馬兵

［摘 要］文章以物理思維作為初中物理學(xué)科育人的突破點，開展“知行合一”導(dǎo)向的初中物理思維實驗項目研究，從搭建物理思維框架、建構(gòu)思維實驗項目體系、打造思維實驗室平臺、開展深度教學(xué)實踐探索、落實思維實驗過程評價等方面進行初中物理學(xué)科育人的實踐創(chuàng)新探索。

［關(guān)鍵詞］知行合一；物理思維；物理實驗；學(xué)科育人

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）11-0046-03

初中教育是基礎(chǔ)教育中承上啟下的關(guān)鍵教育，從教育的過程來看，初中教育是連接小學(xué)教育和高中教育的橋梁；從學(xué)生的發(fā)展來看，初中是青少年思維成長、能力培養(yǎng)、品格形成的重要時期?，F(xiàn)代學(xué)者普遍認為，學(xué)科育人的本質(zhì)是學(xué)科教育教學(xué)對學(xué)生的發(fā)展性，其意在促進學(xué)生作為人的社會本質(zhì)、文化本質(zhì)和精神本質(zhì)的生成，發(fā)展學(xué)生新時代所必需的學(xué)科核心素養(yǎng)，發(fā)揮學(xué)科教學(xué)的育人功能，實現(xiàn)學(xué)科育人價值，落實立德樹人根本任務(wù)。

物理思維既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，又是重要的學(xué)習(xí)工具和方法。筆者通過文獻查找及問卷設(shè)計對初中生的物理思維進行調(diào)查，得出初中生的物理思維有如下特征：一是形象思維多于抽象思維，邏輯思維能力不強，具體表現(xiàn)為存在用生活經(jīng)驗代替物理知識等直觀思維；二是孤立片面多于整體聯(lián)系，具體表現(xiàn)為只能理解平面關(guān)系，理解不了立體關(guān)系；三是創(chuàng)造性思維散而亂，具體表現(xiàn)為漫無邊際的猜想或違反科學(xué)規(guī)律的異想天開。

基于以上分析，筆者認為選取物理思維作為初中物理學(xué)科育人的突破點，開展“知行合一”導(dǎo)向的初中物理思維實驗項目研究，進行初中物理學(xué)科育人的實踐創(chuàng)新探索，優(yōu)化課程設(shè)計開發(fā)，落實基礎(chǔ)教育課程標準，進行學(xué)生核心素養(yǎng)培育，可以實現(xiàn)學(xué)科育人價值在工具層、意義層、生命層的不斷深入。下面筆者就從搭建物理思維內(nèi)容框架、建構(gòu)思維實驗項目體系、打造思維實驗空間平臺、開展深度教學(xué)實踐探索、落實思維實驗過程評價等方面談?wù)勅绾尾粩嗟剡M行實踐聚焦、優(yōu)化、創(chuàng)新。

一、梳理學(xué)科育人價值體系，搭建物理思維框架

（一）物理學(xué)科的育人價值體系梳理

物理學(xué)科的育人價值體系梳理如圖1所示。

只有“以立德為核心，以樹人為根本”進行樹人育心，才能實現(xiàn)“知行合一”，豐富人的精神世界和提高人的品德修養(yǎng)，形成學(xué)科育人的價值系統(tǒng)，促使人有德性的發(fā)展；以學(xué)科育人價值的內(nèi)涵為基礎(chǔ)將知識的理解與運用貫穿于學(xué)科教學(xué)的各階段、各環(huán)節(jié)以及各方面，使學(xué)科教學(xué)有序地、系統(tǒng)地進行，實現(xiàn)系統(tǒng)性的發(fā)展；學(xué)生的個體需求和差異性決定了學(xué)科育人價值的多樣性，也由此實現(xiàn)了學(xué)生的多樣性發(fā)展；關(guān)注每一個學(xué)生的健康、主動發(fā)展，能讓教育成為促進個人成長的力量，成為個人生命歷程中的有機構(gòu)成，從而實現(xiàn)學(xué)科教育在個體生命中的持續(xù)性發(fā)展。依據(jù)義務(wù)教育物理課程標準，初中物理課程內(nèi)容分為科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩個部分，而物理思維既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標，又是重要的學(xué)習(xí)工具和方法。

因此，筆者認為，要在初中物理學(xué)科育人視域下搭建初中物理思維框架，架接學(xué)習(xí)思維橋梁，從立德樹人的立場上解決“培養(yǎng)什么人”的問題和解決“怎樣培養(yǎng)人”即“如何培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)”的問題。

（二）初中物理思維框架搭建

基于初中生的思維特征，筆者對初中物理新課標、教材及拓展實驗中的思維進行了歸納和分析，選擇了三大初中物理思維（如圖2）進行選點和框架設(shè)計。

推理與想象：推理與想象是初中物理思維發(fā)展的“兩翼”。邏輯思維是指在物理學(xué)習(xí)中歸納、總結(jié)一般規(guī)律以及運用規(guī)律解決問題的必備思維，是初中生分析問題的關(guān)鍵能力；形象思維是學(xué)習(xí)微觀物理世界所需的一種想象力，能促進學(xué)生對微觀物理世界的理解。

整體與隔離：整體與隔離是初中物理思維發(fā)展的“基石”。辯證思維是指在物理學(xué)習(xí)中學(xué)會用聯(lián)系和發(fā)展的觀點看待問題，用內(nèi)外因的觀點分析問題；系統(tǒng)思維是指在分析和處理問題的過程中，思考問題的方向始終對準了全局和整體，并從全局和整體出發(fā)，利用整體法、結(jié)構(gòu)法、要素法、功能法對系統(tǒng)內(nèi)各組成部分間的有機聯(lián)系進行研究。

求異與創(chuàng)新：求異與創(chuàng)新是初中物理思維發(fā)展的“達成”。創(chuàng)造性思維具有廣闊性、深刻性、獨特性、批判性、敏捷性和靈活性等特點，它是從多角度、多側(cè)面、多層次、多結(jié)構(gòu)去思考，去尋找答案，既不受現(xiàn)有知識的限制，也不受傳統(tǒng)方法的束縛。其思維路線是開放性、擴散性的，它解決問題的方法更不是單一的，而是在多種方案、多種途徑中去探索、去選擇。

二、建構(gòu)思維實驗項目體系，挖掘?qū)W科育人價值內(nèi)涵

（一）初中物理思維實驗梳理

筆者按照項目研究的三大初中物理思維實驗對初中物理教材及拓展實驗進行了梳理和項目設(shè)計，從課標、教材中探尋與初中物理知識對應(yīng)和適切的物理思維與方法，找到物理思維內(nèi)容和實施方法。

（二）建構(gòu)初中物理思維實驗項目體系

實驗是物理的靈魂，是物理教育教學(xué)的核心。筆者根據(jù)學(xué)生物理思維水平從低到高發(fā)展的規(guī)律，建構(gòu)具有五個層次的“初中物理思維實驗項目體系”：體驗性項目、實證性項目、探究性項目、拓展性項目、創(chuàng)造性項目。

教師可通過模型法、類比法、轉(zhuǎn)換法、演繹推理法、控制變量法等方法進行體驗性實驗、探究性實驗、實證性實驗等，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、認清問題、提出假設(shè)、驗證假設(shè)、得出結(jié)論的能力，進而發(fā)展學(xué)生的高階思維。

（三）深化初中物理思維實驗進階

通過研究，筆者對物理實驗教學(xué)有了進一步的理解，對初中物理思維實驗的創(chuàng)新實踐路徑越來越聚焦，實現(xiàn)了初中物理實驗1.0（學(xué)生自主實驗）、初中物理實驗2.0（學(xué)生思維實驗）、初中物理實驗3.0（學(xué)生思維實驗項目化）、初中物理實驗4.0（學(xué)生自主創(chuàng)新實驗）的進階。這種進階體現(xiàn)了學(xué)生認知水平從前結(jié)構(gòu)水平、單一結(jié)構(gòu)水平、多元結(jié)構(gòu)水平、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平到拓展抽象結(jié)構(gòu)水平的逐層進化。

其中，學(xué)生自主創(chuàng)新實驗?zāi)Ｊ绞恰包c·線·面·體”的四位立體結(jié)構(gòu)，即先由一個簡單創(chuàng)新點到復(fù)雜地建構(gòu)概念的線，再到理解規(guī)律的面，最終在學(xué)生頭腦中形成立體的、系統(tǒng)的認識。其涉及的五個環(huán)節(jié)為情境、問題、思維、糾錯、提煉，就是教師通過真實事件、真實情境、真實問題引入活動主題后，讓學(xué)生自主選擇主題和方法、創(chuàng)新構(gòu)思設(shè)計實驗、進行實驗探究、分析論證展示，最終實現(xiàn)“想·做·思·說·行”的一體化，從而使學(xué)生的認知發(fā)展水平提升到更高層次。

三、打造思維實驗室平臺，實現(xiàn)學(xué)科育人價值

建構(gòu)由一般實驗室、輔助實驗室、專業(yè)實驗室、校外實驗室組成的立體的實驗室平臺（如圖3），突破空間限制，實現(xiàn)教室與物質(zhì)的連通；連通班級、年級，打破班級與年級的界限，建立學(xué)習(xí)共同體；連通教室資源與學(xué)?？臻g資源；連通教室與學(xué)生生活實踐；連通教室與社區(qū)、社會——通過這樣的平臺建設(shè)實現(xiàn)生命體完整的發(fā)展，以及全面實現(xiàn)學(xué)科育人價值。

實踐中，我們可以利用學(xué)校選修課進行實踐探索，從而實現(xiàn)課內(nèi)課外、校內(nèi)校外、線上線下學(xué)習(xí)資源的連通。此外，我們還可以利用社團活動、科技節(jié)、科學(xué)晚會等有效拓寬學(xué)生的實驗平臺，在實驗活動中動態(tài)地、鮮活地實現(xiàn)物理學(xué)科的育人功能。

四、開展深度教學(xué)實踐探索，落實學(xué)科育人

課堂教學(xué)是培養(yǎng)人才的主渠道，是落實學(xué)科育人的一個最主要的參數(shù)。

實施深度教學(xué)，教師要引導(dǎo)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)和發(fā)展學(xué)生的高階思維，可通過反思和質(zhì)疑、批判和創(chuàng)新的思維過程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中勤思考，通過反思、總結(jié)、優(yōu)化、突破來發(fā)展思維，在實事求是、精益求精的科學(xué)態(tài)度下獲得為學(xué)、為事、為人的道理。深度教學(xué)融通了“教”與“育”，讓“教書”走向“育人”，讓“知識傳遞”走向“生命價值的挖掘與提升”，實現(xiàn)了由“知識”到“生命”的轉(zhuǎn)換。因此，從培養(yǎng)初中物理思維的教學(xué)實踐（如圖4）和創(chuàng)設(shè)物理思維培養(yǎng)科學(xué)機制兩個方面著手，能實現(xiàn)學(xué)生思維發(fā)展、價值觀培育、文化熏染和關(guān)鍵能力培養(yǎng)等方面的價值，也能實現(xiàn)學(xué)科育人功能的實踐訴求。

五、落實思維實驗過程評價，強化學(xué)科育人價值目標

以初中生的物理實驗過程為對象，從實驗的設(shè)計、操作、結(jié)果等方面對思維實驗進行回顧、分析、討論、點評等，再根據(jù)學(xué)生思維活動的方向，對學(xué)生的思維活動進行實時監(jiān)控、調(diào)節(jié)，對學(xué)生實驗過程中思維能力的發(fā)展進行及時、正向的積極評價，以樹立學(xué)生的信心，激發(fā)學(xué)生的興趣，發(fā)揮非智力因素的助力作用。

綜上所述，學(xué)科育人價值的實現(xiàn)要從學(xué)生的興趣入手，激發(fā)學(xué)生參與的內(nèi)在動力，使學(xué)生不斷自主探索；著眼于學(xué)生的現(xiàn)實生活，提煉出有價值的主題內(nèi)容；以問題為突破口，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識；以創(chuàng)新發(fā)展為目標，實現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的升華。學(xué)科育人價值的實現(xiàn)不僅需要單個具體學(xué)科的深度教學(xué)，更需要基于問題導(dǎo)向的跨學(xué)科教學(xué)，以主題和項目為活動任務(wù)方式，讓學(xué)生在自主、合作、探究的實踐活動中，將觀察、提問、信息收集、分析概括、解決問題等一系列思維活動完全呈現(xiàn)出來，然后在師生、生生交流中不斷地糾正、優(yōu)化、提升，從整體上促進學(xué)生高階思維的不斷生成和生長，讓知識和實踐合二為一，實現(xiàn)“知行合一”（如圖5）。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準：2022年版［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［2］? 成尚榮.學(xué)科育人：教學(xué)改革的指南針和準繩［J］. 課程·教材·教法，2019（10）：82-89.

（責任編輯 黃春香）

［基金項目］本文系江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于STREAM教育理念的初中物理實驗拓展研究”（課題編號：D/2020/02/268）的研究成果。