中學物理綜合實踐活動的開發與實施

黃 皓 馬宇澄

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

1 問題的提出

華東師范大學鐘啟泉教授認為,將綜合實踐活動納入課程體系,是第八次基礎教育課程改革最大的特點之一,綜合實踐活動是培育學生核心素養的重要途徑.

基于核心素養培育,怎樣深化綜合實踐活動課程并進行“學科實踐”?在南京師范大學劉炳昇教授的倡導下,物理學科與綜合實踐活動密切結合,中學物理綜合實踐活動就此產生.

通過近5年的不斷探索,筆者認識到中學物理綜合實踐活動已不再局限于課外活動范圍,對它的研究開始進入課堂教學研究的主流視線.物理綜合實踐活動基于物理學科,不打破學科原有的安排,把學科知識和跨學科知識連接起來.它從小切口進入,是一種微創式的創新,具有可操作性.它有可能會對核心素養如何落地給出一個有操作性的解答,它也有可能成為撬動傳統物理課堂教學轉型的一個支點.因此有必要對它進行專題研究,以回應實踐中遇到的種種困惑.

2 概念界定

劉炳昇教授認為,中學物理綜合實踐活動既不是單純的學科課外活動,也不是純粹的實驗課程,其實質是一種以“教育性交往”為中介的實踐活動.它是一種全新的課程形態.這樣看來,中學物理綜合實踐活動應屬于活動課程的領域.研究之初,依據對一線教師的問卷和訪談,筆者發現,多數一線教師持相同觀點.其依據有

(1) 學生有自主選擇課題的自由.

(2) 學生有持續自律地探究的自由.

(3) 學生有自主采集與揚棄信息的自由.

(4) 學生可以進行出于自身意愿的評價(自評、互評).

(5) 學生的學習動機來自其內在需要.

從課程實施的手段上來看,確實如此.但從課程目標上來分析,卻又不然.在實踐中,教師普遍希望能達成以下目標.

(1) 培養對物理學科的興趣、意識,提高科學素養.

(2) 增進對物理知識的理解、應用,提高實踐能力.

(3) 大膽假設、仔細求證、嚴謹思考,發展高階思維和創新意識.

這些顯然都屬于物理學科課程的領域.

通過實踐,筆者認為中學物理綜合實踐活動是一種應用綜合實踐的思想組織物理教學,指導學生研究和解決學習問題的教學理論與實踐形態.活動特別關注知識有意義地整體性運用與創造,學生在活動中獲得切身體驗、提高分析、解決問題的能力、發展高階思維,從而提高核心素養.

3 活動的開發與實施

3.1 活動目標

沒有選擇的自由,就沒有創造性.現階段新高考方案和新課標的一個基本假定是學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條件下,這一假定并不成立.

筆者認為,青年學生必須在大量深度參與的選擇和嘗試中得到各種體驗,發展對物理知識的綜合運用和創新能力.在不斷地體驗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,逐漸形成主動發現問題并獨立或合作解決問題的態度和能力,養成自信獨立、合作分享等良好的個性品質.

所以,物理綜合實踐活動的目標應定位在為學生提供盡可能多的選擇和嘗試的機會,執教者應盡最大努力使活動始終浸潤在自由的氛圍中,以讓學生的高階思維從意識的深處浮現并得到深化.

3.2 活動內容

筆者期望結合中學現有教學內容,開發適合學生實施的系列活動.

筆者的做法如下.

(1) 物理綜合實踐活動教學的施教對象是全體學生,但學生自己怎么做,選做哪部分是自由的．這樣做的意義首先在于讓全體學生教育機會平等,并通過真實的環境和實物,促進學生科學思想的養成及科學技術的運用,從而更深刻地理解科學和技術.

(2) 少數既有興趣又有能力的學生,可自主選取教材上的各種內容進行活動,并將活動成果在課上向全班匯報并獲得師生的反饋.

(3) 根據多數學生的實際情況,選取教材上的部分章節改編成集體進行的活動,這些實驗的共同點有:探究任務和目標比較明確,情境創設有適度的障礙性,背景資料、探究方法等比較容易獲得．

實踐證明,執教者如能根據實際情況, 應用綜合實踐的思想組織日常教學,將活動與日常教學融為一體,那么無需占用額外課時,活動的常態實施便得以實現.

3.3 活動實施

3.3.1 從“雙基”到“四基”

“四基”是在基礎知識、基本技能的基礎上加上基本思想和基本活動經驗.在這里,筆者特別指出,所謂“基本思想” 是指學生一旦領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”、“理想實驗”等物理學中常用的具體思想方法.

“四基”的本質就是培養學生的思維能力和思維方法.基于“四基”的活動設計,當然不會只滿足于讓學生掌握基礎知識和基本技能;從活動中提煉、總結出基本思想方法,形成基本活動經驗,養成物理學科直覺才是主要目的.“四基”既重視結果,更重視過程,從這個角度說,“四基”概念為實施活動指明了方向.

3.3.2 大單元設計

核心素養的培育往往是跨課時甚至是跨學段的,很難在某節特定的課時里就立刻實現.所以在物理綜合實踐活動“核心素養—單元設計—學習評價—核心素養”這一環環相扣的活動鏈環中,單元設計處于核心地位.

以高二物理“恒定電流”全章教學為例,一般安排12節常規課.筆者選擇并重構了教學內容.以3課時常規課為鋪墊,講授基礎知識;5課時單元綜合實踐活動(電表的改裝)為核心,錘煉“四基”;4課時自選實驗課,鞏固、應用已取得的成果.鼓勵學生通過深度學習發展高階思維、問題解決能力和創造性,實現學習的“素養化”.

“恒定電流”教學中學生的活動包括:用實驗解讀教材,用實驗比較理論,用實驗探索規律,用實驗評價活動.在這樣的活動中,學生通過實踐—認識—評價—再實踐—再認識——再評價,循環推進,共同地探究課題,展開協同性、活動性學習,從而有力地保障了每一個學生都有所為、有所思、有所得,核心素養的培育也就落到了實處.

3.3.3 聯結資源

物理綜合實踐活動強調綜合性和開放性,在教學實踐中,執教者應主動引領學生,有意識地及時搜集、有效篩選活動中生成的教學資源,并將其聯結成一個有機的整體,不應為了追求名義上的綜合和開放而盲目的進行自主無序的教學.

例如，在活動“用電冰箱研究物態變化現象”中,要求學生用普通溫度計去測量冰箱冷凍室各部分的溫度,進而探究電冰箱內溫度分布的規律.教材設計是基于30年前廣泛使用的壓縮式電冰箱,事實上此類冰箱早已被市場淘汰.現在的冰箱都采用多回路環繞設計的蒸發器,足以保證冷凍室內各部分溫度基本相同.這樣一來,用普通溫度計去測量,電冰箱內溫度分布并無區別,那么規律又從何談起.

又如,在活動“設計、制作一個由簡單機械組成的機械模型”中.學生自主設計使用兩種簡單機械組合成復雜機械模型.執教者將實踐的內容設計成兩個部分: (1) 課前實踐; (2) 課上實踐.課前實踐的目的完成有興趣的操作和思考,課上實踐的重點是完成有意義的交流和總結.這樣的設計理順了活動中的生成資源關系, 明晰了活動中自主探究的操作方向,把活動中的知識碎片聯結成了一個有機的整體,在綜合開放的基礎上完成了自主有序的教學．

3.4 活動評價

評價環節最主要的挑戰在于,如何從實質上轉變課堂中師生角色以促成“真正的學習”.評價最困難之處在于如何給予學生高質量的反饋,而高質量的反饋有賴于師生能夠真正敞開心扉,分享真實想法.這就要求執教者必須創設一個安全、平等的評價環境.

在活動“探究功與速度變化的關系”中,執教者發現第5活動小組對師生共同給出的評價并不接受,仍堅持原設計方案可行.執教者認為成功的經驗和失敗的經歷都有其獨到價值,于是沒有用師生共同體的權威去壓服他們,同意他們繼續實施原方案,結果他們自主實驗的結果證實了師生綜合評價的正確性.這樣一來,第5組不僅對執教者表示信服,還給出了一個對其他各組有進一步探究意義的課題.

很遺憾,真正意義上的互動或反饋在傳統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,學生的角色只是配合教師給出預設的正解,沒有思維的碰撞,沒有問題的萌發.某種程度上,這簡直是師生間的互相“欺騙”.在物理綜合實踐活動中,不存在確定的結論,沒有程序化的步驟,學生無法單向地獲得知識,教師的角色從前臺隱入幕后,學生之間的相互支持在質量、數量和覆蓋面上都會遠遠超過教師所能給予的幫助.在安全、平等的環境中,評價促使學生用真實探究中收集到的證據把握規律、構建理論并感知客觀世界,學生科學探究能力的提高和科學態度與責任的培養就是在這些細節上潛移默化地完成的.

4 對未來的展望

物理學科是科學教育的鼻祖,有著得天獨厚的深刻哲學內涵與科學內涵,是培養學生核心素養的一門重要學科. 中學物理綜合實踐活動的推廣將讓物理學科的教學煥發新的活力.實踐表明,如能從理論和實踐兩個方面不斷探索與完善,那么物理綜合實踐活動預期的教育目的——培育學生的核心素養確有可能達成.它的力量值得關注!

1 張華.核心素養與我國基礎教育課程改革“再出發”[J].華東師范大學學報(教育科學版),2016(01):7-9.

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

3 胡平.物理實驗教學中“教學碎片”的聯結[J].物理教師,2015(8):7-13.

4 黃皓.初中物理綜合實踐活動的探索與實踐[J]. 實驗教學與儀器,2014(7-8):15-17.

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

6 黃皓.綜合實踐活動的教學設計 [J].物理教學,2014(05):49-52.

7 黃皓.中學物理綜合實踐活動的興起、發展與實踐 [J].實驗教學與儀器,2016(02):10-12.

8 黃皓.超越教學習慣,追求教學自由[J].物理教師,2016(12):28-30，35.