核心素養(yǎng)背景下中學(xué)物理前沿知識教學(xué)的挑戰(zhàn)與對策

張語婷 李貴安

摘? 要 創(chuàng)新教育依托于創(chuàng)新型課堂，創(chuàng)新型課堂呼喚創(chuàng)新型教師。在新一輪基礎(chǔ)教育課程改革背景下，中學(xué)物理前沿知識的教學(xué)面臨重重困難。由于教師在教學(xué)過程中受到多方限制和挑戰(zhàn)，使學(xué)生對中學(xué)物理前沿知識的渴求未能得到應(yīng)有響應(yīng)。分析教師在物理前沿知識教學(xué)中的困境及原因，提出解決相關(guān)問題的建議與對策。

關(guān)鍵詞 中學(xué)物理;前沿知識;創(chuàng)新課堂;物理核心素養(yǎng);物理教材;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G633.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）10-0095-03

Abstract Innovation education relies on innovative classrooms， whichcall for innovative teachers. Under the new round of basic education curriculum reform， the teaching of frontier knowledge of physics in middle schools is facing many difficulties. Because teachers are res-tricted and challenged by many parties in the teaching process， stu-dents thirst for the frontier knowledge of middle school physics has not received the response they deserved. This paper analyzes the pre-dicaments and reasons of teachers in the teaching of advanced phy-sics knowledge， and puts forward suggestions and countermeasures to solve related problems.

Key words physics in middle schools; frontier knowledge; innova-tive classrooms; physics core literacy; physics textbook; flipped classroom

1 研究的背景

2019年，教育部發(fā)布《關(guān)于深化義務(wù)教育教學(xué)改革 全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見》（以下簡稱《意見》），倡導(dǎo)探索基于學(xué)科的課程綜合化教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)科間以及學(xué)科與技術(shù)、生活的聯(lián)系。《意見》和新課標(biāo)都提到學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與生活、科技相結(jié)合。而針對義務(wù)教育，早在2011年發(fā)布的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中就提到，應(yīng)注重物理學(xué)科與學(xué)生生活、當(dāng)代社會和科技變化的關(guān)聯(lián)。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下稱新課標(biāo)）要求在培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)時，既滿足高校對人才選拔和未來培養(yǎng)的基本素質(zhì)要求，又有利于引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)加強(qiáng)對物理基本理論的教育教學(xué)，充分反映馬克思主義中國化最新成果以及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、科技進(jìn)步新成就。

從全球來看，當(dāng)前新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命正在孕育興起，重大科技創(chuàng)新正在引領(lǐng)社會生產(chǎn)新變革[1]。如2019年，我國嫦娥四號首次登陸月背，時速達(dá)到600公里的超導(dǎo)磁懸浮樣車下線，捷龍一號首飛成功，平潭海峽公鐵兩用大橋貫通，等等，都離不開創(chuàng)新型人才及其堅實的物理知識基礎(chǔ)。歸根結(jié)底，都要求基礎(chǔ)科學(xué)及其教育的良好發(fā)展。

我國對于教師如何將物理前沿科技知識融入初中課堂的相關(guān)研究還未成熟。本文調(diào)查了師生對物理前沿知識學(xué)習(xí)的情況，并據(jù)此為教師提供優(yōu)化中學(xué)物理課堂前沿知識教學(xué)的建議與對策，以期幫助學(xué)生建立更為合理、健全的思維體系。

2 中學(xué)物理前沿知識及學(xué)習(xí)要求

物理前沿知識的重要地位? 今日之新成果，或許到明日就會成為舊技術(shù)[2]。自18世紀(jì)60年代在英國發(fā)起第一次工業(yè)革命以來，世界已走過200多年，而誕生于21世紀(jì)的第四次工業(yè)革命，將物理、生物和數(shù)字技術(shù)相融合，以改變世界。

物理學(xué)是自然科學(xué)最堅實的基礎(chǔ)之一。近十年間，諾貝爾物理學(xué)獎的獲獎項目包括光學(xué)領(lǐng)域的光學(xué)通信、激光技術(shù)，材料領(lǐng)域的半導(dǎo)體、石墨烯材料，宇宙學(xué)領(lǐng)域的宇宙膨脹、引力波，以及量子、原子分子物理領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)，等等。這些發(fā)現(xiàn)、發(fā)明不局限于物理學(xué)領(lǐng)域本身，還能和其他學(xué)科如生物、通信、材料等領(lǐng)域有所交叉、滲透。由于物理前沿知識具有復(fù)雜性和時代性，因此，國內(nèi)外均對包括物理在內(nèi)的前沿知識學(xué)習(xí)提出要求。

美國對中小學(xué)科學(xué)前沿知識學(xué)習(xí)的要求? 2011年，美國《K-12科學(xué)教育框架》（以下簡稱《框架》）[3]頒布，物理學(xué)科的學(xué)習(xí)主要發(fā)生以下幾個方面的變化。

1）注重物理基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)以及跨學(xué)科知識的學(xué)習(xí)。隨著科技發(fā)展，學(xué)生的知識體系應(yīng)當(dāng)在橫向和縱向均有發(fā)展，物理學(xué)知識體系中的基礎(chǔ)內(nèi)容增加，出現(xiàn)許多跨學(xué)科的新領(lǐng)域。

2）對學(xué)生具體思維能力有更細(xì)致的要求。《框架》提出具體的物理學(xué)科的學(xué)習(xí)、思維、實踐能力，學(xué)生物理學(xué)科學(xué)習(xí)的針對性增強(qiáng)。

3）將認(rèn)識技術(shù)和科學(xué)的影響歸納到物理學(xué)科核心知識學(xué)習(xí)范圍中。物理學(xué)科的學(xué)習(xí)不再局限于基礎(chǔ)知識，還需要和當(dāng)代發(fā)展相結(jié)合。

我國在物理前沿知識學(xué)習(xí)方面的要求? 在我國，物理教材在物理學(xué)習(xí)過程中扮演著重要角色，新修訂的物理教材中包含大量物理前沿知識。以人教版初中物理教材為例，其中的物理前沿知識可分為七類，具體如表1所示。雖然所占篇幅不多，但物理前沿知識在中考中的考查逐漸增多。

近年來，隨著我國基礎(chǔ)教育改革的深入，不同省市中考方案各不相同。以北京為例，2015年起，為全面評價學(xué)生物理核心素養(yǎng)，北京物理中考新題型大量引入前沿物理知識，如探海神器“蛟龍”號、福建橋梁狀元洛陽橋、郭守敬望遠(yuǎn)鏡等。

雖然如今的中學(xué)物理教材與測試包含很多與生活、社會、科技相關(guān)聯(lián)的物理前沿知識，但是學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并不顯著[4]。

3 中學(xué)物理前沿知識教學(xué)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

中學(xué)物理前沿知識教學(xué)現(xiàn)狀? 為了解學(xué)生對中學(xué)物理前沿知識的學(xué)習(xí)情況與教師的教學(xué)情況，筆者針對北京某普通中學(xué)初二學(xué)生及任課教師進(jìn)行問卷調(diào)查。結(jié)果顯示，學(xué)生雖有學(xué)習(xí)物理前沿知識的興趣和需求，但教學(xué)仍然未能填充自己在前沿知識上的漏洞。學(xué)生了解物理前沿知識的方式主要通過物理課本和互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)校的物理課堂未能實現(xiàn)學(xué)生的期望與需求。教師同樣認(rèn)為，自己掌握物理前沿知識對教學(xué)有幫助，但觀念也未能及時轉(zhuǎn)變。一般情況下，前沿知識涉及面廣、靈活性大，市面上缺少定時整理前沿知識的權(quán)威刊物，所以教授物理前沿知識的方式主要還是傳統(tǒng)課堂。

中學(xué)物理前沿知識教學(xué)的挑戰(zhàn)? 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生不能高效學(xué)習(xí)物理前沿知識，使教師面臨新的挑戰(zhàn)。

1）學(xué)生厭煩學(xué)習(xí)物理前沿知識。傳統(tǒng)的授課方式令學(xué)生對有難度的物理前沿知識望而卻步，久而久之，導(dǎo)致學(xué)生距離前沿科技越來越遠(yuǎn)。

2）教師畏懼教授物理前沿知識。由于物理前沿知識的特殊性，教師也會擔(dān)心在課堂上教授物理前沿知識出錯而失去自身的權(quán)威性。教師的觀念還沒有完全從升學(xué)率轉(zhuǎn)移到核心素養(yǎng)的培養(yǎng)上，并且面對不斷更新、有難度的前沿知識教學(xué)有些捉襟見肘。

3）教師和學(xué)生的減負(fù)工作任重而道遠(yuǎn)。教師煩瑣的工作和學(xué)生大量的習(xí)題，令雙方都不能將目光集中在前沿知識的教與學(xué)上。況且中學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容多，課時量少，要在短時間內(nèi)完成大量的學(xué)習(xí)任務(wù)，使得物理前沿知識的學(xué)習(xí)不得不讓步。

4）學(xué)生學(xué)習(xí)物理前沿知識的方式過于單調(diào)。現(xiàn)代科技手段沒有被充分地利用到教學(xué)中，校園、家中、社會都能為物理前沿知識的教學(xué)提供資源，但是未能被合理地利用。學(xué)生學(xué)習(xí)物理前沿知識的方式和途徑基本只有課堂教學(xué)、課本及電視、網(wǎng)絡(luò)等，降低了學(xué)生對物理前沿知識的直觀感受。

4 中學(xué)物理前沿知識教學(xué)的建議與對策

我國中學(xué)物理課程改革自2001年進(jìn)入新紀(jì)元，經(jīng)過十余年的不斷探索和優(yōu)化，課程改革取得明顯成果[5]。當(dāng)前，在核心素養(yǎng)背景下，物理前沿知識的迅速更新對創(chuàng)新教育提出新要求，實施創(chuàng)新教育需要創(chuàng)新型教師，培養(yǎng)創(chuàng)新型教師依靠創(chuàng)新物理課堂。針對前沿知識的特點，結(jié)合上述師生教學(xué)實際情況，本研究為教師的創(chuàng)新課堂提出如下建議與策略。

課堂教學(xué)回歸學(xué)生本位? 傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式以教師講述、學(xué)生聆聽為主。由于物理前沿知識一般都有難度，因而傳統(tǒng)上的填鴨式教學(xué)不能讓學(xué)生主動、高效地接受前沿知識，而翻轉(zhuǎn)課堂能夠吸引學(xué)生回到課堂。教師通過課前導(dǎo)學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生對當(dāng)代前沿物理知識或科學(xué)技術(shù)有一定了解并產(chǎn)生興趣，尋找知識盲點，隨后帶著問題進(jìn)入課堂;課中讓學(xué)生更直觀地理解教師意圖，結(jié)合課前預(yù)習(xí)進(jìn)行答疑，組織學(xué)生組內(nèi)、組間討論，理解本節(jié)課內(nèi)容;課后及時鞏固、拓展，教師提供資料，讓學(xué)生根據(jù)自身情況了解物理前沿知識的應(yīng)用，做到因材施教。

科學(xué)合理減負(fù)? 教師和學(xué)生在教學(xué)和學(xué)習(xí)上都有不同的壓力和負(fù)擔(dān)，但是近年來為教師和學(xué)生減負(fù)的呼聲越來越高。2019年，教育部部長陳寶生帶頭的“中小學(xué)教師減負(fù)工作”開展調(diào)研，各省相應(yīng)開展學(xué)生減負(fù)工作。

對于教師，許多繁雜工作如大量填寫表格的工作既耗費(fèi)時間，又缺少實際意義，應(yīng)當(dāng)采用更加智能化的方法。解放教師，讓教師將時間真正地用在教案的開發(fā)和更新上，制定相應(yīng)的規(guī)章制度進(jìn)行減負(fù)。

對于學(xué)生，學(xué)校和教師需要將目光從偏、難、繁、怪的題目上移開，著眼于核心的知識要點、思維邏輯、前沿應(yīng)用，不重復(fù)進(jìn)行簡單的、機(jī)械的刷題。對于前沿知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在教師的組織下進(jìn)行小組合作，定期將整理的前沿知識在組內(nèi)、組間分享，提高學(xué)習(xí)效率。

提高教師知識儲備? 前沿知識時代性強(qiáng)、變化性大，不同于結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)較為固定的基礎(chǔ)知識。物理課本中前沿知識分布比較零散，更新周期長，對新技術(shù)、新發(fā)現(xiàn)的補(bǔ)充滯后。這就要求教師具有一定的整合能力和對前沿知識的靈敏嗅覺，不斷了解物理前沿發(fā)展動態(tài)。此外，以賽促教也能夠促進(jìn)教師職業(yè)技能的發(fā)展[6]。

社會資源的充分利用? 學(xué)習(xí)不僅發(fā)生在校園內(nèi)[6]，教師可以組織學(xué)生在校外環(huán)境如科技館等陳列物理前沿技術(shù)的場館，引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)的物理基礎(chǔ)知識進(jìn)行更加廣泛、深入的理解，鍛煉思維邏輯能力，對校內(nèi)的教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充。若條件允許，學(xué)校可以組織相關(guān)從業(yè)者在校內(nèi)舉辦物理前沿講座等活動。

5 結(jié)語

國家的發(fā)展需要前沿科技的支撐，前沿科技發(fā)展最終歸結(jié)于教育創(chuàng)新的程度，教育創(chuàng)新要依靠課堂創(chuàng)新，創(chuàng)新型課堂呼喚創(chuàng)新型教師。在培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的大環(huán)境下，如何加強(qiáng)學(xué)生對物理前沿知識的掌握？教師面臨教學(xué)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。本研究對教師開展物理前沿知識教學(xué)給出一些建議，以期幫助教師積極創(chuàng)新課堂，從而提高物理前沿知識教學(xué)質(zhì)量，落實學(xué)生物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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