例談高中物理生態課堂構建

劉明

教育生態學的視域下的課堂教學具備了課堂生態主體（教師和學生）、課堂生態環境（物質和精神環境）兩大生態因子，通過課堂生態活動（教學活動）實現主體與環境進行物質、能量和信息的交流，形成了一個人工的課堂生態系統.建構高中物理生態課堂就是從教育生態學角度出發，結合高中物理學科特點，分析現有課堂生態存在的問題，優化課堂生態環境，實現生態主體之間、生態主體與生態環境之間的多維互動，建立一種自主的、開放的、和諧的[HJ1.31mm]、高效的物理課堂生態.筆者以魯科版高中物理必修一第六章第三節“牛頓第三定律”為例，就高中物理生態課堂建構進行探討，以期待有助于教學實踐.

1 高中物理課堂非生態現象

隨著新課程改革的深入，高中物理課堂生態越來越受到重視，在高中物理課堂中開始更多地關注情境創設、學生體驗、合作探究，注重師生之間的平等對話，關注物理與生活相聯系等.這些轉變給高中物理課堂教學注入了新的生機，但在現實的高中物理課堂教學中，仍有一些非生態現象值得我們關注：

1.1 忽視物理概念、規律的建立過程

將學生對概念、規律的理解建立在習題的訓練上，將課堂教學的重心放在應用知識解題的訓練上.關注點仍然是學生知識的掌握而不是知識形成過程，造成課堂教學容量過大，增加了學生的負擔.

1.2 教學過程重形式、輕本質，新課程的理念未能真正地融入到課堂教學中

比如，課堂上讓學生進行合作探究，卻沒有搞清楚問題是否值得探究，也不明確合作的分工與協作的內容，甚至不明白該問題探究的重點環節是什么都按部就班地按照探究基本步驟進行，合作探究的形式重于本質.

1.3 學生主體地位依然缺失

在課堂上，教師依然是知識的高度權威，對話停留在教師設計的問題鏈中，基本是你問我答狀態，所有學生無論是否理解了前面的問題，都得跟著老師亦步亦趨，被動地接受課堂教學結論.缺乏學生相互之間的交流與對話，缺少學生主體間的思維互動，削弱了學生的問題意識，知識的自主構建難以體現.

1.4 物理實驗不是被強化、而是被弱化

物理學是以觀察和實驗為基礎的學科，物理實驗在物理教學中的地位毋庸置疑，新課程強調物理實驗要以全面培養學生科學素養為目標，更加凸顯了物理實驗在物理教學中的重要地位.而現實的高中物理課堂中，“演示實驗常常不做，分組實驗一略而過”的現象非常普遍，很多老師缺乏實驗素養，經常在黑板上“講實驗”，或者借助“視頻實驗”或“課件實驗”取代本應實際操作的實驗，嚴重弱化了實驗的教育功能.

2 構建高中物理生態課堂的策略

2.1 豐富教學資源，改善課堂生態環境

課堂生態環境包含物質環境和精神環境，它們是構建物理生態課堂的基礎.

物質環境是指進行課堂教學活動所必須具備的一切物質準備，包含教室及其附屬設備、相關教學資源等.首先，教室桌椅要根據教學需要擺放.依據講授式、討論式、合作探究式等不同的教學組織形式，教室桌椅擺放可以是秧田式、環形或小組塊狀組合等不同的方式.基于案例中“自主學習、合作學習”的組織方式，教室桌椅采用了小組塊狀的方式，如圖1所示.小組合作式的桌椅擺放，給學生一個合作學習的心理暗示，有利于建立學生合作學習的心理預期.其次，要充分利用實物、幻燈片、視頻及多媒體課件等教學資源，優化教學內容的表現手法，以助于消除學生學習過程中的疲憊感，保持學習的新鮮感.如案例中教學資源準備相當豐富，有：①學生實驗用：彈簧測力計（每組3個，分度值不同的一個，分度值相同的兩個）②教師演示用：DIS數字系統一套、力傳感器兩個、小磁針兩個、氣墊導軌、微型風扇、遙控電動玩具車③視頻：水上飛人、氣墊船、火器發射、汽車陷泥地等④反映相互作用的圖片若干、無后座力炮圖片及介紹網址⑤學生用課前導學案一份、課本文本⑥基于多媒體平臺的教室等.

精神環境是激發師生內在動力，積極主動參與教學活動的重要生態因子.健康的精神環境具體表現為自由、民主、平等的課堂氛圍，在這樣的課堂中師生、生生之間能相互尊重、平等交流，感受學習的愉悅感和安全感，從而產生主動學習的欲望.巧妙的利用資源，搭建適合師生多維互動、平等交流的平臺，是建設健康的精神環境的前提.簡而言之，課堂生態環境優化有賴于豐富的教學資源準備.

2.2 創設貼近生活的教學情境，增強親身體驗

生態課堂強調學生主體通過親歷學習活動，形成新知識的自主建構.從日常生活經驗入手，創設貼近生活的教學情境，將生活資源轉化為教學資源，強化學生的生活體驗，引導學生在體驗中學習，在體驗中探究.既尊重學生心理認知規律，又有利于激發學生的學習興趣，提高學生學習的主動性.

案例1 引入課題的視頻（水上飛人）如圖2，該視頻不僅貼近學生生活經驗，又符合學生的已有的認知水平，視覺震撼力強，容易激發學生的學習興趣.

案例2 兩個同學穿輪滑鞋表演面對面雙手互推和面對背一個同學推另一個同學.通過情境體驗，認識到一對相互作用力無論是主動或被動，都是同時存在的.

2.3 挖掘教材內涵，突出學科教育功能

新課程改革后的教材似乎變得相對“簡單”，這就意味著需要老師讀懂、讀透教材，教師應該是用教材來教，而不是教教材.教材中的有些章節，知識內容比較簡單，教師在處理這樣的教材時，不能只停留在教材表面所呈現的內容上，而是要深挖教材背后所蘊涵的學科思想，把握好學科的教育功能.“牛頓第三定律”知識內容非常簡單，其學科教育功能容易被忽視，筆者認為，本節課可以挖掘并突出學科教育特色的內容有以下兩點：

（1）突出本節內容與生活、社會的聯系，體現“物理來源生活、物理走向社會”的新課程理念.

筆者在“牛頓第三定律”的教學設計中充分挖掘一對相互作用力在生產和科技上的應用事例，并利用生活物品設計小實驗，關注生態課堂的開放性.

案例3 汽車在路面行駛，前進的動力是什么力？學生普遍認為這個力是發動機施加的.此時利用遙控電動玩具車在講臺上演示：

·開啟遙控開關，在桌面上的遙控車正常行駛

·用一根木棒將遙控車驅動輪架起離地，開啟遙控開關，發動機運轉，汽車不前進

·將遙控車放在如圖3的木板上，開啟遙控開關，汽車前進，木板后退

案例4 播放氣墊船視頻（如圖4），氣墊船前進的動力來源是什么？結合圖4中微型風扇在氣墊導軌上的運動演示實驗，明確動力來源風扇.進一步拓展性提出問題，氣墊船的阻力小的原理是什么？與作用力和反作用力的內容有何聯系，請上網查詢相關資料.

案例5 播放火箭筒發射炮彈視頻，感受反作用力的危害，指出在大炮發射時后坐力危害極大，提出拓展性問題：無后坐力炮是不是沒有反作用力呢？那它的原理是什么呢？請上網查閱相關資料.

（2）強化課堂實驗教學，關注動態生成，凸顯物理實驗教育功能.

課堂中設計了多個演示實驗，除了圖3、圖4兩個演示實驗外，還有氣墊導軌上磁鐵間的相互作用、磁鐵與鐵芯間的相互作用實驗，還有利用兩個小磁針（實物投影）演示作用力和反作用力在同一直線上的實驗，這些演示實驗在激發興趣、展示現象、啟發思維、揭示規律等方面起到了重要的作用.除此之外，將探究一對相互作用力的大小關系的演示實驗拓展為學生分組實驗.

探究一對相互作用力大小關系的實驗看似簡單，實際上學生在實驗方案的設計和實驗過程中會出現很多難以預料的問題，如儀器沒有選擇相同的兩把彈簧測力計、測力計沒有調零、實驗中測力計斜對拉和豎直方向對拉、力的讀數沒有估讀等.這些動態生成資源是學生差異性的反映，在課堂中關注并利用這些資源進行合理引導，通過師生、生生間的多維互動，實現師生共同發展.這一過程對學習良好實驗習慣的養成、實驗能力的提高和實驗素養的提升有相當重要的作用.通過實驗中發現的問題，分析分組實驗方案的局限性，進一步提出解決問題的新方法——引入力傳感器實驗和DIS數字化信息系統.利用計算機進行數據采集、數據分析，得出結論（如圖6），使學生認識到現代科技在物理研究中的重要作用，體現課堂生態的開放性和關聯性.

2.4 運用多樣化教學，突出學生主體地位

課堂生態主體是教師和學生，教師主體在課堂教學中僅是教學活動的組織者，學習活動的引導者和參與者，學生應該成為學習的主人.生態課堂要以學生發展為本，要關注全體學生、注重學生的全面發展和個性發展.這就要求教師依據教學內容設計多樣化教學活動，采用多樣化的教學組織形式和教學方法，以滿足不同層次學生的學習需要，使每個學生的潛能都能得到開發，使每個學生都有最大的收獲.

案例教學過程主要運用了兩種教學組織形式.首先，在學習一對相互作用力的特點時，采用了“學案導學→小組合作→交流展示→歸納結論”的教學組織形式.學案中的問題設置有：①身邊存在相互作用力的例子有哪些，請畫出它們的示意圖？②是否存在單獨的作用力而沒有反作用力？③是先有作用力，后有反作用力嗎？④作用力與反作用力的作用點是否相同？⑤相互接觸的物體才有相互作用嗎？通過問題引領學生自主學習、小組交流討論解決疑惑、最后小組交流匯報歸納出結論.其次，在學生探究實驗中，采用“自主設計→方案交流→合作探究”的教學組織形式.這兩種教學組織形式的實質是“自主-合作”，它體現學生自主學習和小組合作學習的有機統一，在此基礎上再靈活地采用談話法、討論法、演示法等多種教學方法結合，全方位調動課堂生態主體之間的多維互動，突出了學生的主體地位.

總之，構建高中物理生態課堂，就是結合物理學科特點，設計鮮活的教學活動，激活課堂生命，使學生成為課堂教學的主體，實現師生在教學中自然、和諧的發展.