中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的開發(fā)與實(shí)施

黃 皓 馬宇澄

(1. 無錫市第一女子中學(xué),江蘇 無錫 214002; 2. 無錫市教育科學(xué)研究院,江蘇 無錫 214001)

1 問題的提出

華東師范大學(xué)鐘啟泉教授認(rèn)為,將綜合實(shí)踐活動(dòng)納入課程體系,是第八次基礎(chǔ)教育課程改革最大的特點(diǎn)之一,綜合實(shí)踐活動(dòng)是培育學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑.

基于核心素養(yǎng)培育,怎樣深化綜合實(shí)踐活動(dòng)課程并進(jìn)行“學(xué)科實(shí)踐”?在南京師范大學(xué)劉炳昇教授的倡導(dǎo)下,物理學(xué)科與綜合實(shí)踐活動(dòng)密切結(jié)合,中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)就此產(chǎn)生.

通過近5年的不斷探索,筆者認(rèn)識(shí)到中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)已不再局限于課外活動(dòng)范圍,對(duì)它的研究開始進(jìn)入課堂教學(xué)研究的主流視線.物理綜合實(shí)踐活動(dòng)基于物理學(xué)科,不打破學(xué)科原有的安排,把學(xué)科知識(shí)和跨學(xué)科知識(shí)連接起來.它從小切口進(jìn)入,是一種微創(chuàng)式的創(chuàng)新,具有可操作性.它有可能會(huì)對(duì)核心素養(yǎng)如何落地給出一個(gè)有操作性的解答,它也有可能成為撬動(dòng)傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型的一個(gè)支點(diǎn).因此有必要對(duì)它進(jìn)行專題研究,以回應(yīng)實(shí)踐中遇到的種種困惑.

2 概念界定

劉炳昇教授認(rèn)為,中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)既不是單純的學(xué)科課外活動(dòng),也不是純粹的實(shí)驗(yàn)課程,其實(shí)質(zhì)是一種以“教育性交往”為中介的實(shí)踐活動(dòng).它是一種全新的課程形態(tài).這樣看來,中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)應(yīng)屬于活動(dòng)課程的領(lǐng)域.研究之初,依據(jù)對(duì)一線教師的問卷和訪談,筆者發(fā)現(xiàn),多數(shù)一線教師持相同觀點(diǎn).其依據(jù)有

(1) 學(xué)生有自主選擇課題的自由.

(2) 學(xué)生有持續(xù)自律地探究的自由.

(3) 學(xué)生有自主采集與揚(yáng)棄信息的自由.

(4) 學(xué)生可以進(jìn)行出于自身意愿的評(píng)價(jià)(自評(píng)、互評(píng)).

(5) 學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)來自其內(nèi)在需要.

從課程實(shí)施的手段上來看,確實(shí)如此.但從課程目標(biāo)上來分析,卻又不然.在實(shí)踐中,教師普遍希望能達(dá)成以下目標(biāo).

(1) 培養(yǎng)對(duì)物理學(xué)科的興趣、意識(shí),提高科學(xué)素養(yǎng).

(2) 增進(jìn)對(duì)物理知識(shí)的理解、應(yīng)用,提高實(shí)踐能力.

(3) 大膽假設(shè)、仔細(xì)求證、嚴(yán)謹(jǐn)思考,發(fā)展高階思維和創(chuàng)新意識(shí).

這些顯然都屬于物理學(xué)科課程的領(lǐng)域.

通過實(shí)踐,筆者認(rèn)為中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)是一種應(yīng)用綜合實(shí)踐的思想組織物理教學(xué),指導(dǎo)學(xué)生研究和解決學(xué)習(xí)問題的教學(xué)理論與實(shí)踐形態(tài).活動(dòng)特別關(guān)注知識(shí)有意義地整體性運(yùn)用與創(chuàng)造,學(xué)生在活動(dòng)中獲得切身體驗(yàn)、提高分析、解決問題的能力、發(fā)展高階思維,從而提高核心素養(yǎng).

3 活動(dòng)的開發(fā)與實(shí)施

3.1 活動(dòng)目標(biāo)

沒有選擇的自由,就沒有創(chuàng)造性.現(xiàn)階段新高考方案和新課標(biāo)的一個(gè)基本假定是學(xué)生具有完全的選擇意愿和選擇能力,但在目前專治化的教學(xué)條件下,這一假定并不成立.

筆者認(rèn)為,青年學(xué)生必須在大量深度參與的選擇和嘗試中得到各種體驗(yàn),發(fā)展對(duì)物理知識(shí)的綜合運(yùn)用和創(chuàng)新能力.在不斷地體驗(yàn)中他逐漸明確自己真正的需要,不斷地形成和深化自己的思想,逐漸形成主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并獨(dú)立或合作解決問題的態(tài)度和能力,養(yǎng)成自信獨(dú)立、合作分享等良好的個(gè)性品質(zhì).

所以,物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的目標(biāo)應(yīng)定位在為學(xué)生提供盡可能多的選擇和嘗試的機(jī)會(huì),執(zhí)教者應(yīng)盡最大努力使活動(dòng)始終浸潤(rùn)在自由的氛圍中,以讓學(xué)生的高階思維從意識(shí)的深處浮現(xiàn)并得到深化.

3.2 活動(dòng)內(nèi)容

筆者期望結(jié)合中學(xué)現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容,開發(fā)適合學(xué)生實(shí)施的系列活動(dòng).

筆者的做法如下.

(1) 物理綜合實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)的施教對(duì)象是全體學(xué)生,但學(xué)生自己怎么做,選做哪部分是自由的．這樣做的意義首先在于讓全體學(xué)生教育機(jī)會(huì)平等,并通過真實(shí)的環(huán)境和實(shí)物,促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思想的養(yǎng)成及科學(xué)技術(shù)的運(yùn)用,從而更深刻地理解科學(xué)和技術(shù).

(2) 少數(shù)既有興趣又有能力的學(xué)生,可自主選取教材上的各種內(nèi)容進(jìn)行活動(dòng),并將活動(dòng)成果在課上向全班匯報(bào)并獲得師生的反饋.

(3) 根據(jù)多數(shù)學(xué)生的實(shí)際情況,選取教材上的部分章節(jié)改編成集體進(jìn)行的活動(dòng),這些實(shí)驗(yàn)的共同點(diǎn)有:探究任務(wù)和目標(biāo)比較明確,情境創(chuàng)設(shè)有適度的障礙性,背景資料、探究方法等比較容易獲得．

實(shí)踐證明,執(zhí)教者如能根據(jù)實(shí)際情況, 應(yīng)用綜合實(shí)踐的思想組織日常教學(xué),將活動(dòng)與日常教學(xué)融為一體,那么無需占用額外課時(shí),活動(dòng)的常態(tài)實(shí)施便得以實(shí)現(xiàn).

3.3 活動(dòng)實(shí)施

3.3.1 從“雙基”到“四基”

“四基”是在基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的基礎(chǔ)上加上基本思想和基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).在這里,筆者特別指出,所謂“基本思想” 是指學(xué)生一旦領(lǐng)悟后便能受益終生的一般性大思想(西方人的說法:Big Idea),不同于如“微元法”、“理想實(shí)驗(yàn)”等物理學(xué)中常用的具體思想方法.

“四基”的本質(zhì)就是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和思維方法.基于“四基”的活動(dòng)設(shè)計(jì),當(dāng)然不會(huì)只滿足于讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能;從活動(dòng)中提煉、總結(jié)出基本思想方法,形成基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),養(yǎng)成物理學(xué)科直覺才是主要目的.“四基”既重視結(jié)果,更重視過程,從這個(gè)角度說,“四基”概念為實(shí)施活動(dòng)指明了方向.

3.3.2 大單元設(shè)計(jì)

核心素養(yǎng)的培育往往是跨課時(shí)甚至是跨學(xué)段的,很難在某節(jié)特定的課時(shí)里就立刻實(shí)現(xiàn).所以在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)“核心素養(yǎng)—單元設(shè)計(jì)—學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)—核心素養(yǎng)”這一環(huán)環(huán)相扣的活動(dòng)鏈環(huán)中,單元設(shè)計(jì)處于核心地位.

以高二物理“恒定電流”全章教學(xué)為例,一般安排12節(jié)常規(guī)課.筆者選擇并重構(gòu)了教學(xué)內(nèi)容.以3課時(shí)常規(guī)課為鋪墊,講授基礎(chǔ)知識(shí);5課時(shí)單元綜合實(shí)踐活動(dòng)(電表的改裝)為核心,錘煉“四基”;4課時(shí)自選實(shí)驗(yàn)課,鞏固、應(yīng)用已取得的成果.鼓勵(lì)學(xué)生通過深度學(xué)習(xí)發(fā)展高階思維、問題解決能力和創(chuàng)造性,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的“素養(yǎng)化”.

“恒定電流”教學(xué)中學(xué)生的活動(dòng)包括:用實(shí)驗(yàn)解讀教材,用實(shí)驗(yàn)比較理論,用實(shí)驗(yàn)探索規(guī)律,用實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)活動(dòng).在這樣的活動(dòng)中,學(xué)生通過實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—評(píng)價(jià)—再實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)——再評(píng)價(jià),循環(huán)推進(jìn),共同地探究課題,展開協(xié)同性、活動(dòng)性學(xué)習(xí),從而有力地保障了每一個(gè)學(xué)生都有所為、有所思、有所得,核心素養(yǎng)的培育也就落到了實(shí)處.

3.3.3 聯(lián)結(jié)資源

物理綜合實(shí)踐活動(dòng)強(qiáng)調(diào)綜合性和開放性,在教學(xué)實(shí)踐中,執(zhí)教者應(yīng)主動(dòng)引領(lǐng)學(xué)生,有意識(shí)地及時(shí)搜集、有效篩選活動(dòng)中生成的教學(xué)資源,并將其聯(lián)結(jié)成一個(gè)有機(jī)的整體,不應(yīng)為了追求名義上的綜合和開放而盲目的進(jìn)行自主無序的教學(xué).

例如，在活動(dòng)“用電冰箱研究物態(tài)變化現(xiàn)象”中,要求學(xué)生用普通溫度計(jì)去測(cè)量冰箱冷凍室各部分的溫度,進(jìn)而探究電冰箱內(nèi)溫度分布的規(guī)律.教材設(shè)計(jì)是基于30年前廣泛使用的壓縮式電冰箱,事實(shí)上此類冰箱早已被市場(chǎng)淘汰.現(xiàn)在的冰箱都采用多回路環(huán)繞設(shè)計(jì)的蒸發(fā)器,足以保證冷凍室內(nèi)各部分溫度基本相同.這樣一來,用普通溫度計(jì)去測(cè)量,電冰箱內(nèi)溫度分布并無區(qū)別,那么規(guī)律又從何談起.

又如,在活動(dòng)“設(shè)計(jì)、制作一個(gè)由簡(jiǎn)單機(jī)械組成的機(jī)械模型”中.學(xué)生自主設(shè)計(jì)使用兩種簡(jiǎn)單機(jī)械組合成復(fù)雜機(jī)械模型.執(zhí)教者將實(shí)踐的內(nèi)容設(shè)計(jì)成兩個(gè)部分: (1) 課前實(shí)踐; (2) 課上實(shí)踐.課前實(shí)踐的目的完成有興趣的操作和思考,課上實(shí)踐的重點(diǎn)是完成有意義的交流和總結(jié).這樣的設(shè)計(jì)理順了活動(dòng)中的生成資源關(guān)系, 明晰了活動(dòng)中自主探究的操作方向,把活動(dòng)中的知識(shí)碎片聯(lián)結(jié)成了一個(gè)有機(jī)的整體,在綜合開放的基礎(chǔ)上完成了自主有序的教學(xué)．

3.4 活動(dòng)評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)最主要的挑戰(zhàn)在于,如何從實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)變課堂中師生角色以促成“真正的學(xué)習(xí)”.評(píng)價(jià)最困難之處在于如何給予學(xué)生高質(zhì)量的反饋,而高質(zhì)量的反饋有賴于師生能夠真正敞開心扉,分享真實(shí)想法.這就要求執(zhí)教者必須創(chuàng)設(shè)一個(gè)安全、平等的評(píng)價(jià)環(huán)境.

在活動(dòng)“探究功與速度變化的關(guān)系”中,執(zhí)教者發(fā)現(xiàn)第5活動(dòng)小組對(duì)師生共同給出的評(píng)價(jià)并不接受,仍堅(jiān)持原設(shè)計(jì)方案可行.執(zhí)教者認(rèn)為成功的經(jīng)驗(yàn)和失敗的經(jīng)歷都有其獨(dú)到價(jià)值,于是沒有用師生共同體的權(quán)威去壓服他們,同意他們繼續(xù)實(shí)施原方案,結(jié)果他們自主實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)了師生綜合評(píng)價(jià)的正確性.這樣一來,第5組不僅對(duì)執(zhí)教者表示信服,還給出了一個(gè)對(duì)其他各組有進(jìn)一步探究意義的課題.

很遺憾,真正意義上的互動(dòng)或反饋在傳統(tǒng)的傳遞性課堂中很少存在.在以教師為中心的課堂上,教師駕輕就熟地掌控一切,學(xué)生的角色只是配合教師給出預(yù)設(shè)的正解,沒有思維的碰撞,沒有問題的萌發(fā).某種程度上,這簡(jiǎn)直是師生間的互相“欺騙”.在物理綜合實(shí)踐活動(dòng)中,不存在確定的結(jié)論,沒有程序化的步驟,學(xué)生無法單向地獲得知識(shí),教師的角色從前臺(tái)隱入幕后,學(xué)生之間的相互支持在質(zhì)量、數(shù)量和覆蓋面上都會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過教師所能給予的幫助.在安全、平等的環(huán)境中,評(píng)價(jià)促使學(xué)生用真實(shí)探究中收集到的證據(jù)把握規(guī)律、構(gòu)建理論并感知客觀世界,學(xué)生科學(xué)探究能力的提高和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)就是在這些細(xì)節(jié)上潛移默化地完成的.

4 對(duì)未來的展望

物理學(xué)科是科學(xué)教育的鼻祖,有著得天獨(dú)厚的深刻哲學(xué)內(nèi)涵與科學(xué)內(nèi)涵,是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的一門重要學(xué)科. 中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的推廣將讓物理學(xué)科的教學(xué)煥發(fā)新的活力.實(shí)踐表明,如能從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面不斷探索與完善,那么物理綜合實(shí)踐活動(dòng)預(yù)期的教育目的——培育學(xué)生的核心素養(yǎng)確有可能達(dá)成.它的力量值得關(guān)注!

1 張華.核心素養(yǎng)與我國基礎(chǔ)教育課程改革“再出發(fā)”[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(教育科學(xué)版),2016(01):7-9.

2 鐘啟泉.基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展: 挑戰(zhàn)與課題[J].全球教育展望,2016(01):3-25.

3 胡平.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“教學(xué)碎片”的聯(lián)結(jié)[J].物理教師,2015(8):7-13.

4 黃皓.初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的探索與實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2014(7-8):15-17.

5 黃皓.高中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的探索與實(shí)踐[J]. 物理教師,2015(11):33-37.

6 黃皓.綜合實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)設(shè)計(jì) [J].物理教學(xué),2014(05):49-52.

7 黃皓.中學(xué)物理綜合實(shí)踐活動(dòng)的興起、發(fā)展與實(shí)踐 [J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2016(02):10-12.

8 黃皓.超越教學(xué)習(xí)慣,追求教學(xué)自由[J].物理教師,2016(12):28-30，35.