潘志民

(南京外國語學(xué)校,江蘇 南京 210008)

談“YPT”理念下的中學(xué)物理教育教學(xué)活動課程的建設(shè)

潘志民

(南京外國語學(xué)校,江蘇 南京 210008)

“YPT”教育理念的核心就是提高青年學(xué)生的創(chuàng)新意識、科研素質(zhì)、綜合實踐和表達能力以及團隊合作精神等方面的綜合素質(zhì).“YPT”類的活動課程在中學(xué)里的推廣為這些素質(zhì)的培養(yǎng)提供了有效的途徑,必將有利于我國培養(yǎng)創(chuàng)新型的國際化優(yōu)秀科技人才.本文就“YPT”理念下中學(xué)物理教育教學(xué)的實踐活動做了梳理與總結(jié)思考．

“YPT”理念； 創(chuàng)新精神； 科學(xué)素養(yǎng)； 綜合素質(zhì)； “YPT”活動課程

《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》近日正式頒布,其中教育篇章對今后五年教育改革發(fā)展方向作了新定位,提出了新要求,厚植新理念,開展了新計劃,繪制了一張順應(yīng)民意、促進發(fā)展、實現(xiàn)強盛的教育發(fā)展藍圖．其最突出的亮點之一就是:增強教育改革發(fā)展活力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣和科學(xué)素養(yǎng),增強學(xué)生社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實踐能力．近年來,國內(nèi)、外的中學(xué)科學(xué)課程教學(xué)都在積極探索“互動”、“合作”等“探究性學(xué)習(xí)”的具體實施途徑,以及培養(yǎng)口頭與書面交流表達能力和團隊協(xié)作精神等等．同時高校自然科學(xué)基礎(chǔ)課程人才培養(yǎng)計劃中,學(xué)術(shù)研究與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也是一個重要目標(biāo)．如何在中學(xué)通過各種形式的教學(xué)實踐活動,促進學(xué)生科學(xué)課程核心素養(yǎng)養(yǎng)成,使得青年學(xué)生達成初步具有學(xué)術(shù)研究與創(chuàng)新能力這個目標(biāo),探索一套行之有效的培養(yǎng)機制具有非常重要的意義．

在課外活動方面,近年來國內(nèi)、外興起了形式多樣的學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽．例如，1979年莫斯科國立大學(xué)(Moscow State University)專門為國內(nèi)中學(xué)生,首先創(chuàng)設(shè)物理辯論競賽,在1988年改名為International Young Physicists’ Tournament,即“國際青年物理學(xué)家競賽”簡稱 “IYPT”,又稱之為“物理世界杯”;在美國有“美國青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽”,即“USYPT”．國內(nèi)在2013年南開大學(xué)首次舉辦了“中國高中生物理學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽”(China Youth Physicists’ Tournament),簡稱CYPT;同年江蘇省舉辦了“江蘇省中學(xué)生物理學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽”,即“JSYPT”．這些以實驗研究、團隊辯論為形式的學(xué)術(shù)競賽,根據(jù)給定的問題尋求理論與實驗方案,并就解決問題的基本知識、理論分析、實驗方案、結(jié)果討論等進行辯論．在國際上2013年還出現(xiàn)了針對16歲以下學(xué)生的“國際青少年自然科學(xué)錦標(biāo)賽”(International Young Naturalists’ Tournament),即“IYNT”,號稱作“IYPT”的“弟弟”,賽題涉及物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)和信息等諸門學(xué)科,更是體現(xiàn)出學(xué)科研究的綜合性．

我國當(dāng)下主流的中學(xué)物理課程側(cè)重于書本知識的學(xué)習(xí),教師教學(xué)方法“灌輸式”較多,學(xué)生為了應(yīng)對各種考試做了大量機械重復(fù)的訓(xùn)練,能力培養(yǎng)不夠全面且欠缺層次感．這些都不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣、科學(xué)素養(yǎng)和實踐能力．而“YPT”類活動、比賽恰恰對日常教學(xué)形成了有效的補充、激勵和檢閱．“YPT”教育理念的核心就是為提高青年學(xué)生的創(chuàng)新意識、科研素質(zhì)、綜合實踐和表達能力以及團隊合作精神等方面的綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)提供有效的途徑.

“YPT”類的活動課程在中學(xué)里的推廣建設(shè)必將有利于我國培養(yǎng)創(chuàng)新型的國際化科技人才.

1 “YPT”理念下的中學(xué)物理教育教學(xué)活動課程建設(shè)的主體框架及目標(biāo)

我們的教育教學(xué)實踐的主體對象主要為我校高中學(xué)生,以他們?yōu)橹行臉?gòu)建以課程、課外社團活動、“YPT”類學(xué)術(shù)競賽、課題研究為一體的平臺,建立跨越學(xué)科、年級、課程的教學(xué)機制,全方位提升學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新精神、實踐能力和綜合素質(zhì)．經(jīng)過實踐研究構(gòu)建為拔尖創(chuàng)新人才科技研究能力奠定基礎(chǔ)的培養(yǎng)機制,包含系統(tǒng)性的若干做法,促成激勵措施的形成等．

在實踐活動中依托學(xué)校已有的課程體制,借助大學(xué)的實驗室和科研院所的資源,建設(shè)校本課程和活動基地,包括面向高一新生開設(shè)“YPT類研究指導(dǎo)選修課”,指導(dǎo)學(xué)生“YPT”社團開展高質(zhì)量活動;在高二物理選修模塊教學(xué)中針對優(yōu)秀學(xué)生群體采用“YPT”理念下的“小組合作課題研究教學(xué)模式”教學(xué),重視實踐,把考察、觀察與定量實驗引入理論課程的教學(xué)中,開展課程報告,達到拓寬視野,激發(fā)興趣的教學(xué)效果．

推廣“南外高中生物理學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽”(NFLSYPT)為代表的各種形式的學(xué)術(shù)競賽,讓更多學(xué)生參與到“YPT”類的活動中來．組織優(yōu)秀學(xué)生參加“JSYPT”、“CYPT”、“USYPT”、“IYPT”和“IYNT”等各種“YPT”類學(xué)術(shù)創(chuàng)新比賽活動．同時著手建設(shè)“YPT學(xué)術(shù)創(chuàng)新基地(實驗室),幫助尖子學(xué)生進入大學(xué)實驗室進行研究學(xué)習(xí)．

實踐研究的重點在于讓更多的教師和學(xué)生能夠理解“YPT”理念,支持并熱情參與“YPT”理念下的課程和活動．難點在于“YPT”類研究活動與知識教學(xué)為主、重在應(yīng)試的教學(xué)實際的沖突如何解決以及“YPT”類研究所需要的各種軟硬條件的建設(shè)等等．

2 “YPT”理念下活動課程建設(shè)的基本思路、方法與計劃

2.1 基本思路

以學(xué)校物理必修課程和學(xué)科競賽課程教學(xué)相結(jié)合體系為基礎(chǔ),以高一新生“YPT”選修課和學(xué)科研究性課程為龍頭,以“NFLSYPT”社團等課外活動為載體,以各級別“YPT”學(xué)術(shù)競賽為推動,以課題研究為引領(lǐng),全面提升學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新研究能力．

2.2 方法和計劃

(1) 通過高一新生“YPT選修課程”實現(xiàn)兩個目標(biāo).

一個是在高一學(xué)生中實踐并推廣研究性學(xué)習(xí)的教育模式;二是與“YPT”社團的課外活動相呼應(yīng),組織、選拔并培訓(xùn)USYPT、CYPT、IYNT等學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽的參賽選手．

在教研組內(nèi)選派優(yōu)秀的教師組成教學(xué)團隊,可以在秋季和春季學(xué)期分別開設(shè)兩學(xué)期的課程．秋季學(xué)期的主要任務(wù)是普及,入選學(xué)生來自全校不同班級,名單可由學(xué)生在學(xué)校網(wǎng)上課程申報產(chǎn)生．而春季學(xué)期的任務(wù)是學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽培訓(xùn),報名學(xué)生經(jīng)過面試選拔方可參賽．兩個學(xué)期的任務(wù)各有側(cè)重,但是教學(xué)模式基本相似,大約有以下一些過程.

a. 研究性學(xué)習(xí)與方法概述,課題介紹.

b. 合作完成課題研究.

學(xué)生分組,每一組選定題目,分頭尋求解決方案,一部分時間用于小組研究;調(diào)研文獻,設(shè)計實驗方案,搭建器材,測試,測量;建立理論模型,數(shù)據(jù)分析整理、模擬計算等等.

c. 小組的研究過程匯報,在交流討論中完善課題.

d. 寫作、交流與辯論(以及學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽培訓(xùn));規(guī)則講解、視頻觀摩等.

e. 正方、反方及評論方攻略學(xué)習(xí).

f. 競賽模擬與匯報交流.

g. 英文表達訓(xùn)練,禮儀等.

以上e,f,g 3項是對參加USYPT、CYPT以及IYNT等競賽學(xué)生的要求．

(2) 以“NFLSYPT”社團等課外活動為載體.

每年十月對高一新生及各國際部新生進行社團招新,第二學(xué)期初進行換屆,設(shè)社長、副社長、宣傳和財務(wù)等職位;社團學(xué)生自治,受學(xué)校“社團聯(lián)盟”管理;社團自行制訂計劃、組織研究、交流、比賽等活動;教師給與必要的支持,例如協(xié)調(diào)活動場所、爭取研究器材經(jīng)費等等．

(3) 在高二物理選修模塊教學(xué)中,針對優(yōu)秀學(xué)生群體采用“YPT”理念下的“小組合作課題研究教學(xué)模式”進行理論課程教學(xué).

本教學(xué)模式教學(xué)采用的方法以行動研究為主,同時運用材料分析、調(diào)查研討和交流展示等方法．每個學(xué)生課題小組按照制定計劃→調(diào)查研究→小組研討→師生交流→課堂呈現(xiàn)→答辯討論→總結(jié)材料的流程進行課題研究學(xué)習(xí)．

該教學(xué)模式重視實踐,把考察、觀察與定量實驗引入高中物理課程選修模塊的教學(xué)中,開展課程報告,達到拓寬視野,激發(fā)興趣的教學(xué)效果．教師在“課題研究”中的角色是“創(chuàng)造者、引導(dǎo)者、參與者和解惑者,是學(xué)生的合作伙伴”．教師在課題研究中對學(xué)生進行指導(dǎo),其中認(rèn)真選題、加強過程指導(dǎo)是搞好“課題研究”的關(guān)鍵．教師要幫助學(xué)生制定研究方案,但要在指導(dǎo)學(xué)生時避免給出具體的研究步驟和方法,鼓勵學(xué)生采用不同的方法,提出不同的見解．過程中,教師要對學(xué)生的研究計劃的落實情況進行審核,及時提出相應(yīng)的修改意見，幫助學(xué)生解決研究中遇到的困難,例如給學(xué)生提供有關(guān)的實驗器材和研究的場所等．課題研究應(yīng)該以課內(nèi)、課外結(jié)合的形式進行,教師要注意學(xué)生的安全管理和組織協(xié)調(diào),要指導(dǎo)學(xué)生合理安排課堂學(xué)習(xí)和課題研究的時間關(guān)系與精力分配關(guān)系．

(4) 組織或參加當(dāng)年度省內(nèi)、外學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽.

項目實施過程包括選拔、賽前培訓(xùn)和比賽．在過程中鍛煉和提高學(xué)生的交流表達以及團隊協(xié)作能力．計劃將已有的在學(xué)校科技周期間的“NFLSYPT”校賽以邀請賽的方式加以推廣,加強與市內(nèi)各學(xué)校優(yōu)秀學(xué)生的交流．計劃參加的“YPT”競賽還有: 江蘇省中學(xué)生物理學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽(JSYPT,每年),包括團體辯論賽和個人論文賽; 中國高中生學(xué)術(shù)創(chuàng)新比賽(CYPT,每年),該比賽產(chǎn)生國家集訓(xùn)隊,進一步培養(yǎng)后產(chǎn)生國家隊參加國際青年物理學(xué)家錦標(biāo)賽(IYPT,每年)．

通過參與各種不同層次的學(xué)術(shù)研討和辯論賽,學(xué)會用理性的態(tài)度和科學(xué)的方法,客觀而公正地與同道展開交流與互動,學(xué)會在不同的場合用合適的態(tài)度和方法介紹自己的研究成果,學(xué)會傾聽他人意見、欣賞他人的研究．提高語言交流能力,可以增進國內(nèi)及海內(nèi)外中學(xué)生之間的友誼,為未來學(xué)者間的合作建立友誼橋梁．

(5) 整理每年學(xué)術(shù)競賽或者課題研究的成果.

整理每年學(xué)術(shù)競賽或者課題研究的成果,以論文或著作(專輯)形式發(fā)表,培養(yǎng)學(xué)生的寫作能力．針對學(xué)生研究性實驗的完成情況,不定期舉辦水平不同的學(xué)術(shù)論文寫作講座,由教師指導(dǎo)、幫助學(xué)生,最終在國內(nèi)、國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文等等．論文的發(fā)表也可以給學(xué)生以及教師帶來成就感,進一步激發(fā)其參加科學(xué)研究活動的興趣,提升其學(xué)術(shù)研究的能力．

(6) 改善實驗條件,建設(shè)“YPT”學(xué)術(shù)創(chuàng)新基地(實驗室)以及動態(tài)的課程資源.

根據(jù)學(xué)生參與“YPT”學(xué)術(shù)創(chuàng)新競賽課題研究的需要,建設(shè)“YPT”學(xué)術(shù)創(chuàng)新基地(實驗室)以及動態(tài)的課程資源．借助大學(xué)的實驗室和科研院所的資源,充實學(xué)校課程和建設(shè)活動基地．由于研究課題往往是靈活多樣,不斷更新的,實驗裝置通常是臨時性的．計劃添置一些常用器材補充基礎(chǔ)配置,并不斷改善實驗條件,建立動態(tài)實驗研究的保障機制．另外,做好每一年課題論文等等資料收集整理工作,建設(shè)軟資源,形成動態(tài)的資源環(huán)境．

3 “YPT”理念下的中學(xué)物理教育教學(xué)活動課程建設(shè)的創(chuàng)新之處

3.1 在學(xué)術(shù)思想上將“YPT”的教育理念與“十三·五規(guī)劃綱要”指示的教育改革發(fā)展方向有機結(jié)合

“十三·五規(guī)劃綱要”要求增強教育改革發(fā)展活力,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣和科學(xué)素養(yǎng),增強學(xué)生社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神、實踐能力．而“YPT”理念的核心就是要提高青年學(xué)生的創(chuàng)新意識、團隊合作、綜合實踐、科研素質(zhì)和表達能力．前者為后者指明了方向,而后者為前者的實現(xiàn)提供了一種有效載體．“YPT”類的活動課程在中學(xué)里的推廣必將有利于我國培養(yǎng)創(chuàng)新型的國際化科技人才.

3.2 充分聯(lián)系實際的綜合實踐創(chuàng)新活動

活動課程的許多選題來自每年IYPT國際組織委員會(IOC)制定的17個新的開放性課題．針對每一個課題,都需要查找參考書籍和文獻．許多課題都是與日常生活密切相關(guān)的開放性問題．題目涉及的知識領(lǐng)域極為寬廣甚至是跨學(xué)科的綜合研究,沒有確切的答案和既定的方向．開放性的課題研究與常規(guī)的課堂教學(xué)以及實驗教學(xué)都不同,涉及的實驗都經(jīng)歷從無到有,自主設(shè)計,嘗試失敗等過程．通過“YPT”研究實踐活動,讓學(xué)生意識到,復(fù)雜的自然現(xiàn)象及事物是可以被“理解”的,是可以被科學(xué)規(guī)律所描述的．在課本學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)不出一個公式或推論有多么神奇,因為還未曾用過它去預(yù)測自然,而在“YPT”或是類似的科研活動中,看到自己的理論模型和實驗結(jié)果十分吻合,實際上是相當(dāng)震撼的一件事．

3.3 建立了跨越年級、跨學(xué)科課程的教學(xué)機制

來自不同校區(qū)(本部與國際部),不同年級之間的學(xué)生通過課外活動渠道,深入互動．實現(xiàn)自我教育與伙伴教育．此外,同學(xué)之間的交流合作,學(xué)長的帶領(lǐng)和指導(dǎo)也非常重要．“YPT”比賽基本上是由高年級帶領(lǐng)低年級學(xué)生參加,高一學(xué)生在知識和比賽經(jīng)驗不足的情況下,學(xué)長的積極奉獻,使得參賽的水平得以保持和提高．同時由于高中生的“CYPT”和大學(xué)生的“CUPT”是同樣的17道題,中學(xué)生和大學(xué)生按照不同的認(rèn)知水平可以給出深度、角度完全不同的解答．我校學(xué)生在南京大學(xué)實驗室和大學(xué)生學(xué)生一起研究,相互促進的同時也得到了極大的收獲．

3.4 有效培養(yǎng)誠實,批判性思維，創(chuàng)造力和團隊合作等科學(xué)精神．

誠實是學(xué)術(shù)尊嚴(yán)的基礎(chǔ),在2013年的“JSYPT”比賽中就有誠信宣誓環(huán)節(jié)，對學(xué)生從對待實驗數(shù)據(jù),論文匯報等方面嚴(yán)格要求，同時加強學(xué)術(shù)規(guī)范的教育,介紹正確使用文獻的方法,禁止抄襲,造假．批判性思維能力是創(chuàng)造力的基礎(chǔ),可以在教材和文獻閱讀中培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生不迷信書本、文獻,敢于突破文獻．經(jīng)過這樣的訓(xùn)練,學(xué)生的創(chuàng)造性的想象層出不窮．“YPT”的比賽大多是團體賽,學(xué)生在研究、交流以及比賽時刻感受對團隊合作的重要性,這也讓學(xué)生意識到當(dāng)今科學(xué)研究工作必需團隊合作才能取得成就．

3.5 充分體現(xiàn)“YPT”理念的教育實踐研究

無論從“YPT”校本選修課程的教學(xué)、高中物理選修模塊的“小組合作課題研究教學(xué)模式”的建設(shè),還是從社團活動的指導(dǎo)、校(市)級“YPT”比賽的組織、承辦“JSYPT”以及“IYNT”,以及組織學(xué)生參加各類各級“YPT”類的比賽過程中的培訓(xùn)指導(dǎo),無一例外,都是以用行動踏踏實實地進行著實踐，在實踐的過程中體現(xiàn)著“YPT”的理念,通過研究形成教程、研究專輯、論文和報告,還要在實踐的過程中建設(shè)學(xué)生創(chuàng)新實驗基地．

“YPT選修課程”在我校開設(shè)已有4年,已經(jīng)到了可以整理教學(xué)資料撰寫教程的時候.在高二物理選修模塊教學(xué)針對優(yōu)秀學(xué)生群體采用“小組合作課題研究教學(xué)模式”教學(xué)也已有幾輪教學(xué)經(jīng)驗且有相關(guān)課題研究的成果,在今后的研究中只需要更深入體會“YPT”理念即可.“NFLSYPT”社團成立也已有五年,組織了大量各類學(xué)術(shù)性課外研究活動，我校配合江蘇省教育廳、江蘇省物理學(xué)會承辦過2013年首屆“JSYPT”,學(xué)生參加各級各類學(xué)術(shù)競賽也有非常好的基礎(chǔ),學(xué)生研究成果已經(jīng)非常豐富．另外,我們在學(xué)生學(xué)術(shù)能力,交流表達能力,寫作能力,團隊協(xié)作能力培養(yǎng)方面有多年的積累和經(jīng)驗,我校即將承辦2017年的“國際青少年自然科學(xué)錦標(biāo)賽(IYNT)”,有條件實施完成該項目的目標(biāo)任務(wù)．因受學(xué)校場地等原因限制,建設(shè)“YPT”學(xué)術(shù)創(chuàng)新基地(實驗室)曾遇到一些困難,工作相對滯后,但是通過各方面共同努力,困難已初步解決．考慮到每年研究課題的靈活多樣,不斷更新,希望經(jīng)過未來幾年的滾動建設(shè),逐漸具備完備的創(chuàng)新實驗研究條件,為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新興趣和科學(xué)素養(yǎng)提供保障．

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2016-10-26)