陶昌宏
有了正確的教育觀、正確的課程觀和物理觀,為做好物理教育奠定了堅實基礎(chǔ),具體到教學(xué)工作中還有很多工作要做細(xì),做好。
教學(xué)工作包括教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施、教學(xué)反思和教學(xué)評價等。做好教學(xué)設(shè)計是重中之重。進行教學(xué)設(shè)計,要以核心素養(yǎng)課程目標(biāo)為指導(dǎo),以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。同時要確定一個指導(dǎo)教師操作行為的教學(xué)理論模型。抓住事物的本質(zhì)建構(gòu)模型是物理學(xué)重要的研究方法。
北京市物理學(xué)科建構(gòu)了《物理教學(xué)的基本特征》的教學(xué)理論模型,其核心內(nèi)容是:“物理教學(xué)要堅持以創(chuàng)設(shè)問題情景為切入點,以觀察實驗(事實)為基礎(chǔ),以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為核心,以提升學(xué)生探究能力為重點的基本特征。”其中有四個關(guān)鍵詞:情景、實驗、思維、探究。
堅持以創(chuàng)設(shè)問題情景為切入點
因為物理概念高度抽象、高度概括、高度簡潔、高度自恰。因此,建構(gòu)概念要按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和建構(gòu)概念的規(guī)律,要讓學(xué)生有清晰的感知和正確的表象。問題情景要以自然界真實發(fā)生的事情為基礎(chǔ),以社會生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)中的實際問題為背景,包括利用實驗、利用師生的肢體動作等;問題情景要有利于學(xué)生建構(gòu)物理概念、認(rèn)識物理規(guī)律。
恩格斯曾說:“我們知道什么是一小時或一米,但是不知道什么是時間和空間!確實有人認(rèn)為,我們也不知道什么是物質(zhì)和運動!當(dāng)然不知道,因為抽象的物質(zhì)和運動還沒有人看到或體驗到。像‘物質(zhì)和‘運動這樣的名詞無非是簡稱,我們就用這種簡稱,把許多不同的、可以從感覺上感知的事物,依照其共同的屬性把握住。因此,要不研究個別的實物和個別的運動形式,就根本不能認(rèn)識物質(zhì)和運動?!?/p>
這段話啟發(fā)我們,如果沒有具體的現(xiàn)象和具體的實物,將無法建立抽象的概念。具體到教學(xué)中,要想讓學(xué)生感知具體的真實的事物,獲得體驗,抓住事物共同的屬性,就要通過感知和體驗建構(gòu)抽象概念。要通過創(chuàng)設(shè)問題情景,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和描述現(xiàn)象的能力;培養(yǎng)學(xué)生提出有價值問題的意識和能力;培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會從實際問題中確定研究對象,抓主要矛盾,建構(gòu)物理模型的能力。
例如,在講授“自由落體運動”時,老師讓學(xué)生手捏下落的尺子,通過尺子下落的高度,確定人的反應(yīng)時間。經(jīng)過教師啟發(fā),學(xué)生提出研究的問題——研究尺子下落的規(guī)律。在創(chuàng)設(shè)問題情景的過程中,不僅滲透了物理觀念,培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力、科學(xué)探究能力,而且喚起了學(xué)生的求知欲和好奇心,激發(fā)了學(xué)生探索自然的內(nèi)在動力。
以觀察實驗(事實) 為基礎(chǔ)
物理學(xué)是一門基礎(chǔ)性自然科學(xué),是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),是一門實驗與理論高度、精密結(jié)合的科學(xué)。十七世紀(jì),“實驗(事實)+邏輯推理”的方法開創(chuàng)了物理學(xué)研究的新篇章,開創(chuàng)了物理學(xué)發(fā)展的新篇章。在近代物理學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展中,實驗、實驗探究成為重要的研究方法。
恩格斯曾說過:“整個自然界,從最小的東西到最大的東西,從沙粒到太陽,從原生生物到人,都處于永恒產(chǎn)生和消滅中,處于不斷的流動中,處于無休止的運動和變化中,只有這樣一個本質(zhì)的差別:在希臘人那里是天才的直覺的東西,在我們這里是嚴(yán)格科學(xué)的以實驗為依據(jù)的研究結(jié)果,因而也就具有確定得多和明白得多的形式?!?/p>
這段內(nèi)容告訴我們:自然界處于運動和變化之中;在哲學(xué)、自然科學(xué)的建立和發(fā)展過程中,直覺和實驗的意義;以實驗為依據(jù)的探究結(jié)果,能夠得到確定的形式,而且相信一定是簡潔的形式。
在物理教學(xué)中,實驗和實驗教學(xué)不僅能使學(xué)生獲得直接經(jīng)驗,而且能夠向?qū)W生滲透物理觀念,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和獲取證據(jù)的意識。
在十幾年來的課程改革中,北京市物理學(xué)科開展了中學(xué)物理教師實驗技能、實驗教學(xué)、實驗創(chuàng)新、實驗探究技能、實驗探究創(chuàng)新等系列實驗研究,營造了研究實驗、研究實驗教學(xué)、研究實驗創(chuàng)新、研究實驗探究的良好氛圍,這種氛圍有效促進了教師的專業(yè)成長,提高了物理教師的教學(xué)基本功。系列實驗研究也為具有實驗才華的教師搭建了展示的平臺。在研究的過程中,教師的實驗意識增強了,實驗?zāi)芰Φ玫教岣?,課堂上實驗教學(xué)的次數(shù)明顯增多,實驗教學(xué)的內(nèi)容不斷豐富,學(xué)生實驗動手的次數(shù)也增多了。例如,一位教師在《自由落體運動》這節(jié)課上,利用頻閃照相技術(shù),記錄小鋼球下落的影像,學(xué)生觀察并論證小鋼球的運動性質(zhì)。這樣的實驗,不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且拓展了學(xué)生的視野。
以培養(yǎng)學(xué)生思維能力為核心
科學(xué)思維是核心素養(yǎng)課程目標(biāo)中的重要內(nèi)涵。著名科學(xué)家、兩彈一星元勛錢學(xué)森曾說:“從廣泛的意義上講,從唯物主義的思想講,思維當(dāng)然有規(guī)律,因為思維也是一種客觀現(xiàn)象,而一切客觀的東西及其運動都有自己的規(guī)律,思維當(dāng)然也不例外。”
思維既然有規(guī)律,就能夠按規(guī)律進行培養(yǎng)。中華人民共和國義務(wù)教育法第三十四條中明確規(guī)定:“注重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力、創(chuàng)新能力和實踐能力,促進學(xué)生全面發(fā)展?!?/p>
學(xué)生的思維能力是在具體的建構(gòu)概念、觀察實驗、認(rèn)識規(guī)律、解釋現(xiàn)象、解決問題的過程中逐步提高的。教學(xué)過程中,教師不可能代替學(xué)生感知,不可能代替學(xué)生觀察,更不可能代替學(xué)生思考。因此,要給學(xué)生思考的時間和空間?!皬姸ヒ?,道而弗牽,開而弗達”“不憤不啟,不悱不發(fā),舉一隅不以三隅反,則不復(fù)也”等教育思想,都是在啟發(fā)我們?nèi)绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的思維能力。
物理思維能力中的分析與綜合能力是重要的思維能力。分析是指,在頭腦中把事物的整體分解為部分,或者把整體的個別特征、個別方面分解出來的思維過程;綜合是指,在頭腦中把事物的各部分聯(lián)系起來,或者把事物的不同特征、不同方面結(jié)合起來的思維過程。分析與綜合能力是在解決具體問題的過程中逐步提高的。
“實踐解釋”能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力?!皩嵺`解釋”即組織學(xué)生用語言“解釋自然現(xiàn)象和實際中的問題”。因為在解釋過程中,看似是語言,其實頭腦中要經(jīng)歷諸如觀察、建構(gòu)模型、假設(shè)、證據(jù)、運用概念、規(guī)律進行邏輯推理等一系列思維過程。愛因斯坦曾說:“如果你不能簡單地解釋它,說明你還沒有很好的理解它?!币粋€人如果懂得了學(xué)科的基本原理、學(xué)會了獨立思考,他將找到屬于他自己的道路。
一位教師在《機械振動》一課的教學(xué)中,演示水平彈簧振子的運動情況后,請學(xué)生試著歸納一下彈簧振子運動過程中的受力特點。這個問題學(xué)生要做深入細(xì)致的思考,如確定振子的平衡位置、建立坐標(biāo)、運用胡克定律等。這樣的做法就尊重了思維培養(yǎng)的規(guī)律。
以提升學(xué)生探究能力為重點
能力的最高層次應(yīng)該是創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力,而探究能力是創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。很難想象,一個沒有探究興趣和探究能力的人,會具有很強的創(chuàng)新能力。具有探究能力的人,才能不斷地更新、完善知識結(jié)構(gòu),不斷地更新技能,不斷地提出新問題,不斷地解決新問題。因此,探究能力是創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)。尤其是當(dāng)今社會,知識以爆炸的方式增長,人工智能不僅給人類帶來美好憧憬,而且成為現(xiàn)實或即將成為現(xiàn)實。在這樣的時代,提升科學(xué)探究能力尤為重要。
教學(xué)中,教師要著力培養(yǎng)和提升學(xué)生的探究能力,要組織學(xué)生進行探究活動,通過探究真實的問題,經(jīng)歷真實的探究過程,有效地提升探究能力,增強探究意識和探究興趣。毛澤東主席曾說,你想要知道梨子的滋味,你就要親口嘗一嘗。我想,“親口嘗一嘗”就是實踐和探究。
科學(xué)探究是物理核心素養(yǎng)課程目標(biāo)中的重要內(nèi)容。探究是減負(fù)的好方法,是獲得直接經(jīng)驗和成功感的重要途徑,是形成意識不可替代的過程,是形成創(chuàng)新意識提升創(chuàng)新能力的基礎(chǔ),是一種生活和學(xué)習(xí)態(tài)度。一位老師在《共點力作用下物體的平衡》一課的教學(xué)中,利用彈簧稱、小鋼圈、細(xì)線、刻度尺等器材,組織學(xué)生進行實驗探究,得出共點力的平衡條件。這個過程培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識,提高了學(xué)生的探究能力。
綜上所述,教學(xué)理論模型的核心內(nèi)容既是核心素養(yǎng)課程目標(biāo)中的筋骨,又是實現(xiàn)核心素養(yǎng)課程目標(biāo)的強有力的腳手架。實踐教學(xué)理論模型,能夠有效地實現(xiàn)核心素養(yǎng)課程目標(biāo)。廣大一線教師和教研員樹立正確的教育觀和課程觀,建立物理觀,努力實踐教學(xué)理論模型,則一定能夠在新一輪的課程改革實踐中獲得成功感,使物理教學(xué)呈現(xiàn)勃勃生機!