孫忠武 潘書朋

摘? ?要：加強和改進物理實驗教學，既是社會變革的需要，也是教學改革自身發(fā)展的必然選擇。實驗教學工作往深里走、往實里走，必須要把學生實踐能力的提高和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)作為出發(fā)點和落腳點，以實踐活動為中心，變革學習方式為著力點，創(chuàng)構“做中學”框架體系，統(tǒng)整“做中學”內容，建構“做中學”策略。

關鍵詞：實驗教學;做中學;學著做;自主做;合作做

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）9-0008-3

當今世界科技進步日新月異，相伴而行的是各國科學技術實力的競爭，而我國基礎教育最大的短板是學生的實踐能力和創(chuàng)新精神不強，這與我國所提出的創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略還有較大的差距，著力培養(yǎng)實踐型、創(chuàng)新型人才成為實驗教學改革的必然選擇。教育部日前印發(fā)《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》[1]（以下簡稱《實驗教學意見》）是今后指導實驗教學的綱領性文件，《實驗教學意見》的出臺積極回應了科學教育多年的熱切期盼，順應了深化科學教學改革、全面提高教育教學質量的時代要求，對推進育人方式改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要的推動作用。

為了切實提升學生們的科研精神、動手能力和創(chuàng)新思想，早在2001年，教育部和中國科協(xié)共同推出了科學教育改革項目（Hands-on Inquiry Based Learning）——“做中學”[2]，時任教育部副部長、中國工程院院士韋鈺教授任“做中學”項目組長?！白鲋袑W”這一教學改革項目的目標是將青少年培養(yǎng)成具有良好科學素養(yǎng)的合格新時代青年，力圖把腦、心智和教育連接起來，全國幾十萬青少年參與了實驗研究，該項目對青少年的科學啟蒙教育卓有成效。山東科學技術出版社編寫的義務教育教科書（五四學制）《物理》[3]設置了“做中學”欄目，其宗旨就是為了加強和改進實驗教學，切實地使學生的實踐動手能力得到長足提升。多年來，教育者們踐行課堂教學從“知識中心”轉為“活動中心”，把實驗探究內容按照主題單元整合為“學著做”“自主做”“合作做”三個層面的“做中學”[3]，促成學生構建科學觀念，經(jīng)歷科學探究，在對科學進行探求的過程中，領悟科學探究的思想與方法，提升實踐能力和創(chuàng)新精神。

1? ? 學著做——智慧復演，經(jīng)歷科學探究活動

物理的定義是能夠反映對象的本質屬性的，它是一種既定的思維形式，是客觀實在的事物的概括，使之于人腦中留下相關形象的傳授方式。但現(xiàn)今的物理概念教學，對概念的建立大多是照本宣科地搬用定義，物理規(guī)律教學往往都忽略知識形成的過程，導致表達式的推理過程會存在一些邏輯上的錯誤或誤解。也就是說，我們對學科的內在機理大多還處在特定情況下的使用層面，卻對學科所蘊含的思維方式和探求過程的學習方面沒有加以關注，也更不用說對學科內在機理的理解了?？茖W過程和思維方法屬于程序性知識，一般的語言形式無法表達出清晰的概念，科學方法的學習不是從“定義”“表達式”起步的，而應該從客觀實在的事物出發(fā)尋求學習的突破口，讓學生在解決模擬實際情境下出現(xiàn)的問題中循序漸進地形成系統(tǒng)的概念。美國著名教育心理學家加涅把這個定義為“智慧技能”，他認為“智慧技能”是我們思考一個問題如何解決的技能。由此可見，“做中學”就是學習這類程序性知識的最好辦法。

《實驗教學意見》明確要求中小學要開展好基礎性實驗，其核心要義是讓學生像科學家一樣進行深度思考，經(jīng)歷科學探究活動——“學著做”。讓學生經(jīng)歷人類知識的生產(chǎn)過程，在過程中感悟、體驗人類知識建構的智慧，繼而重新建構自身的認知結構?！皩W著做”的素材源從教材中選擇，涵蓋基本操作類、探究類和測定類?；静僮黝惒捎谩澳康呐c要求、儀器與器材、操作與實踐、交流與評估”四個模塊設計組織學習活動[3]，側重引領學生觀察常規(guī)儀器的構造，了解其使用規(guī)則，針對學生在實驗操作過程中存在的困難和出現(xiàn)的問題進行思考反饋。探究類采用“提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據(jù)、分析論證、交流評估”六個模塊設計組織學習活動[4]，創(chuàng)設基于現(xiàn)實的真實情境引導學生提出有思維度的優(yōu)質問題，并進行猜想與假設，通過有步驟的分析和探求過程，使所有與行動相關的探尋能力得到切實提高，這不僅能夠在規(guī)定的時間內完成規(guī)定的科學探尋任務，而且探求的過程也會更深入、細致，能夠有效地提高學生的科學動手能力[5]。測定類采用“目的與要求、原理與方法、儀器與器材、操作與實踐、分析與論證、交流與評估”六個模塊設計組織學習活動[6]，測定類實驗屬于知識的應用，對實驗原理進行科學、規(guī)范地描述，對實驗方法進行嚴謹、具體地說明，給出測量實驗的具體操作過程，引導學生對實驗數(shù)據(jù)作出科學的分析與歸納，針對在測量過程中存在的主要困難和操作出現(xiàn)的具體問題進行反思、梳理。

2? ? 自主做——反思遷移，培養(yǎng)學生的實踐能力

在實驗教學的形式和內容上要突破傳統(tǒng)實驗教學的框架，將實踐操作、情境體驗和親身感悟等實踐性活動都納入實驗教學體系，扎實推進“自主做”，促進學生的科學態(tài)度和物理觀念在自主的實踐性活動中形成。“自主做”是從思維的起點（發(fā)現(xiàn)并提出問題）入手，在動手實踐中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象讓學生產(chǎn)生認知沖突，因為學生總是帶著一定的“前概念”進行新的學習，這對學生學習科學概念會產(chǎn)生嚴重的影響[7]。如果學生能夠通過自己的思考去完成創(chuàng)新實驗，那就意味著學生有能力獨自進行分析，知道具體實驗中要選什么樣的實驗設備，要如何設計操作步驟，教師在實驗中只充當引導者、提醒者和保護者的作用[8]。通過學生自選器材，動手操作，實踐感知，深度思維，反思遷移，從而更好地揭示物理現(xiàn)象的本質和物理規(guī)律的特征，促成科學概念的轉化。

學生對自主實驗的認知需求、對探究材料的獲取難度、對物理知識的理解深度、對物理探究的把握程度、對創(chuàng)新實驗的動手能力等是制約開展“自主做”的主要因素。因此，“自主做”的實驗素材要依據(jù)探究目標、探究問題、教材內容、實驗條件等因素進行選擇。以“小實驗、小制作、小創(chuàng)造”等為主要方式組織內容是比較有效的，這種方式貼近學生生活，符合學生的認知特點。“三小”實驗內容要清晰地指明目的與要求，力求簡易、安全、可操作，方便學生充分利用身邊的物品進行制作，踐行“身邊的物品做實驗”的理念。每一個“自主做”采用“你準備好了嗎、儀器與器材、操作與實踐、交流與評估”四個模塊進行素材的選擇與學習活動的程序性設計[9]。創(chuàng)設一定的生活情境，讓學生自主設計操作的具體步驟，以及注意的環(huán)節(jié)和具體問題。另外給學生一定思維度的問題，便于學生在深度思考中進行實踐操作，并針對問題及時改進、優(yōu)化實驗方案。通過“自主做”，學生能夠有效地學習和掌握物理學的基礎知識與基本技能，并能將其運用于實踐，培養(yǎng)學生的社會實踐能力，這不僅為學生以后的學習、生活和工作打下基礎，同時也能讓學生樹立將科學知識應用于社會、服務于人類的遠大理想。

3? ? 合作做——思維對話，提升學生的創(chuàng)新能力

長期以來，物理教學執(zhí)迷于“講”，殊不知這種越俎代庖的做法無法使學生體驗完整的問題解決過程，嚴重制約學生的發(fā)展，不利于提升學生的創(chuàng)新能力。設計一定數(shù)量的合作創(chuàng)新類專題項目，讓學生圍繞這些專題，查閱資料、調查探究、實驗實證、案例分析、主題研討，感受合作、創(chuàng)造學習的過程與實效，感受創(chuàng)造的力量?！昂献髯觥本唧w實施策略涵蓋如下幾個方面：一是策劃活動、確定主題?！昂献髯觥敝黝}的確立是項目化合作式學習的靈魂，“正確選題”是“合作做”成功的基石。在主題確定階段，教師引導學生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)自己感興趣的問題，通過討論、交流確定活動主題。二是選題策劃、制訂方案，根據(jù)主題思路，引導學生從不同視角生成適合他們進行探究的活動方案。三是自主探究、創(chuàng)新實驗，學生以個體或小組為單位組織開展綜合實踐活動，主要形式有實地考察、搜索資料、分析材料、實踐操作等，其中一個主要的活動場所就是家庭，學生在家里可以利用簡易器材自主設計實驗，動手操作。四是展示交流、科學評價，學生以各種方式展示交流活動成果，教師對于學生的展示交流給予客觀公正的評價，同時一定要強調實驗操作的安全性。五是反思改進、拓展延伸，學生對自己在實踐活動中的表現(xiàn)進行總結、反思，撰寫活動總結。教師通過創(chuàng)設活動情境、布置課外作業(yè)等形式將學生的認知活動引向深入。

每一個學生都是一個積極、主動、獨立的生命體，我們不僅要關注學生的高認知，還要關注學生的高投入情感，關注學生對于知識習得的過程，要把研究的興奮點從“教師如何教”調整到“學生如何學”上，讓師生共同經(jīng)歷一場“立德樹人”的智慧之旅，旅程的目標是讓學生能夠積極、充分、靈活地運用所學知識去理解世界、解決問題、學以致用，并獲得人格的健全和精神的成長。我們的物理學科教學應在新時代背景下重新思考其教學本質，引導學生構建科學觀念體系、發(fā)展科學思維、掌握科學探究方法、提升科學態(tài)度與責任。要以物理知識原有的形成過程作為設計學習活動的依據(jù)，架起核心素養(yǎng)與教學實踐連接的橋梁。通過“做中學”帶領學生一起回溯概念定義的過程，親歷規(guī)律探究的過程，體驗問題解決的過程，實現(xiàn)物理知識傳授與核心素養(yǎng)發(fā)展的深度融合。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.關于加強和改進中小學實驗教學的意見.教基[2019]16號（2019-11-20）http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A06/s3321/201911/t20191128_409958.html

[2]韋鈺.十年“做中學”為了說明什么[M].北京：中國科學技術出版社，2012.

[3]山東科學技術出版社教材編寫組.義務教育教科書物理（五·四學制）[M].濟南：山東科學技術出版社，2012.

[4]《物理實驗探究報告冊》編寫組.物理實驗探究報告冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2012.

[5]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[S].北京：人民教育出版社，2012.

[6]《物理實驗探究報告冊》編寫組.物理實驗探究報告冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2013.

[7]丁玉祥.學生自主創(chuàng)新實驗的意義、價值與實踐路徑[J].實驗教學與儀器，2019，36（5）：3-6.

[8]鄭青岳.鄭青岳科學教育講演錄[M].杭州：浙江教育出版社，2015.

[9]潘書朋.學生自主創(chuàng)新實驗：初中物理課堂上的“真學習”[J].新課程評論，2020（5）：88-95.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）