化、提升，從整體上促進(jìn)學(xué)生高階思維的不斷生成和生長，讓知識和實(shí)踐合二為一，實(shí)現(xiàn)“知行合一”（如圖5）。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)：2022年版［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］? 成尚榮.學(xué)科育人：教學(xué)改革的指南針和準(zhǔn)繩［J］. 課程·教材·教法，2019（10）：82-89.

（責(zé)任編輯 黃春香）

［基金項(xiàng)目］本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于STREAM教育理念的初中物理實(shí)驗(yàn)拓展研究”（課題編號：D/2020/02/268）的研究成果。