初中物理課堂肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與實踐能力的重要使命。傳統(tǒng)講授模式過于側(cè)重知識傳遞的即時效果,忽視了學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的自然發(fā)展規(guī)律。面對新時代教育改革深化的需求,構(gòu)建“生長型”課堂成為推動物理教育轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑。其核心在于將課堂視為動態(tài)發(fā)展的“生命體”,通過創(chuàng)設(shè)沉浸式學(xué)習(xí)情境、搭建階梯式探究支架、激發(fā)持續(xù)性思維碰撞等途徑,促使學(xué)生在問題解決過程中實現(xiàn)知識體系的自主建構(gòu)與思維能力的螺旋式發(fā)展。與傳統(tǒng)的初中物理灌輸式教學(xué)模式相比,“生長型”課堂更契合當(dāng)前物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求。教學(xué)實踐表明,該模式能顯著提升學(xué)生的科學(xué)探究興趣和批判性思維能力。
一、構(gòu)建初中物理“生長型”課堂的現(xiàn)實意義
(一)以動態(tài)認(rèn)知結(jié)構(gòu)深化科學(xué)思維培養(yǎng)
在初中物理教學(xué)中引入“生長型”課堂模式的本質(zhì)意義在于重構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展路徑。在傳統(tǒng)的初中物理課堂教學(xué)中,教師習(xí)慣采用線性知識傳輸方式,將物理概念拆解為孤立知識點進(jìn)行講解和灌輸。這種方式雖然可以保證教學(xué)效率,但也容易使學(xué)生形成靜態(tài)、碎片化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)[1]。與之不同,“生長型”課堂強調(diào)知識體系的動態(tài)生成過程,通過創(chuàng)設(shè)問題情境來驅(qū)動學(xué)生主動建構(gòu)概念網(wǎng)絡(luò)。物理學(xué)科具有嚴(yán)密的邏輯性和系統(tǒng)性,要求學(xué)習(xí)者建立力學(xué)、能量、電磁等核心領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)性思維框架,而“生長型”課堂教學(xué)模式能讓學(xué)生在持續(xù)的問題探究中逐步深化對物理知識和技能的理解,形成可擴(kuò)展的認(rèn)知架構(gòu)。
(二)以自主探究機(jī)制激活創(chuàng)新潛能釋放
“生長型”課堂的核心價值在于重塑學(xué)習(xí)主體的能動性地位,這符合新課程改革倡導(dǎo)的“以學(xué)生為主體”開展教學(xué)的理念。物理學(xué)科本質(zhì)上是一門實驗科學(xué),其知識體系建立在觀察、假設(shè)、驗證的循環(huán)過程之上。然而,傳統(tǒng)的教學(xué)模式往往壓縮學(xué)生參與實驗設(shè)計的空間,將實踐環(huán)節(jié)簡化為操作流程的集中講解。在“生長型”課堂中,教師可通過設(shè)置開放性探究任務(wù),引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗方案,分析數(shù)據(jù)誤差,優(yōu)化操作路徑。在此過程中,學(xué)生可以經(jīng)歷完整的物理科學(xué)探究周期[2],逐步掌握變量控制、模型構(gòu)建、證據(jù)推理等關(guān)鍵能力。這種深度參與不僅可以促進(jìn)物理知識的實踐轉(zhuǎn)化,還可以培養(yǎng)學(xué)生突破思維定式的創(chuàng)新品質(zhì),使“生長型”課堂成為孕育未來科技創(chuàng)新人才的“孵化場”。
(三)以持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向促進(jìn)核心素養(yǎng)發(fā)展
物理教育的終極目標(biāo)在于培養(yǎng)適應(yīng)未來社會的科學(xué)公民。“生長型”課堂減少了傳統(tǒng)教學(xué)對短期知識掌握的過度關(guān)注,轉(zhuǎn)向注重終身學(xué)習(xí)能力的培育,通過建立螺旋上升的學(xué)習(xí)序列,讓學(xué)生在不同學(xué)段反復(fù)接觸核心概念,并在更高認(rèn)知層次上進(jìn)行重構(gòu)。這一模式契合皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論,可使抽象物理概念隨思維發(fā)展自然內(nèi)化。在“生長型”課堂中,教師可以融入工程實踐、社會議題等現(xiàn)實情境,引導(dǎo)學(xué)生在解決真實問題時運用物理學(xué)原理,理解科學(xué)技術(shù)與社會發(fā)展的互動關(guān)系。這種教學(xué)模式既保持了學(xué)科本體的嚴(yán)謹(jǐn)性,又構(gòu)建起連接學(xué)術(shù)世界與現(xiàn)實世界的橋梁,最終形成科學(xué)觀念、探究能力、社會責(zé)任三位一體的素養(yǎng)培養(yǎng)體系。
二、初中物理“生長型”課堂的構(gòu)建方法
(一)設(shè)置個性化教學(xué)目標(biāo),奠定“生長型”課堂基礎(chǔ)
正如世界上沒有完全相同的兩片樹葉,每個初中生都是獨立的個體,在物理學(xué)習(xí)和成長過程中展現(xiàn)出個性化特征。因此,在構(gòu)建初中物理“生長型\"課堂時,教師需要突破統(tǒng)一化的教學(xué)框架,注重基于學(xué)生認(rèn)知水平、思維特點和發(fā)展?jié)撃艿牟町惢O(shè)計。在這一過程中,教師應(yīng)通過診斷性評估明確學(xué)生的知識儲備和能力邊界,將物理課程標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為多層次、可調(diào)整的個性化動態(tài)目標(biāo)體系。該體系需包含知識理解、實驗操作和科學(xué)思維三個維度。針對物理學(xué)科的抽象性特征,目標(biāo)設(shè)計需要注重前概念轉(zhuǎn)化和認(rèn)知沖突預(yù)設(shè),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷從直覺經(jīng)驗到科學(xué)概念的思維躍遷。個性化目標(biāo)的核心價值在于賦予學(xué)生自主選擇權(quán),允許他們在實驗設(shè)計、問題探究等環(huán)節(jié)設(shè)定個性化子目標(biāo),從而形成以基礎(chǔ)目標(biāo)為根基、拓展目標(biāo)為“枝葉”的“生長型”結(jié)構(gòu)[3]
例如,在“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課的教學(xué)中,知識理解維度的個性化教學(xué)目標(biāo)可設(shè)定如下。針對知識基礎(chǔ)較為薄弱、學(xué)習(xí)節(jié)奏稍慢的學(xué)生,教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為:能夠準(zhǔn)確表述“物體振動是聲音產(chǎn)生的條件”,理解“聲音傳播需要介質(zhì)”;能夠舉例說明固體、液體、氣體都能傳聲,而真空不能傳聲。在教學(xué)中,教師可以借助簡單的實驗加深學(xué)生的理解,比如:敲擊音叉后觀察音叉激起水花,證明音叉振動發(fā)聲;再將音叉放入水中,觀察水波傳播,類比聲音在介質(zhì)中的傳播過程,使學(xué)生初步建立關(guān)于聲音的知識框架。針對知識接受能力較強、思維較為活躍的學(xué)生,教師應(yīng)設(shè)定更高的知識理解目標(biāo),要求這類學(xué)生不僅能夠理解聲音產(chǎn)生與傳播的基本原理,還能夠分析不同介質(zhì)對聲音傳播速度的影響因素,從而構(gòu)建更為完善且具有一定深度的知識體系。分層目標(biāo)設(shè)置能夠滿足不同學(xué)生在知識理解層面的個性化需求,為“生長型”課堂奠定堅實的知識基礎(chǔ)。
(二)落實合作學(xué)習(xí)模式,點亮“生長型”課堂底色
合作學(xué)習(xí)在“生長型”課堂中承擔(dān)著思維交互載體的功能。物理學(xué)科的本質(zhì)屬性決定了其知識生成必須依托觀察、假設(shè)、驗證等群體認(rèn)知活動,因此,初中物理教師必須重視合作學(xué)習(xí)模式在“生長型”課堂中的落實。教師需要構(gòu)建具有學(xué)科特色的合作機(jī)制,將不同課程中的物理問題解決流程分解為可協(xié)作的認(rèn)知模塊。在合作小組組建方面,應(yīng)遵循異質(zhì)互補原則,確保成員在空間認(rèn)知、邏輯推理、實踐操作等方面形成能力互補。課堂活動設(shè)計應(yīng)包含思維可視化工具,如概念圖、思維導(dǎo)圖,促使初中物理課程的隱性認(rèn)知過程顯性化。在實驗探究環(huán)節(jié),可以建立分工輪換機(jī)制,使每個小組成員都能經(jīng)歷包括方案設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、誤差分析等環(huán)節(jié)在內(nèi)的完整物理實驗學(xué)習(xí)流程。這種做法既有利于營造良好的物理課堂氛圍,又能促進(jìn)班級學(xué)生共同學(xué)習(xí)、成長,從而避免傳統(tǒng)初中物理教學(xué)中出現(xiàn)的教學(xué)效果兩極分化問題。教師還需注重合作過程中認(rèn)知沖突的處理,引導(dǎo)學(xué)生通過物理實驗解決分歧,將人際互動轉(zhuǎn)化為科學(xué)論證過程,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與學(xué)術(shù)共同體意識[4]
例如,在“物體的質(zhì)量”一課的教學(xué)中,教師應(yīng)遵循異質(zhì)互補原則,根據(jù)學(xué)生在空間認(rèn)知、邏輯推理、實踐操作等方面的能力差異進(jìn)行分組。在實驗探究環(huán)節(jié),教師可建立分工輪換機(jī)制。以測量物體質(zhì)量的實驗為例,小組成員輪流擔(dān)任不同角色:有的負(fù)責(zé)使用天平測量物體質(zhì)量,有的記錄數(shù)據(jù),有的分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和提出改進(jìn)建議,有的負(fù)責(zé)整理實驗結(jié)果并向全班匯報。依托這種分工輪換機(jī)制,每個學(xué)生都能完整經(jīng)歷方案設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、誤差分析等物理實驗學(xué)習(xí)流程,這不僅提高了實驗效率,還促使小組成員在實踐中學(xué)會相互配合、共同成長。
(三)鼓勵質(zhì)疑問難,凸顯“生長型”課堂品質(zhì)
“生長型”課堂需構(gòu)建開放性提問場域,通過問題鏈設(shè)計激活學(xué)生的批判意識。初中物理教師需要系統(tǒng)梳理物理學(xué)發(fā)展史上著名的質(zhì)疑案例,總結(jié)科學(xué)質(zhì)疑的基本方法。在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師可設(shè)置認(rèn)知陷阱,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己原有的想法和科學(xué)概念之間的差距。在講解知識時,教師可有意預(yù)留邏輯漏洞,促使學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)理論體系的不完善之處,激發(fā)學(xué)生的疑問和思考。教師要建立問題分類引導(dǎo)機(jī)制,將學(xué)生的自發(fā)性質(zhì)疑導(dǎo)向?qū)Ω拍畋举|(zhì)的深入思考。對于操作類質(zhì)疑,要求學(xué)生將其轉(zhuǎn)化成可以驗證的實驗方案;對于理論類質(zhì)疑,指導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)推導(dǎo)或查閱資料的方式來求證。此外,還要定期開展問題價值評估訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生區(qū)分表面問題與本質(zhì)問題的能力,使質(zhì)疑問難成為知識建構(gòu)的內(nèi)在驅(qū)動力。
例如,在“重力”一課的教學(xué)中,教師可以在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)設(shè)置認(rèn)知陷阱,揭示學(xué)生前概念與科學(xué)概念之間的矛盾。具體可提出這樣的問題:“物體越重,下落速度是否越快?”這類認(rèn)知陷阱問題能夠有效引發(fā)學(xué)生的直觀認(rèn)知沖突,加深學(xué)生的學(xué)習(xí)印象[5]。在講解“重力方向總是豎直向下”這一概念時,教師可以設(shè)計一個實驗:將物體置于斜面上,讓學(xué)生觀察物體下滑方向與重力方向是否一致。這種反?,F(xiàn)象能夠打破學(xué)生的認(rèn)知平衡,促使學(xué)生提出質(zhì)疑。此時,教師可引導(dǎo)學(xué)生通過實驗驗證,發(fā)現(xiàn)雖然物體下滑方向與斜面相關(guān),但重力方向始終保持豎直向下,從而幫助學(xué)生理解重力方向的不變性。
(四)促進(jìn)知識應(yīng)用遷移,豐富“生長型”課堂體驗
學(xué)生的知識遷移能力是檢驗物理“生長型”課堂效果的核心指標(biāo)。初中物理課堂教學(xué)需突破教材案例的局限,構(gòu)建多層次應(yīng)用場景。教師可以依據(jù)STSE教育理念,選擇一些有現(xiàn)實意義的問題作為遷移載體。比如,在力學(xué)單元引入優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的課題,在電學(xué)單元布置智能家居電路改造任務(wù)。在知識遷移過程中,教師要引導(dǎo)學(xué)生按照“原型抽象一情境適配一方案重構(gòu)”的思路來思考,重點培養(yǎng)他們將物理知識應(yīng)用于不同情境的能力。對于比較復(fù)雜的問題,可以分步驟進(jìn)行:先完成單一原理的應(yīng)用驗證,再逐步增加變量進(jìn)行綜合應(yīng)用。教師還可以組織課后物理創(chuàng)新活動,鼓勵學(xué)生把課堂知識用于科技制作、社會調(diào)查等實踐中,形成“從課堂到生活再到社會”的完整遷移鏈條。
例如,在“杠桿”一課的教學(xué)中,教師可以依據(jù)STSE教育理念,引入建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化課題,指導(dǎo)學(xué)生利用杠桿原理優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。依據(jù)“原型抽象一情境適配一方案重構(gòu)”的思維路徑,教師可以先通過課堂實驗讓學(xué)生掌握杠桿平衡條件(動力× 動力臂 Σ=Σ 阻力 × 阻力臂),然后將這一原理遷移到實際情境中。比如,設(shè)計為小型花園設(shè)計自動澆水裝置的任務(wù),要求學(xué)生運用杠桿原理來控制水的流量和方向。在這個實踐任務(wù)中,學(xué)生需要將課堂學(xué)習(xí)的物理模型轉(zhuǎn)化為具體的工程設(shè)計,從而培養(yǎng)知識遷移能力。
(五)建立成長檔案,健全“生長型”課堂體系
學(xué)生成長檔案是記錄課堂學(xué)習(xí)過程的重要工具。檔案設(shè)計需要整合學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)和階段性成果,建立全面的成長記錄。其內(nèi)容架構(gòu)應(yīng)包含概念理解情況、科學(xué)探究能力變化、思維品質(zhì)發(fā)展特征三個主維度。在具體實施中,采用嵌入式評價方式,在實驗報告、項目方案等常態(tài)作業(yè)中設(shè)置自評環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力;引入學(xué)習(xí)分析技術(shù),分析學(xué)生在問題解決、課堂討論等方面的表現(xiàn),形成個性化診斷報告;建立漸進(jìn)式更新機(jī)制,按教學(xué)單元整理模塊化成果,保留跨學(xué)期的縱向發(fā)展記錄;定期開展檔案反思課,引導(dǎo)學(xué)生通過對比不同階段的記錄,自主發(fā)現(xiàn)思維模式的進(jìn)化節(jié)點。教師可以根據(jù)檔案數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整教學(xué)策略,形成“記錄一分析一改進(jìn)”的良性循環(huán),形成持續(xù)生長的課堂生態(tài)。
例如,在“電阻和變阻器”一課的教學(xué)中,教師可以在學(xué)生完成變阻器實驗報告后,引導(dǎo)他們評估實驗設(shè)計的合理性、數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性以及結(jié)論的有效性。在此過程中,學(xué)生不僅能了解自身的學(xué)習(xí)進(jìn)度,還能反思與改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。
結(jié)語
綜上所述,設(shè)置個性化教學(xué)目標(biāo)、落實合作學(xué)習(xí)模式、鼓勵質(zhì)疑問難、促進(jìn)知識應(yīng)用遷移以及建立成長檔案等策略,可以有效構(gòu)建初中物理“生長型”課堂,促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。“生長型”課堂強調(diào)知識體系的動態(tài)生成與思維能力的持續(xù)提升,能為初中物理教學(xué)注入新的活力,對培養(yǎng)初中生的物理核心素養(yǎng)具有重要價值。
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