黃蕙歡+馬北河+黃賽飛+謝桂英+于耿華
摘 要: 本文探討了論證式教學(xué)策略與翻轉(zhuǎn)課堂的結(jié)合,提出了基于論證式教學(xué)的物理翻轉(zhuǎn)課堂模式,并且以自由落體一節(jié)為例,說(shuō)明如何在翻轉(zhuǎn)課堂中應(yīng)用論證式教學(xué)策略.
關(guān)鍵詞: 論證式教學(xué); 翻轉(zhuǎn)課堂;自由落體;教學(xué)設(shè)計(jì)
論證式教學(xué)在科學(xué)教育中是一種有效的教與學(xué)的方式和策略,對(duì)發(fā)展學(xué)生的高級(jí)思維能力、理解科學(xué)的本質(zhì)、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)具有獨(dú)特的作用.而在翻轉(zhuǎn)課堂中,學(xué)生是有備而來(lái)的,他們是在課前自學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一定思考,是帶著收獲,帶著問(wèn)題來(lái)到課堂中的,這樣學(xué)生間的交流就言之有據(jù),研討效果更好.本文將探討如何在翻轉(zhuǎn)課堂中引入論證式教學(xué).
1 論證式教學(xué)的內(nèi)涵
論證是提出證據(jù)反駁不同的觀點(diǎn)與主張的過(guò)程.而論證教學(xué)指的是在科學(xué)教育中融入對(duì)話論證學(xué)習(xí)活動(dòng)的教與學(xué)的方式,這一過(guò)程圍繞著證據(jù)與推理、觀念與主張、原理與規(guī)則、概念與理論進(jìn)行[1].通常教師會(huì)呈現(xiàn)兩種競(jìng)爭(zhēng)解釋的場(chǎng)景,讓學(xué)生選出他支持的理論,并且提出證據(jù)來(lái)支持該理論.
在科學(xué)教育研究中,圖爾敏論證模型作為論證式教學(xué)模式的基礎(chǔ).它有三個(gè)最基本的成分:主張、資料和根據(jù).其完整模式包括另外三個(gè)成分:支援、限定和反駁.支援是對(duì)主張的支援性陳述.反駁是指阻止從資料或根據(jù)得出主張的因素.有些根據(jù)對(duì)于主張的證明具有一般性,而有些根據(jù)則必須附加一定的條件或限制,才能使對(duì)方相信[2].所以限定是對(duì)主張的適用性進(jìn)行條件的限制.
論證式教學(xué)讓學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家的獲得資料、提出主張、為主張進(jìn)行辯駁等過(guò)程,從而能夠明確概念和規(guī)律的建立過(guò)程,并且培養(yǎng)學(xué)生的推理能力、問(wèn)題解決能力以及運(yùn)用科學(xué)語(yǔ)言交流與表達(dá)的能力.
2 論證式教學(xué)在物理翻轉(zhuǎn)課堂中的意義
2.1 提高物理翻轉(zhuǎn)課堂的課上效率
翻轉(zhuǎn)課堂模式中,課堂主要是交流和討論,給了師生充分對(duì)話的時(shí)間,但是一些教師在不講授知識(shí)時(shí)就對(duì)課堂感到無(wú)所適從,一些教師認(rèn)為課前就是看視頻,視頻幫教師把所有知識(shí)講完,課堂就是給學(xué)生做題.[3]在翻轉(zhuǎn)課堂模式下,要怎樣利用課堂多出的時(shí)間?又怎么開展充分、深入的對(duì)話?論證式教學(xué)無(wú)疑為我們提供了一種提高課堂效率的方法.另一方面,論證式教學(xué)在傳統(tǒng)課堂無(wú)法推廣的原因是教師在課堂上忙于傳授新知識(shí),沒(méi)有給學(xué)生充分探究和討論的時(shí)間,甚至在實(shí)驗(yàn)后結(jié)論也是由教師直接給出,而翻轉(zhuǎn)課堂模式給予了論證式教學(xué)足夠的時(shí)間和空間.論證式教學(xué)與翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合相得益彰.
2.2 發(fā)揮物理翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)自主性
翻轉(zhuǎn)課堂來(lái)源于“以學(xué)生為中心”的教育思想和布魯姆的“掌握學(xué)習(xí)”理論,是“以學(xué)生為中心”教育思想和“掌握學(xué)習(xí)”理論在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用.[4]傳統(tǒng)課堂大部分是教師一言堂,在翻轉(zhuǎn)課堂模式中教師在課堂的主要作用不再是講授,而是組織學(xué)生對(duì)課前預(yù)習(xí)不懂的地方進(jìn)行討論,而論證式教學(xué)則鼓勵(lì)學(xué)生提出質(zhì)疑,尋找證據(jù),進(jìn)行反駁,形成主張.學(xué)生在論證的氛圍下,不再是只接受知識(shí)灌輸、迷信教科書的容器和考試機(jī)器,而真正成為學(xué)習(xí)的主人.所以論證式教學(xué)發(fā)揮了學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂的主觀能動(dòng)性.
2.3 凸顯物理翻轉(zhuǎn)課堂的科學(xué)素養(yǎng)
新課程改革要重點(diǎn)突出培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),科學(xué)探究成為物理課堂的主要形式.然而,仍有許多教師對(duì)探究存在這樣一種錯(cuò)誤的觀念:學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)就等于科學(xué)探究,而忽視了數(shù)據(jù)的解釋、評(píng)價(jià)等論證的過(guò)程.潘瑤珍指出表達(dá)概念理解的有效途徑——知識(shí)的對(duì)話(包括解釋和論證)是論證在科學(xué)教育中的重要性所在[1].一方面,在對(duì)話和論證過(guò)程中,學(xué)生必須將自己的想法在課堂或頭腦中進(jìn)行表述,并在思考的過(guò)程中再精練對(duì)概念的理解,從而獲得對(duì)科學(xué)觀念和本質(zhì)的認(rèn)識(shí);另一方面,在論證的過(guò)程中,多種不同的主張、理由、證據(jù)會(huì)出現(xiàn)在學(xué)生面前,學(xué)生必須運(yùn)用推理、判斷、分析等高階思維,從而培養(yǎng)推理和解決問(wèn)題的能力.
3 基于論證式教學(xué)的物理翻轉(zhuǎn)課堂模式
實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂前,老師需要確定恰當(dāng)?shù)恼n題,一般應(yīng)用論證式教學(xué)策略有社會(huì)性科學(xué)課題和多概念性科學(xué)課題[5].社會(huì)性課題指可以討論引發(fā)公眾爭(zhēng)論的科學(xué)成果如核能發(fā)電是否該推廣;可以討論物理學(xué)史,如論亞里士多德的貢獻(xiàn).多概念社會(huì)性話題,針對(duì)有多種理解的課題如浮沉條件,迷思概念如牛頓第一定律等.
在確定課題后,老師需要選取其中有對(duì)抗、值得論證的觀點(diǎn)并組織好材料,進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì).課前主要是由教師呈現(xiàn)論證的原材料,如針對(duì)學(xué)生迷思概念可以在該知識(shí)點(diǎn)的微視頻以問(wèn)題方式提出,引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生思考,學(xué)生在對(duì)自主學(xué)習(xí)資料的研究中初步形成自己的觀點(diǎn),但仍需進(jìn)一步收集更多的資料和證據(jù)來(lái)支撐自己的觀點(diǎn).
在課堂上學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究,收集證據(jù),圍繞觀點(diǎn)進(jìn)行論證,老師和同學(xué)都可以對(duì)主張進(jìn)行支援和反駁,并在不斷論證過(guò)程中明晰概念和增強(qiáng)觀點(diǎn).
結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的模式和論證式教學(xué)的元素,提出了如圖2所示的基于論證式教學(xué)的物理翻轉(zhuǎn)課堂模式.[6-8]
4 基于論證式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
在自由落體這一節(jié)課中,學(xué)生會(huì)有錯(cuò)誤的前概念認(rèn)為重的物體下落得快,在翻轉(zhuǎn)課堂的微視頻學(xué)習(xí)中通過(guò)呈現(xiàn)伽利略和亞里士多德的爭(zhēng)論,引出學(xué)生的前概念,讓學(xué)生在課堂上通過(guò)實(shí)驗(yàn)、論證方式糾正錯(cuò)誤的觀念.下面節(jié)選自由落體關(guān)于物體下落快慢和物體輕重關(guān)系的教學(xué)片段對(duì)基于論證式教學(xué)的物理翻轉(zhuǎn)課堂模式進(jìn)行說(shuō)明.
4.1 自主學(xué)習(xí),研究資料
學(xué)生觀看微視頻,了解落體運(yùn)動(dòng)以及伽利略和亞里士多德的爭(zhēng)論,并且設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物體下落快慢和物體重力的關(guān)系.endprint
4.2 科學(xué)探究,收集證據(jù)
教師引導(dǎo):通過(guò)課前預(yù)習(xí),我們知道關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)有兩派觀點(diǎn),亞里士多德從生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā),認(rèn)為重的物體下落得快,伽利略通過(guò)邏輯推理得出物體下落快慢和輕重?zé)o關(guān).我們能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明誰(shuí)的觀點(diǎn)是正確的?下面時(shí)間請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),然后大家來(lái)分享一下.
學(xué)生開始動(dòng)手實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并得出結(jié)論.
4.3 進(jìn)行論證,形成主張
生1:我將面積一樣的金屬片和紙片從同一高度釋放,金屬片先落地,說(shuō)明重的物體比輕的物體下落得快.(證據(jù)、主張)
師:不錯(cuò),這位同學(xué)利用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)很好.
生2:可是如果將紙片揉成團(tuán),這時(shí)紙片就比金屬片下落得快了,說(shuō)明輕的有時(shí)也比重的下落得快.(證據(jù)、主張)
生3:我覺(jué)得物體下落和物體重力無(wú)關(guān),因?yàn)楫?dāng)揉成團(tuán)的紙片比同樣大小一張沒(méi)揉成團(tuán)的紙片下落得快,雖然它們質(zhì)量都是一樣的,但是下落快慢也不一樣.(證據(jù)、主張)
師:既然物體下落和重力無(wú)關(guān),那和什么有關(guān)呢?
生4:可能是與物體的表面積有關(guān),物體表面積越大,下落速度越慢.(主張)
生5:應(yīng)該是空氣阻力,我們不能忽略物體受到的空氣阻力.(反駁)
師:大家覺(jué)得誰(shuí)的觀點(diǎn)可能正確?
生6:我覺(jué)得是空氣阻力,因?yàn)槠鋵?shí)物體的表面積越大,受到的空氣阻力也越大,表面積只是間接因素.(支援)
師:按照這兩位同學(xué)的說(shuō)法,說(shuō)如果沒(méi)有空氣阻力,那么物體下落就一樣快?老師這里有一個(gè)的玻璃管,里面放入了羽毛和石頭.等一下我們把空氣抽掉,看一下結(jié)果如何.
演示毛錢管實(shí)驗(yàn),羽毛和石頭幾乎同時(shí)落地.(證據(jù))
生:羽毛和石頭同時(shí)落地.(主張)
生7:羽毛還是比石頭慢一點(diǎn).(反駁)
生8:太快了,看不清.(反駁)
師:幸好老師之前拍攝了一個(gè)視頻,我們來(lái)慢回放看一下……我們發(fā)現(xiàn)羽毛和石頭幾乎同時(shí)落地,但是羽毛還是比石頭慢一點(diǎn).那是否說(shuō)明我們結(jié)論不正確?(證據(jù))
生9:不是,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)做不到完全真空,如果是完全真空,應(yīng)該是一樣的.(限定)
生10:抽真空前應(yīng)該補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)作為對(duì)照.(證據(jù))
師(故作恍然大悟狀):同學(xué)們說(shuō)得對(duì),沒(méi)有抽空氣前我們能看到石頭比羽毛下落得快.但是當(dāng)抽去空氣,羽毛幾乎和石頭一樣快,照這樣推理,可以推測(cè)在真空環(huán)境物體下落應(yīng)該是一樣快.我們?cè)诘厍蚝茈y做到真空,但是在月球上可以認(rèn)為是真空的,如果在月亮上做實(shí)驗(yàn)?zāi)兀坑袥](méi)有人課前找過(guò)這方面資料?(主張)
生:沒(méi)有.
師:阿波羅登月的時(shí)候,大衛(wèi)·斯特科走出艙門第一件事,就是一手拿著鐵錘,一手拿著羽毛,同時(shí)釋放.結(jié)果如何,你們可以去看相關(guān)的記錄片.從亞里士多德觀察生活中的落體運(yùn)動(dòng),到阿波羅,人類對(duì)運(yùn)動(dòng)的探索永無(wú)止境……(資料)
從以上教學(xué)情景可以看出,師生不斷組織證據(jù),形成主張,進(jìn)行論證,中間不斷有質(zhì)疑,通過(guò)反駁、支援最后形成一致觀點(diǎn), 最后鼓勵(lì)學(xué)生課后去獲取更多的資料作為佐證,可以看出論證的課堂是生成的課堂,是開放的課堂,教師在此扮演的是組織者和引導(dǎo)者的角色.
5 思考與建議
5.1 重視在翻轉(zhuǎn)課堂中論證的作用
知識(shí)的構(gòu)建是一個(gè)不斷思考、對(duì)話的過(guò)程.翻轉(zhuǎn)課堂的最大特點(diǎn)是給予了學(xué)生充分的自主權(quán)和保證探究的空間,那么在課堂上就應(yīng)該有更多的話語(yǔ)權(quán),由于在論證前學(xué)生已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)闹R(shí)鋪墊和自己的思考,所以對(duì)于論證環(huán)節(jié)是有備而來(lái)的.在論證的過(guò)程中可以不斷地把自己的錯(cuò)誤認(rèn)知暴露出來(lái),檢驗(yàn)自己在自主學(xué)習(xí)中的成效,同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度,幫助學(xué)生了解科學(xué)的本質(zhì).所以應(yīng)該重視發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂的論證作用.
5.2 開發(fā)適合論證式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂資源
國(guó)內(nèi)對(duì)于翻轉(zhuǎn)課堂和論證式教學(xué)還不是很熟悉,教師對(duì)于什么課題適合翻轉(zhuǎn),什么時(shí)候進(jìn)行論證還不了解,所以實(shí)施起來(lái)會(huì)有一定困難,因此應(yīng)該探討更多適合論證式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂課題,開發(fā)相應(yīng)的資源和教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行共享.
5.3 融會(huì)貫通而非追求固定的模式
論證式教學(xué)的實(shí)質(zhì)在于將科學(xué)領(lǐng)域的論證引入課堂,強(qiáng)調(diào)推理、辯論與質(zhì)疑,以此促進(jìn)學(xué)生理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì),促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展.進(jìn)行論證式教學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂不一定遵循一定的模式,重要的目的是將科學(xué)論證的思想融入課堂中,發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂最好的效果.
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