循證實(shí)踐模式下初中物理的教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘 要】教學(xué)設(shè)計(jì)是教學(xué)實(shí)踐中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。循證教學(xué)主張將科學(xué)證據(jù)與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合來指導(dǎo)教育教學(xué)實(shí)踐，有利于發(fā)展教師的科學(xué)素養(yǎng)和專業(yè)能力。文章基于循證實(shí)踐模式，以“牛頓第一定律”為例，從提出問題、查找證據(jù)、嚴(yán)格評價(jià)、恰當(dāng)應(yīng)用、反思評價(jià)五個(gè)步驟展開設(shè)計(jì)，將物理學(xué)科的特點(diǎn)與循證教學(xué)的優(yōu)勢相結(jié)合，發(fā)展教師的科學(xué)素養(yǎng)和專業(yè)能力，構(gòu)建一個(gè)更加科學(xué)化、系統(tǒng)化的教學(xué)環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】循證實(shí)踐模式 教學(xué)設(shè)計(jì) 初中物理 牛頓第一定律

【中圖分類號】G633.7" 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A" "【文章編號】1002-3275（2024）18-66-04

一、問題的提出

當(dāng)前的一些教學(xué)設(shè)計(jì)存在著研究與實(shí)踐脫節(jié)、教師因局限于個(gè)人直覺和經(jīng)驗(yàn)而難以作出科學(xué)有效的教學(xué)決策、教育實(shí)踐者缺乏將研究證據(jù)應(yīng)用到教學(xué)中的能力、多媒體資源不能得到充分利用、無法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)等問題。循證教學(xué)作為一種以科學(xué)研究和證據(jù)為基礎(chǔ)的教育范式，將教育人員的專業(yè)智慧、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與目前能夠獲得的研究證據(jù)結(jié)合起來，能夠幫助教師慎重、準(zhǔn)確地作出教育決策、開展教育實(shí)踐。［1］它強(qiáng)調(diào)教師在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)使用經(jīng)過科學(xué)驗(yàn)證的策略和技術(shù)，提高教育決策的科學(xué)性和有效性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的最大化。［2］

循證教育研究一般借鑒循證醫(yī)學(xué)的實(shí)踐框架，即美國西弗吉尼亞大學(xué)的Rosswurm和Larrabee在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提出的循證實(shí)踐模式。［3］本文將其提煉為提出問題、查找證據(jù)、嚴(yán)格評價(jià)、恰當(dāng)應(yīng)用、反思評價(jià)，并以牛頓第一定律為例，依據(jù)循證實(shí)踐模式開展初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)。

二、基于循證實(shí)踐模式的初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)

物理作為自然科學(xué)的一個(gè)重要分支，具有顯著的科學(xué)性、邏輯性、定量性，將循證實(shí)踐模式與初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)相結(jié)合，可以更進(jìn)一步凸顯以上特點(diǎn)，為初中物理教學(xué)提供有利的、科學(xué)的支持和指導(dǎo)?；谘C實(shí)踐模式，初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)共分為五個(gè)步驟，如圖1所示。

（一）提出問題

在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時(shí)，一些學(xué)生只是進(jìn)行機(jī)械記憶，而無法真正理解和掌握，也無法在生活中解釋一些簡單的現(xiàn)象，如慣性是什么，為什么在沒有外力作用下物體還能繼續(xù)保持運(yùn)動狀態(tài)。于是在做課后習(xí)題時(shí)或是在考試中容易出錯(cuò)。由此可以推斷，學(xué)生并沒有建立起正確的概念。那么針對這一情況，教師在備課以及進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該如何優(yōu)化，使學(xué)生能更好地接受和理解知識呢？

（二）查找證據(jù)

查找證據(jù)是最重要、最耗時(shí)的一步，教師要進(jìn)行廣泛搜索，為后續(xù)評價(jià)和應(yīng)用做好準(zhǔn)備。本文從課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫、國外電子數(shù)據(jù)庫四個(gè)途徑進(jìn)行搜索。

第一，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2020年版）》（文本簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）是開展物理教育教學(xué)工作的依據(jù)和指南，只有深入理解和貫徹課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容，才能有效開展教學(xué)工作，設(shè)計(jì)科學(xué)的教學(xué)活動。因此，首先在課程標(biāo)準(zhǔn)中查找相關(guān)內(nèi)容。從總體上看，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，要把物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作為物理教學(xué)的重要目標(biāo)，通過教學(xué)活動的精心設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”在課堂學(xué)習(xí)中落地生根。具體而言，牛頓第一定律屬于“機(jī)械運(yùn)動和力”內(nèi)容，該定律是研究力與運(yùn)動之間關(guān)系的核心，為學(xué)習(xí)和理解后續(xù)更復(fù)雜的物理概念打下基礎(chǔ)。課程標(biāo)準(zhǔn)中明確要求，學(xué)生要通過實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理，認(rèn)識牛頓第一定律，通過牛頓第一定律和力的作用效果，認(rèn)識機(jī)械運(yùn)動和力的關(guān)系。

第二，教材是教師開展教育教學(xué)活動的另一重要依據(jù)。通過整合不同版本的教材，總結(jié)牛頓第一定律章節(jié)中的演示、科普、學(xué)物理等板塊中是如何介紹牛頓第一定律的，分析共同或差異之處，以便獲得更全面的信息。在人教版教材中，牛頓第一定律的定義為一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。再通過列舉生活中的實(shí)例來說明牛頓第一定律的應(yīng)用，如汽車安裝安全氣囊和安全帶是為了防止慣性帶來的危害，跳遠(yuǎn)助跑可以提高成績等。蘇科版特別強(qiáng)調(diào)了通過實(shí)驗(yàn)探究阻力對物體運(yùn)動的影響，并歸納出任何物體都具有慣性，能夠解釋與慣性有關(guān)的現(xiàn)象。根據(jù)北師大版教材，物體究竟是保持靜止?fàn)顟B(tài)還是勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，取決于物體原來的運(yùn)動狀態(tài)。并且其先對科學(xué)家認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系進(jìn)行歷史回顧，介紹科學(xué)家研究運(yùn)動和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn)。再介紹牛頓第一定律的概念，強(qiáng)調(diào)知識與生活實(shí)際的聯(lián)系。滬科版的教學(xué)內(nèi)容主要涉及三個(gè)方面，首先是牛頓第一定律的正式表述；其次是與實(shí)際生活和運(yùn)動情景相關(guān)的案例分析，例如物體受到外力時(shí)的加速度變化情況；最后是牛頓第一定律在科學(xué)發(fā)現(xiàn)史上的重要性以及與牛頓第二定律、牛頓第三定律的關(guān)聯(lián)。

第三，學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫收錄了大量的學(xué)術(shù)期刊、學(xué)位論文、會議論文、專利、標(biāo)準(zhǔn)等，這些文獻(xiàn)資料具有較高的學(xué)術(shù)權(quán)威性，可以幫助教師作出更加準(zhǔn)確科學(xué)的判斷和決策。以中國知網(wǎng)為例，在其主題欄中搜索“牛頓第一定律※教學(xué)設(shè)計(jì)”可以找到3420條結(jié)果，通過下載與“教學(xué)設(shè)計(jì)”“牛頓第一定律”兩個(gè)主題高度相關(guān)的論文并進(jìn)行閱讀，提煉出“產(chǎn)婆術(shù)”“探究式教學(xué)”“創(chuàng)設(shè)環(huán)境”“實(shí)驗(yàn)教學(xué)”“科學(xué)思維能力”等關(guān)鍵詞。其中，毛嫣汝、方華基教授提出要應(yīng)用教學(xué)切片分析方法，優(yōu)化學(xué)生證據(jù)推理能力培養(yǎng)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)開放性的問題，聯(lián)系實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生的推理能力［4］；農(nóng)婉君、陳時(shí)勇認(rèn)為在學(xué)習(xí)牛頓定律時(shí)要注重物理學(xué)史，讓學(xué)生在大物理背景下學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)能力、發(fā)展物理素養(yǎng)［5］；南鳴燕認(rèn)為學(xué)生很容易誤認(rèn)為物體運(yùn)動是需要力來維持的［6］。

第四，國外電子數(shù)據(jù)庫收錄了國外優(yōu)秀研究成果，可為教師提供借鑒。例如，WWC（全稱為What Works Clear House，美國有效教學(xué)策略資料中心）是美國教育科學(xué)研究所建立的，該網(wǎng)站通過查閱、篩選、評價(jià)、整合相關(guān)教育研究資料，為公眾與教育決策者提供高質(zhì)量教育治理科學(xué)依據(jù)來源。［7］通過在WWC網(wǎng)站中搜索“牛頓第一定律”“科學(xué)教育”“教學(xué)設(shè)計(jì)”“證據(jù)”等關(guān)鍵詞，收集到一些與本文研究相關(guān)的資料，如“科學(xué)探究”專題可提供關(guān)于教學(xué)設(shè)計(jì)的指南和見解。《科學(xué)探究指南》提到，科學(xué)探究是一個(gè)廣泛的領(lǐng)域，并提出科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本框架和步驟，即在探究之前作出假設(shè)、運(yùn)用數(shù)據(jù)分析等方法來研究物理現(xiàn)象，歸納規(guī)律并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。同時(shí)，一篇關(guān)于新課程物理實(shí)驗(yàn)的問卷調(diào)查與教學(xué)思考的文章提出，在物理實(shí)驗(yàn)中，自主學(xué)習(xí)要與團(tuán)隊(duì)合作并重，生生合作、師生合作是必不可少的，在合作操作中分析結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和團(tuán)隊(duì)合作能力；教師設(shè)計(jì)教學(xué)活動時(shí)盡量貼近學(xué)生的生活，使學(xué)生對物理概念能有切身的體會和感受，更有利于他們學(xué)會知識和發(fā)展能力。

（三）嚴(yán)格評價(jià)

嚴(yán)格評價(jià)是循證實(shí)踐模式中不可或缺的一環(huán)，它確保了證據(jù)的質(zhì)量和相關(guān)性，支持實(shí)踐者作出基于證據(jù)的科學(xué)決策，并不斷提高實(shí)踐的效果和質(zhì)量。本文將上述搜索得到的證據(jù)進(jìn)行分析評價(jià)，以得到最合適的信息，指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)。

第一，課程標(biāo)準(zhǔn)是開展物理教育教學(xué)實(shí)踐的指南和依據(jù)，因此可將其直接作為最佳證據(jù)來指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，教師更應(yīng)該注重學(xué)科的實(shí)踐性，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動、進(jìn)行實(shí)踐案例分析等培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，提升學(xué)生的物理素養(yǎng)，發(fā)展他們的創(chuàng)造性思維和獨(dú)立循證、制證的能力。

第二，各版教材對牛頓第一定律的詮釋大體相似。人教版教材對牛頓第一定律的介紹除了平鋪直敘定律內(nèi)容外，更注重呈現(xiàn)與生活息息相關(guān)的實(shí)例來加深學(xué)生的理解；北師大版教材側(cè)重于科學(xué)歷史和理想實(shí)驗(yàn)方法的教育；蘇教版教材側(cè)重于實(shí)驗(yàn)探究和對慣性現(xiàn)象的觀察與理解，并要求學(xué)生可以很好地解釋與慣性相關(guān)的現(xiàn)象；滬科版教材則注重實(shí)驗(yàn)探究與理解，通過設(shè)置不同的教學(xué)內(nèi)容和活動，幫助學(xué)生更好地理解牛頓第一定律，并將其應(yīng)用于解決實(shí)際問題。

通過以上的教材分析和總結(jié)，牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)需要在物理學(xué)史背景下，介紹定律的緣起，并在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究和生活案例分析，幫助學(xué)生建立正確的概念認(rèn)知，在實(shí)踐中解決真實(shí)問題。

第三，通過對比評估在中國知網(wǎng)中找到的相關(guān)實(shí)證研究和數(shù)據(jù)支撐，可以將其作為科學(xué)依據(jù)來指導(dǎo)，設(shè)計(jì)“牛頓第一定律”的教學(xué)活動。根據(jù)文獻(xiàn)梳理結(jié)果，可以嘗試創(chuàng)設(shè)充滿物理學(xué)習(xí)的氛圍，例如使用多媒體展示相關(guān)的物理現(xiàn)象和歷史背景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心。可以提出開放式的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論，例如詢問學(xué)生如何理解物體運(yùn)動狀態(tài)的變化，從而自然地引入牛頓第一定律的概念。也可以強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的方法，教學(xué)重點(diǎn)在于讓學(xué)生理解并能夠解釋牛頓第一定律，難點(diǎn)則在于通過實(shí)驗(yàn)探究提升學(xué)生的分析與論證能力。

第四，可將WWC相關(guān)資料作為輔助依據(jù)。綜合在WWC中搜集的相關(guān)資料，可總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)：在學(xué)習(xí)科學(xué)性較強(qiáng)的學(xué)科時(shí)，需要設(shè)計(jì)一個(gè)基本框架和步驟，以問題為導(dǎo)向統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)教學(xué)過程；合作貫穿在整節(jié)課堂中，通過設(shè)計(jì)小組討論引導(dǎo)學(xué)生之間合作交流，通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動引導(dǎo)學(xué)生合作實(shí)踐，以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)散思維和動手操作能力發(fā)展，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（四）恰當(dāng)應(yīng)用

具備科學(xué)的證據(jù)和經(jīng)驗(yàn)之后，需要進(jìn)行第四步——應(yīng)用證據(jù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，這一步驟強(qiáng)調(diào)證據(jù)與實(shí)踐相結(jié)合，使設(shè)計(jì)的教學(xué)活動既科學(xué)又具有人文關(guān)懷。本文在循證實(shí)踐模式的框架指導(dǎo)下，從確定目標(biāo)、組織內(nèi)容、選擇方法、設(shè)計(jì)評價(jià)等環(huán)節(jié)進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)設(shè)計(jì)，以期呈現(xiàn)更有效的教學(xué)實(shí)踐。

第一，教學(xué)目標(biāo)的確定。基于課程標(biāo)準(zhǔn)，將目標(biāo)設(shè)定為學(xué)生能夠在物理學(xué)史的背景下，準(zhǔn)確理解慣性的概念和牛頓第一定律的內(nèi)容，能夠通過實(shí)驗(yàn)和觀察來驗(yàn)證牛頓第一定律的正確性，同時(shí)能批判性地思考和討論牛頓第一定律在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用和局限性。

第二，教學(xué)內(nèi)容的組織與設(shè)計(jì)。根據(jù)教材以及在中國知網(wǎng)中檢索到的論文，教學(xué)內(nèi)容組織應(yīng)遵循由淺入深的原則，先介紹牛頓定律的背景和重要性，再詳細(xì)講解牛頓第一定律的定義、條件、應(yīng)用實(shí)例。此外，教學(xué)內(nèi)容還應(yīng)包括相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和案例，讓學(xué)生通過實(shí)踐加深理解。

第三，教學(xué)方法的選擇與應(yīng)用。根據(jù)WWC中檢索的資料，本文選擇直接講授、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、案例分析方法。直接講授用于介紹牛頓第一定律的基本概念和原理。結(jié)合《科學(xué)探究指南》中的論述，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察和分析物體在不同力作用下的運(yùn)動狀態(tài)，從而更好地理解慣性和牛頓第一定律（見表1）。

此外，在核心素養(yǎng)背景下學(xué)生要具備分析真實(shí)世界中的案例的能力，因此可以設(shè)計(jì)案例（見表2）讓學(xué)生探討牛頓第一定律的實(shí)際應(yīng)用。

第四，教學(xué)評價(jià)的設(shè)計(jì)。在中國知網(wǎng)中檢索到適宜本教學(xué)設(shè)計(jì)的評價(jià)方式包括課后測試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課上討論等，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)中從布置的作業(yè)來評估考查學(xué)生對牛頓第一定律概念的理解和記憶，引導(dǎo)學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)操作，通過討論和案例分析活動來評估學(xué)生的批判性思維和問題解決能力的發(fā)展。

（五）反思評價(jià)

反思評價(jià)是一個(gè)持續(xù)的過程，涉及對整個(gè)循證實(shí)踐環(huán)節(jié)的回顧反思，并需要根據(jù)反饋進(jìn)行必要的調(diào)整。此環(huán)節(jié)可以通過收集學(xué)生反饋、考試成績、學(xué)習(xí)表現(xiàn)等來完成，確保循證實(shí)踐能適應(yīng)不斷變化的教育環(huán)境和學(xué)生需求。教師通過設(shè)計(jì)教學(xué)評價(jià)采集學(xué)生的實(shí)際情況和表現(xiàn)，并通過學(xué)生的表現(xiàn)來評估該教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)效果，還可以通過問卷、訪談等形式收集學(xué)生對教學(xué)設(shè)計(jì)的看法和感受。

三、啟示

第一，循證實(shí)踐模式有利于增強(qiáng)教育實(shí)踐的科學(xué)性。循證實(shí)踐模式使物理教學(xué)更加科學(xué)化，教師在設(shè)計(jì)和實(shí)踐時(shí)，能夠依據(jù)科學(xué)證據(jù)作出更合理的決策。這種科學(xué)性不僅體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，而且體現(xiàn)在教學(xué)方法和評價(jià)方式的設(shè)計(jì)上。

第二，循證實(shí)踐模式有助于教師專業(yè)能力的提升。循證教學(xué)模式要求教師具備較高的學(xué)科素養(yǎng)和研究能力，通過不斷地查找證據(jù)、評價(jià)證據(jù)、應(yīng)用證據(jù)，教師能夠提升專業(yè)能力，同時(shí)能夠激發(fā)他們的研究激情，推動教育實(shí)踐創(chuàng)新。

第三，循證實(shí)踐模式有助于優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境。循證教學(xué)模式注重學(xué)生的參與和體驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)和案例分析，學(xué)生能夠更直觀地理解物理概念，并將其應(yīng)用于實(shí)際生活中。這種方式不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且有助于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維和問題解決能力。

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