重理解重實踐的初中物理課堂教學

游莉莉

摘 要：為適應時代、社會發展的需要，在課程標準理念的指導下，初中物理學教學應遵循學科特點、學生認知規律和教育教學理論以改進優化教學方式，重視運用概念轉變理論，把握重理解重實踐的原則，讓學生在與生活相聯系的真實情景和科學實踐活動中深入理解概念，構建正確的概念，以實現深度教學和物理學科素養的有效落實。

關鍵詞：概念理解；概念轉變理論；科學實踐；物理學科素養

從雙基到三維目標再到核心素養的提出，新時代對人才提出了更高的要求。社會和知識發展日新月異，我們的學生們只有具備了核心素養才能面對并勝任未來面臨的挑戰。核心素養的形成需要各學科素養的支撐。概念的學習是培育素養的根基，沒有學科知識，素養就成了空中樓閣。只有真正理解概念，建立起概念間的聯系，并有能力利用概念解決問題才可能形成物理學素養。與此同時，素養培育的關鍵在另一維度上還取決于學生是如何學習概念，即概念的學習的方式。是被動的，還是主動的；是接受的，還是構建的，其效果截然不同。因此，物理教學課堂應該是重理解、重實踐的課堂，在實踐活動中，動手動腦，達成學科知識、學科技能、學科思維的充分融合。在這樣的課堂中可能有很多策略手段，但是大多數教學都應該具備以下5個要素。

1 前科學概念的善用

學生在學習科學概念前頭腦中并非空白，基于已有的知識和生活經驗，他們或多或少都對將要學習的概念有所了解并有一些自己的看法，但這往往與正確的科學概念存在一些偏差，故被稱為“前科學概念”[ 1 ]。在概念教學的過程當中，教師需要明晰學生的前科學概念，并助其轉化成科學概念，建立對一個概念全面、多維和科學的理解。學生對概念已有的認知是非常重要的教學資源，是教學設計前需要調查掌握的。比如在《來自地球的力》一節中第一次出現重力這一概念。學生學習重力最困難的地方就是重力的方向，學生不理解重力的方向“豎直向下”，原因至少有三個：一是學生不明白“水平”的含義，二是學生在接觸“豎直”之前，已經在幾何中學習過“垂直”，三是許多情況的“豎直”往往也是“垂直”，兩者容易混淆。又比如《壓力的作用效果》一節中，因為平常學生接觸到的都是水平面上的物體對另一物體的壓力，而這個壓力大小的確等于重力大小，方向也一致，學生易混淆。學生很容易混淆壓力和重力。教師應善于發現并總結學生前科學概念的類型，并利用好該資源不斷設計優化物理教學。

2 認知沖突的營造

在教學過程當中，有多種多樣的導入方式，教師們也努力創設各種教學情景試圖激起學生的學習興趣。但是，有一個原則是需要考慮的，那就是這樣的教學情境應該能夠引發學生的認知沖突，即在這個情景中，學生發現其對概念的已有認知與教師提供的事實是矛盾、沖突、不符合的。這樣，他們的思維才能更好地被激活，探究的欲望才能被自然激發。比如，《壓力的作用效果》一節中學生存在“認為壓力大小就是重力大小”的前科學概念，對此，教師可以請一個興趣小組在正式上課前，完成家庭小實驗，并錄下視頻。小實驗內容：站在體重計上乘坐電梯，在電梯上升、下降過程中，拍攝體重計的示數變化。而后在正式上課時應用這段視頻，讓學生發現人的重力沒變，但是對于體重計的壓力大小卻變化了，即壓力大小并不等同于重力大小這個矛盾。這樣學生有這個真實、有趣的情景中，其原有的認知受到沖擊，自然而然就產生了一探究竟的求知欲。

3 科學證據的收集

大多數學生不容易真正轉變其原有的認知，除非原有認知無法解釋現象、解決問題，而正確的科學概念相比之下具有合理性、有效性和科學性，這樣才能有效促進其發生概念轉變。這就需要教師進一步提供探究機會，讓學生獲得更多支持正確概念，反駁前科學概念的有效證據。這種基于證據構建的概念的過程是深度學習的表現，這個概念不是教師強制灌輸給學生，而是學生自主、主動構建形成的。相比于前者，后者的學習是深層次的，是理性的，其學習成果也能夠更為長久的保持，真正內化為學生知識庫中的一部分。同時，這種學習過程養成的重證據、重邏輯的理性思維和學習方式對學生是受益終身的。例如，《壓力的作用效果》一節中為幫助學生進一步探究壓力與重力的區別，可以設計如下實驗：首先，將一個物體置于食品稱上，將食品稱水平放置，學生自行讀出食品稱的讀數，并記錄。而后，用一個氫氣球綁在物體上，但是不要讓物體脫離食品稱，再讀出食品稱的讀數，并記錄。根據這兩次的現象及實驗數據提問，這個實驗是否支持壓力不等于重力這個觀點，為什么？根據情況可以補充下列問題作為引導，食品稱讀數代表什么？為什么第二次的食品稱的讀數比第一次小？物體的重力與什么相關，是否改變？ 這樣，在探究中學生獲取進一步支撐科學概念的證據，其前科學概念得以有效的修正和轉變。

4 有效評價的介入

在探究后學生是否真正實現從前科學概念到正確概念的跨越，還是只是表面上接受了所學概念，而觀念中仍隱藏著原有的錯誤認知，這是需要教師提供平臺讓其的想法和觀點外顯化進行評價的。此外，要想檢測學生是否真正理解概念，需要提供全新的情景對其進行檢測，否則學生很可能是依靠機械記憶來應對。并且，在設計評價時，不僅要問是什么，更要多問怎么做，為什么？同時，學生如果有機會、有能力運用概念解決生活實際問題，那么他的學習將更加有意義、有實用性，其對概念的理解是深入、持久，且與其所處的世界、所進行的生活相關聯。這樣，學生對該學科的學習興趣也必然提升。例如，《汽化與液化》一節中可設計有關生活中汽車除霧原理的評價： 冬天早晨起床，準備開車去上班，剛坐在駕駛座上，發現前擋風玻璃上起霧了，她打開雨刮器刮一刮，發現沒用，一點都沒有掛掉。為什么？霧在擋風玻璃哪一測，為什么？那她可以怎么除霧呢？是吹冷風還是熱風？原因是什么？這樣的評價既可以讓學生口頭進行表述，亦可以通過書面表達二者均能較好反映學生是否真正理解了所學概念。

5 科學實踐的貫穿

科學工作是由不同科研工作者或相應機構一起進行協作，共同推理、驗證和進行理論建設等等實現的。美國2012年發布的《K-12科學教育框架》當中不再使用“作為探究的科學”的表述，而改為“作為實踐的科學”。科學實踐強調的是學生學習的過程是主動參與的過程，在動手的時候更應該動腦。在實踐活動中構建概念或者促進對概念的深入理解；發展遷移應用以解決生活現實問題的能力；提升利用物理學知識積極投身公眾事務的討論或作出科學合宜的個人決策的素養。美國《K-12科學教育框架》強調教學中至少應該包括以下8 種實踐活動： ①提出問題或明確需解決的問題；②建立、完善并應用模型；③設計和實施調查研究；④分析數據并對其進行解讀；⑤使用數學、信息學、計算機技術與計算思維；⑥提出理論或設計方案；⑦參加基于證據的論證；⑧獲取，評估和交流信息[ 2 ]。一堂課中不需要也很難包括所有的活動，需要根據教學目標和所對應的知識載體選擇合宜的實踐活動。其中解讀數據、建構模型以及進行評價等容易被忽略的活動應該得到足夠的重視。另外，在前面的認知沖突的營造、科學證據的收集以及有效評價的介入等幾個要素中都可以通過設計不同的科學實踐活動來實現。

學生的物理學素養不是一蹴而就，需要在一堂堂重理解、重實踐的課堂中不斷生成。教師需要加強理論學習，領會課標思想，轉變教學方式，尤其是學生的學習方式，設計合宜的科學實踐活動讓學生發展、建構、理解、應用概念。為了更好地設計科學實踐活動，教師尤其需要注意物理學知識與生活的聯系，選擇合理的問題情境，能夠利用簡單易得的材料建立模型，設計模擬實驗，便于學生觀察、分析、建構。如此，便能切實實現深度教學，提升學生物理學素養。

參考文獻：

[1]袁維新.概念轉變理論及其對當代科學教育的啟示[J].外國教育研究，2009（11）：11-16.

[2]王磊，黃鳴春，劉恩山.對美國新一代《科學教育標準》的前瞻性分析——基于2011 年美國《科學教育的框架》和1996 年《國家科學教育標準》的對比[J].全球教育展望，2012（6）： 83-87.