蔡 劍，趙燦冬

（1.靖江市教師發(fā)展中心，江蘇 靖江 214500；2.靖江高級中學(xué)，江蘇 靖江 214500）

一、“知識形式教學(xué)”基本含義的界定

什么是“知識形式”？從知識論的角度看，知識具有內(nèi)容、形式、旨趣三個維度。知識形式是相對于知識內(nèi)容而言的，主要指知識的思維方式、檢驗方式和表達方式。比如說，“楞次定律”的結(jié)論“感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”就是知識內(nèi)容，對如何推導(dǎo)、求證得出結(jié)論的過程性思考方法則屬于知識形式的范疇。知識內(nèi)容是人們在長期的生產(chǎn)、生活、實踐中積累起來的實踐經(jīng)驗與精神財富。知識內(nèi)容只有通過特定的探究過程、認識方法與思維方式，經(jīng)過檢驗，借助一定的外在形式加以表達，才能為人們認識與理解。[1]物理課堂教學(xué)應(yīng)將知識內(nèi)容的生成蘊含在學(xué)科方法、思維方法的應(yīng)用之中，用方法圖式支撐、催化知識圖式，實現(xiàn)知識的自主建構(gòu)。

知識形式教學(xué)的基本特征，就是將知識形成過程中的方法要素顯性化，將探究活動中的思維方式顯性化，即把思維這一心理活動的具體過程通過易于感知的載體表現(xiàn)出來，將結(jié)論的導(dǎo)出過程類化成知識的產(chǎn)生過程，引導(dǎo)學(xué)生自覺生成“程序性知識”。換言之，即在創(chuàng)設(shè)的特定條件下，復(fù)演知識產(chǎn)生過程，釋放其應(yīng)有的發(fā)展價值。

為何要在創(chuàng)設(shè)的特定條件下，復(fù)演知識產(chǎn)生過程呢？我們不妨先來認識什么是“知識發(fā)現(xiàn)”。科學(xué)家的“知識發(fā)現(xiàn)”（完成科學(xué)知識或理論建構(gòu)的過程）,是在一定的情景中運用一定的方法實現(xiàn)的，顯然這些情景可能是很復(fù)雜的，科學(xué)家需要對情景進行抽象化、理想化等處理，并運用學(xué)科方法或思維方法進行邏輯的分析、推理、演繹等獲取新的認識（知識）。由此可見，缺少了一定的情景和方法要素，“知識發(fā)現(xiàn)”是難以實現(xiàn)的，這也正說明在“知識發(fā)現(xiàn)”這一過程中，“知識形式”的意義和價值高于“知識內(nèi)容”。對于“知識學(xué)習(xí)”，很多教師往往理解成認識、理解科學(xué)知識，而對知識形成過程中的方法等較為“弱視”“短視”甚至是“漠視”，導(dǎo)致學(xué)生“知其然不知其所以然”。究其原因是因為這樣的“知識學(xué)習(xí)”缺少了“知識形式”的支撐，學(xué)生難以進入意義學(xué)習(xí)的境界。倘若我們把“知識發(fā)現(xiàn)”過程中的方法要素、思維方式在“知識學(xué)習(xí)”中再現(xiàn)或重演，就能克服上述學(xué)習(xí)中的“嚴重缺失”，使得“真學(xué)習(xí)”得以發(fā)生，使得“意義學(xué)習(xí)”落地，使得“過程與方法”維度的課程目標(biāo)得以實現(xiàn)。

教學(xué)活動是受一定時間制約的，要讓學(xué)生完全重新經(jīng)歷“知識的發(fā)現(xiàn)”過程、復(fù)演知識形成，顯然是不現(xiàn)實的。這就需要教師用心創(chuàng)設(shè)意義教學(xué)情景（也就是將“知識發(fā)現(xiàn)”的情景進行“簡化”和“生活化”），這里的“簡化”和“生活化”不是簡單地將“知識發(fā)現(xiàn)”情景進行刪減，而是一種基于學(xué)生的認知能力、緊扣學(xué)生的生活實際、體現(xiàn)蘊藏于“知識發(fā)現(xiàn)”中的方法要素、思維品質(zhì)要素等的新情景，這樣的新情景有利于學(xué)生意義學(xué)習(xí)的發(fā)生。這也正是我們所說的“創(chuàng)設(shè)的特定條件”。學(xué)生在這種新情景中，選擇或?qū)ふ仪‘?dāng)?shù)姆椒?，進行邏輯的分析、推理、演繹，獲取的新知識，自然就是內(nèi)生著“知識形式”的活的知識。

二、“知識形式教學(xué)”的意義

（一）“知識形式教學(xué)”裨益于達成“過程與方法”之目標(biāo)

課程標(biāo)準中的“過程與方法”目標(biāo)與注重“知識形式教學(xué)”的追求是高度契合的，是同一問題的兩個不同視角：“知識形式教學(xué)”旨在強調(diào)在“學(xué)什么”的問題上，既要學(xué)習(xí)知識內(nèi)容，也要學(xué)習(xí)知識形式；“過程與方法”之目標(biāo)要求旨在改變“只重結(jié)果、不重過程”。其實質(zhì)都是旨在通過科學(xué)情景的合理選擇、方法要素的科學(xué)介入、思維要素的即時顯化，催生物理模型、建構(gòu)知識內(nèi)容。注重“知識形式教學(xué)”所強調(diào)的和“過程與方法”目標(biāo)所追求的，都是要求我們在教學(xué)過程中，把學(xué)科的概念、原理等的產(chǎn)生與相應(yīng)的探究過程及方法論結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生激活、調(diào)度已有的學(xué)科方法、思維方法主動參與到問題的探索中來，進而獲得新體驗，形成新認識。這是一種由內(nèi)容導(dǎo)向形式的伴生過程，是以學(xué)科思維的外顯和暴露為價值追求的過程。在這一過程中，實現(xiàn)了內(nèi)容與形式的統(tǒng)一、過程與結(jié)果的統(tǒng)一，學(xué)生的心智和整個精神世界都能獲得實質(zhì)的發(fā)展與提升，我們就能實現(xiàn)教學(xué)與發(fā)展、知識與素質(zhì)的統(tǒng)一，實現(xiàn)轉(zhuǎn)識成智的教學(xué)追求。反之，如果我們把形成知識、結(jié)論的生動過程變成單調(diào)刻板的接受記憶，忽略問題探究過程，就從源頭上剝離了知識與能力的內(nèi)在聯(lián)系和轉(zhuǎn)換條件。因此教學(xué)中，我們應(yīng)想方設(shè)法創(chuàng)造條件、創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識的“再發(fā)現(xiàn)”“再創(chuàng)造”過程，靈活運用知識的思維、檢驗、表達方式中不同的具體方法，促進學(xué)生在內(nèi)生“知識形式”的過程中體悟知識習(xí)得的方法，獲得技能，達到對知識內(nèi)容的深度理解和本質(zhì)把握。

（二）知識形式教學(xué)有利于學(xué)生提升學(xué)科素養(yǎng)

任何一門學(xué)科的學(xué)科素養(yǎng)都與該學(xué)科的“知識形式教學(xué)”的深度與水準呈現(xiàn)著“正相關(guān)”的因果聯(lián)系，越是注重“知識形式教學(xué)”，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)就越高。知識內(nèi)容屬于理智探索的成果，探索過程必然有方法要素的參與，無論是假設(shè)的提出、猜想的誕生，還是實驗方案的設(shè)計、實驗操作的技巧、實驗數(shù)據(jù)的觀察和記錄、實驗數(shù)據(jù)的處理，抑或?qū)嶒灲Y(jié)論的導(dǎo)出或交流等環(huán)節(jié)，都浸潤著科學(xué)探索的精神、態(tài)度與方法。在這些環(huán)節(jié)中，學(xué)生對方法的科學(xué)和規(guī)范應(yīng)用，就會逐漸形成良好的科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣，養(yǎng)成和提升學(xué)科科學(xué)素養(yǎng)。

三、“知識形式教學(xué)”實施的基本策略

（一）“知識形式教學(xué)”的基本框架

人的認識始于對情景的感知，情景引發(fā)好奇，好奇生發(fā)問題，而對問題的解決過程即是知識獲得的過程。不同的情景會產(chǎn)生不同的感知，創(chuàng)設(shè)什么樣的情景，對引發(fā)什么樣的問題具有強烈的導(dǎo)向性。教材中展示的情景需要師生聯(lián)系生活實際和科學(xué)發(fā)展歷程進行優(yōu)化重組，找到學(xué)生既熟悉又能激發(fā)興趣，既指向?qū)W習(xí)目標(biāo)又基于已有認知，既利于觀察辨別又利于發(fā)現(xiàn)研究的問題，促使其意義學(xué)習(xí)得以發(fā)生。

發(fā)現(xiàn)問題后，接著就是解決問題。課堂教學(xué)中，運用知識形式教學(xué)來解決問題，其路徑就是再現(xiàn)知識的發(fā)現(xiàn)過程，這里所說的再現(xiàn)知識的發(fā)現(xiàn)過程，不是說要學(xué)生重走科學(xué)家發(fā)現(xiàn)知識之路，而是指歷經(jīng)發(fā)現(xiàn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，悟得方法之要，生長思維之樹；也就是說，對發(fā)現(xiàn)的問題需要運用何種思維方式、選擇何種方法在何時、何處參與，以利于學(xué)生在體悟中形成認識，化知為能。

再現(xiàn)知識的發(fā)現(xiàn)過程，既是學(xué)生已有科學(xué)方法的運用，又有生生、師生合作交流中不同方法的融合；既讓學(xué)生的思維過程得到完整的顯現(xiàn)，又讓學(xué)生在交流中修復(fù)和完善表達方式；既讓學(xué)生在探究檢驗的過程中獲得能力，又讓學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到自覺提升。

知識形式教學(xué)就是師生共創(chuàng)探究情景，發(fā)現(xiàn)研究的問題（課題），引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)探究的方法對問題進行分析，形成解決方案，指導(dǎo)學(xué)生完成探究實驗驗證，導(dǎo)出科學(xué)結(jié)論。

1.明了學(xué)什么（即在情景中尋找解決什么問題）

問題之于情景猶如鹽之于水，合適的濃度易于察覺鹽之所在，合適的情景易于發(fā)現(xiàn)問題之所在。創(chuàng)設(shè)合適的情景，學(xué)生在情景中或觀察、或體驗，必有所思、有所悟，也必有所“惑”，這個“惑”是對景的感悟與已有認知的沖突，這個“惑”的外顯形式就是問題，這個“惑”源自自我，是激起探究的“興奮劑”?？梢哉f，創(chuàng)設(shè)科學(xué)合理的情景就是找到了問題的產(chǎn)房。

例如，筆者在進行《楞次定律》這堂課的教學(xué)時，首先表演了一個“魔術(shù)”：用被包裹的磁體推動閉合的鋁環(huán)。在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，引導(dǎo)學(xué)生通過問題鏈進行思考：鋁環(huán)為什么會運動？（結(jié)論：磁體和鋁環(huán)間的作用力）→為什么會產(chǎn)生這個作用力？（結(jié)論：鋁環(huán)中有電流，電流產(chǎn)生磁場）→靠近時磁體和鋁環(huán)相互排斥說明什么？（結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場與磁體的磁場相反）→改變磁極的磁性，斥力會不會變成引力？（實驗證明：仍然是斥力）→磁體遠離圓環(huán)時是斥力還是引力？（實驗說明：磁體遠離圓環(huán)時是引力）→遠離時磁體和鋁環(huán)相互吸引說明什么？（結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場與磁體的磁場相同）→可以得出怎樣的推測？（結(jié)論：磁通量增大時，環(huán)中感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反；磁通量減少時，環(huán)中感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同）→這個結(jié)論正確嗎？（實驗證明：結(jié)果正確）

在此過程中，問題鏈的產(chǎn)生是學(xué)生思考問題時應(yīng)該經(jīng)歷的過程和必須掌握的方法，教師的引導(dǎo)是思維過程穩(wěn)定的保證，而實驗的證實是對學(xué)生最好的鼓勵。

2.指導(dǎo)方法

方法是知識的催產(chǎn)婆，也是通往能力的橋梁，更是形成素養(yǎng)的基石。知識獲取的過程是問題解決的過程，然解決的道路常常被設(shè)“卡”，這些“卡”也正是教和學(xué)的難點所在，突破它需要不一樣的思維方式和檢驗方法。這些“卡”往往設(shè)在把生活情景轉(zhuǎn)化為物理情景之處，如在初中物理學(xué)習(xí)杠桿時，列舉了大量的生活實例，需要得到“硬棒”時，要求學(xué)生善用比較、歸納、概括的方法；這些“卡”往往設(shè)在把物理情景轉(zhuǎn)化為物理模型之處，如對杠桿的認識只要抓住支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂五個關(guān)鍵要素而不需要關(guān)注它是什么形狀，這需要模型法的建立；這些“卡”往往設(shè)在探究過程中對實驗條件的控制之處，如在探究物體動能大小與其質(zhì)量關(guān)系時，需控制速度相等，可以再現(xiàn)比薩斜塔實驗，讓學(xué)生運用遷移類比的方法獲得；這些“卡”往往設(shè)在對數(shù)據(jù)的分析處理之處，如在學(xué)習(xí)牛頓第一定律時，小車在不同平面上前進的路程不同，其實質(zhì)是不同的阻力使速度變化的快慢不同，可以運用推理的方法，讓學(xué)生體會出在阻力減小為0時，速度變化也為0，導(dǎo)出物體的速度不變。

上述對“卡”的突破過程中，學(xué)科方法、思維方法是爆破手，學(xué)生在這一過程中，對方法不斷累積、不斷優(yōu)化組合，思維方式不斷得到發(fā)展和完善，對問題的檢驗方式手段不斷多樣，策略性知識自覺形成，學(xué)科素養(yǎng)也就潛滋暗長。

3.導(dǎo)出結(jié)論

導(dǎo)出結(jié)論是問題解決的標(biāo)志，但怎樣導(dǎo)出很有講究。導(dǎo)應(yīng)基于實驗數(shù)據(jù)（記錄），需要比較、歸納、概括等；導(dǎo)應(yīng)基于不同觀點的交流和碰撞。這個過程中，重要的是追問學(xué)生為什么得到這樣的結(jié)論，通過不同結(jié)論之間的辨析，學(xué)生的思維方式得以邏輯體現(xiàn)，表達方式趨于科學(xué)、規(guī)范。

例如，在高中課本中，使用水杯來類比電容器（參見表1）。

表1

表2

學(xué)生發(fā)現(xiàn)，水量和電量可比，水的高度（正比于水壓）也可比，但拿電容量和杯底面積比實在不合適。教師啟發(fā)學(xué)生能否找到自己能接受的類比方式呢？

經(jīng)過學(xué)生的思考，給出了新的類比模式（參見表2），這種比較學(xué)生接受程度很高，而且在尋找類比方式的過程中也加深了學(xué)生對電容相關(guān)概念的認識。

（二）“知識形式教學(xué)”的基本流程

從知識形式教學(xué)的框架結(jié)構(gòu)中可以看出，開端情境的創(chuàng)設(shè)明確了學(xué)什么，結(jié)論的導(dǎo)出則是水到后的一種渠成，而最重要的問題如何解決水到渠成中的“水到”，才是凸顯師生思維方式、檢驗方式最精彩實效的一環(huán)。從科學(xué)探究要素和過程與方法目標(biāo)的達成角度來看，其中最關(guān)鍵的有以下幾個步驟，即：引發(fā)猜想與假設(shè)（有目標(biāo)），擬訂實驗方案（有路子），控制實驗條件（有辦法），收集分析實驗數(shù)據(jù)（有證據(jù)）。加之框架中的第一步和第三步，知識形式教學(xué)的基本流程如圖1所示。

圖1 知識形式教學(xué)流程圖

例如，在進行初中物理歐姆定律教學(xué)時，其教學(xué)流程大致如下：

步驟1：創(chuàng)設(shè)實驗情境，從體驗中發(fā)現(xiàn)問題

具體做法：（1）將桌上提供的電源、開關(guān)、導(dǎo)線和其中一只電阻連成一個電路，用電流表測出電路中的電流。（2）如果添加一只滑動變阻器，請嘗試改變這個電路電流的大小。學(xué)生通過實驗體驗出電路中電流大小是可以變化的，其變化的原因來自電源或變阻器。

步驟2：添加器材再實驗，引發(fā)猜想與假設(shè)

具體做法：在上面實驗器材中再添一只電壓表，重做實驗，提出你對引發(fā)電流變化因子的猜想及這些因素對電流如何變化的猜想。

步驟3：設(shè)計實驗，確定研究方案

具體做法：學(xué)生設(shè)計的方案有兩種（電路圖分別見圖2、圖3）。

圖2 改變電壓

圖3 改變電阻

通過比較，選擇圖3的方案進行實驗探究。

步驟4：控制變量，進行實驗探究

具體做法：在探究電流與電壓關(guān)系時，控制電阻不變，學(xué)生知道將電壓表接在定值電阻兩端；在探究電流與電阻關(guān)系時，學(xué)生只是改變不同的定值電阻，出現(xiàn)沒有控制其兩端的電壓不變或不知如何控制，讓學(xué)生交流發(fā)現(xiàn)錯誤，結(jié)合上一步的實驗嘗試調(diào)試。

步驟5：分析數(shù)據(jù)，驗證猜想

具體做法：對電阻一定時的電流與電壓的數(shù)據(jù)分析較為簡單，可用比例法或圖像法，但對電壓一定時，電流與電阻的數(shù)據(jù)分析不能用前面的方法，可用比例法或圖像法分析電流與電阻的倒數(shù)的關(guān)系后進一步得到。

步驟6：歸納概括，得出結(jié)論

方式落實到具體操作中實則為方法。上述案例中，從發(fā)現(xiàn)問題至導(dǎo)出結(jié)論的全流程中，思維方法、檢驗方法、表達方法在各個環(huán)節(jié)具化為不同方法，這些方法或單獨出現(xiàn)、或組合出現(xiàn)，發(fā)揮著關(guān)鍵作用。也就是說，思維方式、檢驗方式、表達方式以不同的方法有機地融入在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，它們之間的關(guān)系如圖4。

圖4 知識形式與課堂流程的關(guān)系

不同類型的物理課堂其任務(wù)不同，有的是建構(gòu)概念，有的是掌握規(guī)律，有的是理解原理、命題等等。但課堂教學(xué)應(yīng)圍繞培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)這個大目標(biāo)，不同類型的課中，應(yīng)根據(jù)需要，對基本流程中的基本環(huán)節(jié)進行科學(xué)合理的選擇和組合，靈活運用。

[1]潘洪建.知識形式：基本蘊涵、教育價值與教學(xué)策略[J].課程·教材·教法,2014，34（11）：40-45，56.