物理“二級結論教學”：教法審視、成因溯源與弊病革除

楊振東 顧國鋒

(廣西師范大學物理科學與技術學院，廣西桂林541004)

“二級結論”源于物理學科體系中的核心概念與規律，是在特定物理情境中對物理規律進行推演、論證、歸納從而衍生出的經驗性結論。近30年來，挖掘并歸納出豐富的二級結論成為基礎物理教育領域研究的焦點，成果不斷涌現且熱度不減；同時，不少有經驗的教師會在課堂上花費一定時間從典型習題中歸納出二級結論，作為課堂教學的補充內容，用以提高學生習題作答的效率。然而，也有教師從實踐中反思，指出對二級結論的應用實質上是將處理較高認知水平的“運用”，降低為較低水平的“記憶”，在教學中應當少用、慎用[1-2]。如何認識中學物理諸多二級結論，它們在教學內容中占據何種位置？是否具有歸納、總結的價值？本研究試從學理層面對上述問題作出梳理與回應。

1 “非物理規律”：亟待澄清的認識謬誤

然而仔細斟酌不難發現，上述第一類結論是脫離物理本質的、淺表化的語言符號，其中并不蘊含物理學科的思想方法、情感態度以及價值觀念，因而物理韻味寡淡；而對于第二類結論，盡管反映了某一具體情境下幾個物理量之間相互約束的客觀事實，但其結果往往密切依賴于物理情境，只要情境略加變化即會導致結論“失效”，并不具備如牛頓運動定律、電磁感應定律那樣在一定范圍內的普適性。這說明二級結論與物理規律有著本質的區別。物理規律揭示了物理現象在一定條件下必定發生的客觀趨勢，表征相關物理概念之間必然的、本質的、穩定的聯系，在一定的范圍內這種內在聯系不以外界情境的轉移而變化。例如,力學中諸多定律、原理及定理，深刻揭示了客觀世界的內在本質，只要應用得當，就能很好地解釋形形色色復雜的機械運動。而二級結論僅是在具體物理情境中利用物理規律進行演繹而衍生的產物，適用范圍狹隘，并不能等同于物理規律，來承擔起“揭示客觀事物屬性間的內在聯系”這一重任。某種程度上，物理規律是“源”，而二級結論則是“流”，在教學中理應區別對待。若在教學中過分強調二級結論，反而會“喧賓奪主”，撼動物理規律在學科中的地位。

2 “結論泛化”：必須警惕的教學隱憂

另一個不容回避的問題是，教學中對二級結論無節制的歸納，容易造成“結論泛化”而走入歧途。所謂“結論泛化”，是指教師將紛繁多變的物理試題提前歸納出“成品式”的二級結論供學生記誦，引起非物理規律在課堂中的“熵增”。盡管這一做法能在解題時體現出顯著的便捷性，但缺乏育人層面的考量，其行為是短視的，成效是虛假的。

2.1 抑制學生物理思維品質的發展

首先，“結論泛化”帶來的第一重影響是阻礙了學生物理思維品質的發展。“為思維而教”是當前科學教育領域的共識，人們普遍認同物理教學的最終旨趣并非簡單地對自然規律進行揭示，而是引導學生形成科學思維，促進學生物理思維品質的發展。

相關研究指出，學生物理思維品質的形成路徑滲透在實際物理問題的解決過程中，這一過程由3個密切聯系、相互銜接的環節組成(見圖1)[3]：首先，對于一個真實情境中的物理問題(原始問題)，個體需要通過直覺的認識、分析和判斷，明晰所需解決的問題是什么；其次，利用抽象、理想化或類比的方法，把反映研究對象的本質抽取出來，建立出科學模型；最后，通過演算、推導，定量地解決問題。即，要達到發展物理思維品質的目的，需要有“下基層”“深入實際”解決真實問題的完整過程。反觀“二級結論教學”，則是聚焦于上述環節的第三個過程，對建立好的特定模型凝練出“成品式”的結論，甚至企圖越過演算、推導的必要步驟來直接解決問題，盡管表面上提升了解題效率，實則將鮮活的物理素材、精妙的思維方法“肢解”為瑣碎的結論來記憶與運用。逾越了問題解決的前兩個環節，也就破壞了發展物理思維品質的契機。如果將二級結論視為對實際物理問題最終結果的“描述”，那么學生最終僅記住了“描述”的結果，而非掌握這種“描述”的能力。可見，過于倚重二級結論來處理問題可能會適得其反，抑制學生物理思維品質的形成與發展。

圖1 實際物理問題解決過程

2.2 加重學生的學習負荷

其次，“結論泛化”帶來的第二重影響是加劇了學生的學習負荷。應當明確，基礎物理教學并非要一味追求知識量的“豐滿”。如牛頓所言：“幾何學的輝煌之處在于用很少的公理得到如此多的結果。”同樣，用盡可能少的定律、定理，解釋和預測盡可能多的現象，也是物理學理論所追求的普適性與簡潔性。教學中理應引導學生認識到，物理學知識的習得要領在于“少而精”，能否恰當運用簡潔的物理規律解決繁雜的實際問題，在一定程度上能反映出學到的物理是“活”的還是“死”的。

然而，大量二級結論充斥在教學活動中，嚴重破壞了物理學知識體系的簡潔美，給學生留下了物理學“知識繁雜”“不成體系”“公式難記”的刻板印象，加劇了學生學習物理的畏難情緒。同時，受課時所限，學生疲于對知識“量”的高效率獲取，無暇兼顧物理知識的內化、方法的掌握及思想的體會過程，也難以將所學內容結構化。這無疑會加劇學生在理解知識時的思維負荷。對此，有學者感嘆：“‘楞次定律’教學中，‘增反減同’‘來拒去留’等耳熟能詳的字句作為快速解題使用的二級結論被教師所強調，其強調程度往往超過了定律本身。對于不符合‘增反減同’‘來拒去留’的習題，教師會進一步為‘增反減同’‘來拒去留’總結更加詳細的‘適用條件’和‘補充說明’，以維護其解題要訣的作用。而‘適用條件’和‘補充說明’也就成為更加繁瑣的‘三級結論’‘四級結論’。”[4]這一描述是切實而精辟的。當物理教學完全本末倒置，將傳授知識演變為以應對考試為目標的技巧、乃至口訣訓練時，所謂的“重要結論”“解題妙方”都將變成繁瑣、笨拙的工具，而無益于核心素養的培養、育人目標的達成。這樣的局面極有必要進行反思與超越。

2.3 造成知識理解的局限與片面

誠然，在遇到熟悉的物理情境時以二級結論作為解題依據能夠提高解題速度，但由于經驗的局限性與片面性，通過個別習題中的情境總結出孤立的、離散性的結論，其科學性與普適性不僅無法保障，反而會影響學生對知識本身的深度掌握與把控。

一個明顯的例證是，當問及物理學中的“楞次定律”，絕大部分學生會以“增反減同”“來拒去留”來回復，鮮有人能準確、完整地將楞次定律表達出來，而站在能量轉化與守恒的視角將楞次定律闡述清楚的學生更是寥寥無幾。這表明，盡管學生可以流利背出二級結論并用以熟練解題，但對于結論所揭示的深層物理本質并未給予應有的關注，僅停留在淺表化的記憶狀態，對知識的理解是局限與片面的。這正是將二級結論凌駕于物理規律之上引發的后果之一。誠如一些教師所言，這種強硬灌輸的教學模式下，學生“只知道某種解題套路而沒有真正理解其中的意義”“套用現成結論可以很快得出結果，但他們根本不知道自己算的是什么”。現實中，學生在利用成品化的二級結論解決問題后，往往就意味著作答結束，很難有意識地反思與審視問題，也鮮有人代入至更廣闊的視域中思考，更少有人從中深挖出有價值的物理思想內涵。正因如此，在教學中過度關注二級結論的歸納，將會遮蔽學生對物理規律的本質認識，有買櫝還珠、舍本逐末之嫌。

3 成因溯源：不同層面的緣由討論

若要擺脫桎梏，消弭上述種種弊端，真正實現物理課程的育人價值，首先需要從源頭出發，找到“二級結論教學”的形成原因。有異于其他教學形式，注重經驗性結論歸納的“二級結論教學”并非西學東漸的舶來品，而是我國基礎教育階段特有的教學方式，在國外或我國本科階段的物理教學中對二級結論均鮮有提及。因此，其成因須結合我國本土的基礎教育環境予以挖掘。

3.1 評價制度層面

從外界來看，應試教育“指揮棒”下對升學率片面、直白的追求為“二級結論教學”提供了發展的土壤。高考一直承擔著甄別和篩選人才的作用，這一選拔性質為主的考試深刻影響著學校教育的最終目的。在長期應試思潮的裹挾之下，我國基礎教育目標偏離了“五育并舉”的初衷，一味推崇“極端唯智主義”的價值取向。而其中最重要的原因在于，現行的評價制度實質還是以紙筆測試成績作為衡量學生水平的唯一依據。學生升學、教師業績、學校評價都與學生成績掛鉤，致使分數的高利害性把控了基礎教育的航向。為了達到“高升學率”“好分數”的短期目標，教師與學生要在投入與產出的關系中追求高效性與經濟性，這一考量方式無孔不入地滲透在教學的各個方面。而長期實踐發現，在考試文化昌盛的當下，二級結論與“題海戰術”結合的方式能夠在“提高學生的學業成績”這一短期目標中迅速起到作用，因此，教師會自發摒棄一切緩慢生效的教學方式，將二級結論冠以“物理規律”之名，并堂而皇之地搬上教學舞臺，在“物理知識”的外殼下發揮其功利價值以獲得切實效益。如此一來，“二級結論教學”這一富含功利色彩的教學實踐樣態也就應運而生了。追本溯源不難發現，高考制度下“唯分數”的評價體制是“二級結論教學”現象的根本原因。

3.2 教師層面

教師是二級結論的提倡者與傳授者，教師本身教育觀與知識觀的偏離應視為“二級結論教學”的主要原因。研究表明，當前相當多的理科教師將“教學”狹隘地理解為傳播知識而非建構知識，潛意識里認為學科知識是客觀存在的絕對真理，教師的任務就是把這些真理通過一定的組織形式、教學手段呈現出來供學生理解、記憶[5]。這從另一個角度也反映了當前許多教師仍秉持的是客觀主義知識觀。客觀主義知識觀認為，知識是獨立于人之外、不隨人的意志為轉移的剛性和客觀的存在，教學過程即傳遞客觀知識的過程，而課堂傳播知識量的多寡則是評價教學成功與否的重要標志之一。中學物理課堂中這一觀念尤為嚴重。教師將教材中核心的概念定義、公式原理按教學大綱要求準確無誤地傳遞給學生后，仍要從教輔資料和試題中挖掘出一定量的二級結論作為補充和拓展，以凸顯課堂知識內容的豐滿。更有甚者，部分教師在授課時摒棄教材，直接選用教輔書或配套習題作為材料，因為“這些資料中有比教材更豐富的知識結論”，而這一行為也得到了學生的強烈認同。部分學生衡量教師的教學水平，往往是從課堂傳遞的“知識量”來評判。這說明“知識量”作為衡量教學效果的重要指標已經深入人心。因此，教師教育觀與知識觀的雙重錯位，是產生“二級結論教學”現象的直接原因。

3.3 學生層面

學生是二級結論的使用者，既是直接“受益人”，也是最大受害者。事實上，學生自身尚不足以分辨“什么知識最有價值”，他們對物理知識產生認同的條件在于這部分知識能夠關照現實，高效攻克難題。換言之，能用以高效解決問題的知識對學生來說才是更有價值的知識，而掌握知識、理解規律、發展能力相較于獲取成績這一目標而言是次要的。這也就滋生了學生依賴二級結論的思維惰性。應當指出，這一現象的背后是學生內、外兩種學習動機失衡的體現。學習動機是引發并維持學習活動的傾向，是直接推動人們學習的動力，根據動機來源可分為內在動機與外在動機兩部分。內在學習動機指個體內在需要引起的動機，例如求知欲、學習興趣、提升能力等，是有效學習的必要條件。如果個體缺失了內在學習動機，在沒有外界的壓力和要求時，學習行為將不會發生。而外在學習動機來源于吸引、鼓勵、誘發學習行為的外部環境，如升學的獎勵、父母的贊揚、教師的認可等。學習活動需要靠兩種動機共同驅動，當學生完全以追求分數帶來的外界效益為動機，而忽視內在學習動機，很容易滋生對表層性、符號化的“知識點”的盲目追求，滿足于獲得最終答案而逾越了學科知識轉化為學科認識的過程。正如泰勒所認為的那樣：“學習乃是通過學習者主動與外部環境作用而發生的，學習取決于學習者主動學了些什么，而不是教師教了些什么。”學生學習行為背后若是由升學動機占據絕對主導地位，而求知與提升能力的動機占比過小時，依托二級結論解決問題也就成了一條捷徑。

4 弊病革除：學科育人的現實訴求

“二級結論教學”現象的出現既是“功利應試思潮”濡染和裹挾的產物，也是教育評價模式、教師教學理念、學生學習動機等諸多因素協同作用的結果。因此，要清除“二級結論教學”的積弊，使物理教學步入正軌，需要多方協同作用方能有改善的可能。

4.1 評價體制層面——建立多元綜合評價制度

就評價體制而言，破除“唯分數論”的呼聲由來已久。眾多學者已經認識到，成績無法直接衡量教師的育人水平，也無法準確界定學生的學習成效，反而會導致高考“指揮棒”的角色定位越來越牢固。因此，在教育改革發展的過程中，學界對改良評價體制進行了諸多探索和嘗試，目前業已達成共識：破除評價、選拔制度“唯分數”的歷史窠臼的關鍵在于采用多元綜合評價方式。所謂多元綜合評價，即不單單以統一紙筆測驗的成績作為評價標準，而是要在非結構化情境中，從多種途徑對學生做出一系列評價。這一評價體制如果能順利建立，將是根治“二級結論教學”的一劑對癥之藥。

基礎物理教學中“結論教學”“以練代學”“以考代練”的現象，歸根結底是以模型化試題和“知識內容”為考查核心的一元評價方式造成，要走出困境，亟需建立健全多元綜合評價制度，其中既應包含對學生物理“知識點”的考查，也應囊括對物理知識結構的考查；既應關注對運算能力的考查，也不能忽視對建模能力、探究能力、創新能力的考查；既應關注對知識應用熟練程度的考查，也應注重對知識本質理解程度的考查；既應重視對最終學習水平的考查，也應重視對知識建構與能力發展過程的考查。多元評價的一條重要原則，即關注學生不同階段的成長，學生物理學習中需要發展的諸多能力(如高階思維能力、合作能力、科學探究能力、創造力等)，都需在評價中得到關注。唯有如此，才能真正從源頭上引導師生重視物理課程的育人價值，使物理教學回歸到立德樹人的根本任務上來。應當承認，多元綜合評價制度的實現仍有很長一段路要走，但不可否認的是，它是一種尊重學生個體差異、客觀評價學習能力與成效的有效措施，對未來的教育教學改革具有深遠意義。

4.2 教師層面——匡正知識觀與教育觀

教師的教育觀和知識觀對整個教學活動來說發揮著重要的指導作用。這要求教師在深刻認識到物理教育的最終目標的同時，堅守自己的教育立場，匡正教育觀與知識觀，以趨利避害的教育理性去篩選和過濾掉教學過程中的諸多負面效應。采取“結論教學”以圖學生能高效解題，這一價值取向中所蘊含的“效率至上”的邏輯無疑與物理教學“育人”的功能相背離，應予以匡正甚至摒棄。著名教育哲學家謝密斯指出：“所有教育問題最終都是哲學問題。”哲學處于教育學的上位，對教育教學起到規范和指導作用，因此需要從哲學范疇尋找破題之道。物理教學涉及3個哲學層次的追問[6]：第一，物理是什么(本體論問題)？它決定了物理教師的知識觀。第二，我們為什么教物理(價值論問題)？它決定了物理教師的教育觀。第三，教師應該如何教物理(方法論問題)？它決定了教師教學方式與手段(見圖2)。“二級結論教學”是教學方式與手段失當的體現，反映了教師知識觀與教育觀的偏離，其源頭應在價值論甚至本體論問題中探尋。

圖2 物理教育哲學與教師觀念的聯系

物理教師應秉持何種知識觀與教育觀？首先需要解釋的問題是“物理學是什么”。按照亞里士多德范疇學的視角，物理學是利用觀察和測量的方法來研究物質性質的學科[7]。物質的性質是人為抽象出來的，物質有諸多性質(如力學中的運動、熱學中的熱、電磁學中的電性與磁性)。物理學旨在尋找到物質諸多性質之間穩定的、必然的聯系，這就需要將性質加以量化。物理量正是被人們發明(be invented)的用以描述并量化物質性質的工具。人們利用所創造的工具實現對物質不同性質的度量，各物理量之間呈現的穩定關系，其形式即物理規律。可見，物理規律是對物質不同的性質加以度量并建立聯系的基礎上被發現的(be discovered)。整個過程中，個體的感官負責與外在的客觀世界“對話”，而大腦負責調動思維來認識與描述規律。這說明，物理學科知識絕不是真正意義上“剛性、客觀的存在”。無論是基本概念還是規律，其建立與發現的過程均少不了個體思維活動參與。因此，倘若秉持僵化、陳舊的客觀主義知識觀，以灌輸、訓練的方式傳授二級結論，學生學習的過程將變為對知識的機械記憶、被動服從，無法獲得對客觀世界的理解和認識。教師如果能深刻理解這一點，則謂之“知識觀匡正”。與之相應，“為什么要教物理”的合理回答，則應是希望學生在學習中體會到運用科學思維和方法建構物理概念、探尋物理規律、解決物理問題的思維過程，培養和陶冶科學精神與情操，進而提升科學素養。同時，教師應堅定不移地認識到，物理知識的價值在于引導學生應用物理學的視角去認識世界，而非對數字、字母等外在符號的占有，此之謂“教育觀匡正”。只有完成知識觀與教育觀的匡正，“二級結論教學”的現象才有希望從根源上瓦解。

4.3 學生層面——以本原性物理問題為引領

實踐證明，在學習需要的基礎上從實踐過程中形成和發展起來的內在學習動機更容易產生有效學習。教育心理學一般認為，認知內驅力是內在動機重要組分。認知內驅力指以獲得知識與技能為需求的學習驅動力，如理解某一物理概念或物理規律的需求、解決某一具體物理問題的需求等。這種動機以對物理知識的求知欲為基礎，由具體問題情境所激發。因此，若要克服學生對二級結論的依賴，應立足于認知內驅動力的激發。要做到這一點，需要著眼于本原性物理問題的引導。

以解釋學的視角看，二級結論的實質是對特定情形下物理問題的陳述性解答。伽達默爾說：“問題優于陳述，陳述本質上就是對問題的回答。對陳述的理解也必然是從對陳述回答的問題的理解獲得其唯一的尺度。”[8]教學中與其將每一個結論都當作物理知識，不如將其視為是對某個物理問題的反饋和回答，要真正理解這個陳述，最好的方法是將其還原至結論所對應的本原性問題。如果把二級結論的得出視為解決某一物理問題的原過程，那么教學中則不妨將這一“原汁原味”的物理問題再現并引領教學。當知識不再是“教條式”的陳述，而以問題的形式呈現，將能夠有效提高學生的認知內驅動力。同時，教師引導學生通過親歷知識建構與問題解決過程，讓學生做到“既知其然又知其所以然”，明晰各個結論的誕生緣起與適用條件，惟其如此，方能經歷解決實際物理問題的思維過程，進而促進物理思維品質的提升。這要求教師淡化“二級結論教學”的意識，將教學重心從講授事實轉變為設立問題，將物理概念或物理規律建構過程分解為層層遞進、邏輯相關的本原性問題，再將解決問題運用的思維方法加以“顯化”處理，經過一定的練習轉化為程序性知識，并逐步內化為學生的認知策略。這樣，學生會在心理上形成運用科學思維與物理規律解決問題的傾向，即便面臨陌生問題情境時也能進行分析、推理與論證，而無需依賴二級結論作答，這才是物理教學應實現的真正效果。