《中國教師》:2001年版和2011年版的初中物理課程標準都將科學探究作為重要課程目標與內容。新課程實施以來經歷了多年的科學探究教學后,2011年版的初中物理課程標準對科學探究的修訂有哪些思考?實施科學探究教學還需要注意哪些問題?
黃恕伯:從2001年到2011年的新課程實施中,科學探究教學在物理課程中得到了重視,教師們對科學探究的理解已經從文本認識上升到實踐體會。但在這段過程中,對科學探究的理解主要是關于科學探究的基本要素方面,即物理科學探究的提出問題、猜想與假設、設計實驗與制訂計劃、進行實驗與收集證據、分析論證、評估、交流與合作這七個要素的含義,思考在探究中怎樣體現這些要素,從而發展學生的探究能力。而對于科學探究教學中出現的一些矛盾,仍然存在著一定的困惑。例如,科學探究有非常完備的探究環節和豐富的探究過程,學生要自主經歷七個要素,需要花費大量的時間,然而課堂時間是有限的,課堂中除了科學探究活動之外,還有其他教學任務需要完成。很多教師感到,只要課堂上進行科學探究,時間就不夠用,構成了“豐富的探究過程和有限的探究時間”這一對矛盾。又如,科學探究提倡學生自主探究,但課堂中如果學生完全獨立地進行自主探究,教師不予指導,將會遇到很多困難,探究有時難以進行下去,而教師過多、過細地進行指導,又削弱了學生的自主程度,影響了學生探究能力的培養,這又構成了“學生自主”和“教師指導”的另一對矛盾。面對普遍存在的上述問題和困惑,初中物理課程標準的修訂,就要引導教師正確認識和處理這些問題。
2001年版物理課程標準有兩個科學探究案例,當時撰寫這兩個案例的目的,是為了使教師對科學探究的七個要素有所了解,第一個案例是課內的科學探究,陳述了“電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關”這節課的探究過程,并把全部過程劃分成了七個環節,分別貼上了相關要素的標題,通過具體情景對七個要素進行解讀。通過十年的實施,教師們對七個要素已經有了明確的認識,案例已經很好地完成了它的歷史使命,現已沒有繼續保留的價值了,當今要解決的,是如何引導教師消除科學探究中的一些困惑。因此,修訂時刪去了原來這個案例,重新撰寫了兩個課例,幫助教師們認識:課內的探究和課外的探究有什么區別,案例是怎樣處理以上兩對矛盾的。
新撰寫的兩個案例,一個是“什么情況下磁可以生電”,另一個是“探究凸透鏡成像的規律”。盡管這兩個課題的內容差別很大,一個是電學的,另一個是光學的,但是它們都有一個共同的特點,各個探究要素并不面面俱到:前一個案例側重于“提出問題”,后一個案例側重“分析和論證”。由于案例具有情境的支撐,教師閱讀后能具體地領悟到:課堂上實施科學探究時,七個要素不是面面俱到的,而是有所側重,屬于本課題所側重的要素,教師要舍得花時間,讓學生自主探究,少加指導;不屬于側重的要素,教師則可以通過指導,使探究過程可以很快進行下去。這就是說,課堂內的科學探究,通過“不同的課題側重培養不同能力”的辦法,來實現各種探究能力的全面發展。
因此,實施科學探究教學時,首先需要根據所探究課題的特點,分析和確定應側重的要素,隨后依據課程標準“科學探究能力的基本要求”的條目,通過教學設計,把這些基本要求轉化為學生在課堂上的探究行為,通過這些行為的積累,發展相關的探究能力。
《中國教師》:實驗教學是物理教學的重要組成部分,搞好物理實驗教學有利于加深學生對物理知識的理解,提高學生的操作技能,培養學生的探究精神,發展學生的探究能力。教師在實際教學中,如何優化物理實驗教學,實現上述實驗教學目標,促進物理實驗教學的發展?
黃恕伯:首先需要提高對實驗教學的認識。提到物理實驗,往往會把它和操作技能聯系在一起,在考查學生的實驗能力時,總是會想到通過某項實驗操作來考查學生的實驗能力,例如電表,游標卡、螺旋測微器的讀數,還有各種物理儀器的使用方法和操作注意事項等。其實,這些操作技能僅僅是物理實驗中收集信息能力的一小部分,而收集信息能力又是物理實驗能力的一小部分。物理實驗有著寬廣的含義,它包含提出問題、設計實驗、收集和分析數據、形成結論和表達交流等一系列過程。實驗的目的,是讓學生在這些過程中提高實驗能力,增強理論和實踐相結合的意識,養成嚴謹、求實的科學態度,發揚自主、合作的科學精神。物理實驗是有多維目標的。
物理課程標準中,凡是用“通過實驗”這一措辭陳述的知識內容,都必須通過實驗來實施教學。除此之外,為提高教學效果,教師還應盡可能創造條件做一些課程標準沒有規定的物理實驗。課程標準涉及物理實驗的條目共有30多條,這次修訂,課程標準在附錄中列出了20個實驗項目規定為學生實驗。這一舉措,確保了學生有一定的動手機會和自主探究過程,起到了強化實驗教學的作用。具體實施時,有條件的學校不應受20個項目的束縛,仍然可以把規定之外的一些演示實驗項目開設為學生實驗。例如“用電壓表、電流表測電阻”這個實驗,考慮到它的能力結構與“測量小燈泡的功率”完全重疊,而其知識內容又和“探究電流與電壓、電阻的關系”是一樣的,為了避免重復,20個實驗中沒有把它列入,但仍然提倡有條件的學校把它作為學生實驗來實施,因為實驗能力的培養并不是做一次實驗就可以完成的,能力的形成需要相應行為的積累。
當前有不少學校推行學案導學,對物理實驗來說,學案的設計應該有利于學生積極思考,有利于學生能力的培養,不要把實驗操作步驟按順序一條一條列給學生,讓學生呆板地按“施工單”的工序來施工,不求甚解地在實驗學案的空格中填空。當然,這樣可能比較容易得到預期實驗結果,教師或許能從學生填寫的“施工單”中獲得很好的感覺,但學生的能力得不到培養。
《中國教師》:2011年版課程標準強調物理教學與實際生活的聯系,這也是物理教學一直倡導的。您能給大家談談物理教學聯系實際的意義和價值嗎?教師在教學中如何做到這一點,可否給予一些指導意見?
黃恕伯:2011年版的課程標準進一步強化了物理知識跟生產、生活的聯系,更加關注知識的實踐應用。例如,在電磁感應的條目中,增加了“了解電磁感應在生產、生活中的應用”,在浮力的條目中,增加了“運用物體的浮沉條件說明生產、生活中的一些現象”,類似的補充,還出現在大氣壓、機械效率、焦耳定律等條目中。這些修訂,體現了課程標準對“從生活走向物理,從物理走向社會”理念的重視。
物理教學與生活實踐相聯系,將進一步增強學生的實踐意識,它不僅有利于學生養成良好的思維習慣,對學生的終生發展具有重要的積極意義,同時也對提高學生當前的學業成績具有現實意義。2011年昆明市中考題就考了這樣一道題:相距幾十公里遠的甲、乙兩地間的兩根輸電線上結滿了冰,利用乙地的直流融冰裝置(直流電源)給這兩根導線同時融冰,應怎樣連接?缺乏實踐意識的考生就會犯“紙上談兵”的錯誤,采用并聯電路,稀里糊涂地把直流融冰電源跟幾十公里外的輸電線用導線連起來,導致答案的錯誤。顯然,本題并不難在知識上,而是在一定程度上考查了學生理論聯系實際的思維習慣。增強學生的實踐意識,就能取得該類試題的高分。
要增強學生的實踐意識,就需要精選一些聯系實踐的教學內容充實課堂,例如跟學生生活聯系密切的內容、社會熱點內容、反映現代科技成果的內容等;讓學生估計生活中有關物理量的大??;用生活中隨手可得的常見物品(易拉罐、吸管、礦泉水瓶等)在課堂中做實驗,這樣既可以拉近物理學與生活的距離,讓學生深切地感受到科學的真實性,也有利于增強學生的創新意識。
要增強學生的實踐意識,還要選擇優化的教學方式,對于聯系實際的教學內容,不要單調地采用“老師講、學生聽”這種聽覺灌輸式的低級方式,應該重視圖片、視頻、實物演示等視聽同步教學;有條件的,還應該讓學生通過自己動手獲得實踐體驗;進一步的教學設計,還可以融入富有趣味的學術性游戲;再高一個層次,讓學生經歷創造性地聯系實際解決問題的過程。上面列出的教學方式是一個遞進的優化過程,應該盡量設計優化的教學方式來實現知識和實踐的聯系。
《中國教師》:怎樣才能更好地理解和落實2011年版課程標準的宗旨和目標,是廣大教師要努力與奮斗的,對此,您還有哪些建議與要求寄予廣大教師?
黃恕伯:這次課程標準修訂的一個主要特點,就是在知識上向下作了微調,為減輕學生的課業負擔,適當地在個別地方降低了知識要求,例如把“知道波長、頻率和波速的關系”修改為“知道波長、頻率和波速”,不再對三者的關系提出要求,把“理解機械效率”下調為“知道機械效率”等。但“過程與方法”目標方面卻恰恰相反,是向上進行了微調,適當地提高了科學探究的要求,在公布的20個學生實驗中安排了9個科學探究實驗,而課改前教學大綱規定的17個學生實驗中研究性實驗只有一個半。在“情感·態度·價值觀”目標方面,也是向上微調的,不少知識點補充了與實踐相聯系的內容要求。
課程目標要求在結構上的這種微調,與當前迫切需要糾正初中物理教學某些弊端的現狀是吻合的。不少教師由于過分強調“知識”目標,隨意拔高知識要求,加重對知識與技能刻板訓練的強度,助長了學生的死記硬背,養成了學生的不良學習習慣,挫傷了學生的學習積極性,最終造成學生能力的低下,對學習的厭倦?,F實教學中的這種弊端,就是對“過程與方法”“情感·態度·價值觀”目標沒有引起足夠重視的結果。
在初中物理教學中,知識的缺漏隨時可以補足,補足后不會有“后遺癥”,但興趣的缺乏、意識的淡薄、能力的缺失、態度和習慣的錯誤,不是短時間能改善的,它不僅會對初中學習產生長時期的不利影響,還很可能影響整個高中階段,甚至于一輩子。因此,必須清醒地認識初中物理教學總體目標的大方向,不要被狹窄的“知識與技能”擋住了初中物理課程的全部視野,應該在學習興趣、實踐意識、思維習慣、科學態度、方法能力上使大力氣、下大工夫,因為這些方面將造就學生的終生,是永不過時的。
在上述方面,最重要的就是學習興趣,它應該是當前初中物理教學最需要強調的,是第一目標。有了興趣,學生就會自覺地去獲取知識,就會積極地去經歷掌握方法、發展能力的過程。要激發學生學習物理學的興趣,可以設計有趣的問題讓學生研究;增添聯系實踐的教學內容;創設生動的研究情境和營造活潑的學習氛圍;布置有趣的學習任務等。但是,僅僅激發興趣是不夠的,還要保護、維持學習興趣,為此,需要控制教學難度;讓學生獲得學習成功的愉悅感;要控制作業量;避免學生對作業的畏懼感,沒有必要每節課都刻板地要學生去預習,以免喪失課堂的新鮮感。同時,教學管理部門應該把學生的學習興趣作為評價教師教學業績的重要指標。
(責任編輯:林靜)