循證教學視域下的高中物理教學策略探討

摘 要： “循證教學”是基于物理學科核心素養提出的一種以“證據”和科學研究為基礎的教學策略，文章回顧了循證教學的內涵和實施方法，討論了循證教學在高中物理教學中的應用，并提出了一些基于實證教學的教學案例，在由課堂教學到教學反思的教學流程中，建立證據鏈，達成高中物理教學從現象到本質的理性思考。循證教學的研究旨在提高學生的學習興趣和參與度，提高教學效果，同時還能幫助教師更好地了解學生的學習需求和學習狀況，從而更好地滿足他們的需求，文章提出了一些具體的循證教學策略，探討了循證教學在高中物理教學中的應用和優勢，為未來的教學實踐和研究提供了有益的參考和啟示。

關鍵詞：循證教學;真實證據;有效性;建構式教學

1 循證教學的研究背景

目前，高中物理的學習仍然是整個高中階段學生的難點，在教學過程中，教師往往憑借已有經驗進行教學，對學生的學情了解，以及學生的動態發展往往關注不夠，甚至于在沒有概念教學的地方進行概念教學，在沒有規律的地方進行規律教學，從而使學生停留在知識的表面，背記結論，無法達成對知識生成過程的深度理解。而循證教學理念的提出，為這一問題提供了有效的幫助，循證教學是一種基于證據的教學方法，有研究者認為循證教學是“教育者在充分考慮教育者文化及價值觀的基礎上，遵循研究者創建的最佳證據或教育指南”[ 1 ]，可見它融合了教師的經驗、教學智慧和教學證據。循證教學也是使教學經驗與教學理念高度融合的教學方式，高中物理的概念教學，規律教學，實驗教學都需要培育學生實證精神，“實證研究是以理性為基礎的包括懷疑、獨立、公益、變革等為內涵的精神體現和思想要求”[ 2 ]。循證教學主張在科學證據的基礎上進行教學工作，材料收集和實驗教學在高中物理教學循證中顯得尤為重要，基于學科核心素養的教學對知識獲取的過程需要有更加清晰準確的路徑，循證教學強調將教育研究的實證成果應用到實際教學中，在反思中完成教學相長，提高教學的實效性。

2 高中物理踐行循證教學，落實學科核心素養理念

2.1 巧用導學案，促使學生提前預習，發現問題

使用導學案，了解學生“會什么，不會什么”的問題，而不再是憑借以往的主觀經驗，循證教學與物理教學的科學，嚴謹，邏輯要素不謀而合。前置教學是循證教學的關鍵，對教學內容解構后，將教學目標轉化為學習目標，讓學生有目標性地進行預習。并記錄學生的學習過程，使學生的思考過程清晰化展現。高中物理的學習注重理解，而學習方式的轉變讓有些學生覺著高中物理學習難度較大，如果可以在原理的論證階段所需要的材料與過程在導學案上展示出來，則對學生的推理能力培養會起到較好的作用。如“動能定理”一節，要從力與運動的關系出發，結合功和動能的定義，以及建立模型進行推理，課前需要檢測學生對牛頓第二定律，勻加速運動公式，功的計算式與動能的變化量等計算式的掌握情況，從而使原理的理論推導過程不再停留在只是觀察教師的推導，發揮學生的主觀能動性。

建構學習理論認為，學生的學習要建立在原有的學習經驗基礎之上，在學習自由落體之前，教師可以提前布置課前預習，學生對“輕重不同的物體，到底誰下落的快？”產生疑問，學生可以進行動手實驗，設計幾個小實驗，親自觀察一下實驗現象。讓一個木塊和一張卡片、一個木塊和一張紙團從同一高度由靜止釋放，比較其下落的快慢，在看似矛盾的實驗結果中，思考問題的所在。

2.2 設置問題鏈，激活課堂活力，引導學生進行生成式學習

問題鏈是引導學生進行深度學習的腳手架，一個好問題的建立已經使教學成功了一半，通過物理問題引起學生的學習和探索欲，在循循善誘的問題中，借助論證能力達成物理規律的學習。如在研究帶電粒子在磁場中的運動時，要論證垂直射入勻強磁場中的帶電粒子，在洛倫茲力的作用下，徑跡會是圓弧時，可以設置提問（1）勻強磁場方向垂直紙面向里，一帶正電的粒子以速度v垂直于磁場方向運動，粒子所受洛倫茲力的方向如何？提問（2）粒子會在哪個平面內運動？為什么？提問（3）洛倫茲力會不會使電荷速度大小發生改變？為什么？提問（4）洛倫茲力大小會不會改變？為什么？在這樣的力的作用下電荷會做什么樣的運動？通過問題的形式將論證過程進行分解，培養學生結合已知知識對問題進行分析推理的能力。又比如在探究光電效應的課堂實驗中，在完成紫外燈照射鋅板使驗電器金屬箔片張開的演示實驗后，回顧陰極射線管產生電子的原因，提出問題思考（1）為什么需要光？思考（2）需要什么樣的光？利用強光照臺燈進行對比實驗，產生思維沖突，引出極限頻率的概念。思考（3）作為研究者，你最想知道光電效應的哪些規律？學生回答想知道單位時間逸出的電子的數量。接著思考（4）肉眼無法觀測到光電子，如何測量單位時間逸出的光電子數呢？學生回答可建立回路測量電流。思考（5）光電流的大小能夠準確表示單位時間內逸出的電子數嗎？學生分析光電子逸出的方向不同，可以加電壓來給電子加速，教師補充利用分壓式電路提供較大電壓，從而完成探究電路的設計。思考（6）光照頻率一定時，飽和光電流的大?。▎挝粫r間逸出電子個數）與哪些因素有關？思考（7）如何測量得到光電子的初動能？結合動能定理公式，將正向電壓反向。思考（8）最大初動能與什么因素有關？最大初動能與光的強度無關，而只與光的頻率有關。思考（9）如何提出新的理論來解釋光電效應？從而引出愛因斯坦光電效應方程。在探究光電效應實驗規律過程中，教師充分調動學生的積極性，使學生參與到實驗的設計中，應用所學知識解決問題，通過實驗現象和數據作為進一步探究和探索的證據，重現物理學史中科學家對光電效應的探索歷程。

2.3 通過小組合作式實驗讓學生對規律進行探究、分析

在學生進行充分的預習后，鼓勵學習者在課堂上針對提出的問題進行猜想和小組討論，教師對討論中展現出的問題進行增值性評價和總結。在高中物理教學中，采用小組合作學習方法，有利于加強同伴習得，增進同學之間的交流，從不同的角度認識問題，彌補個體之間的差異性，也讓學生的綜合素養得到提升。合作的過程即是一個主動積極投入的過程，對學生的知識和能力的建構有著較大的促進作用。在分組實驗的時候，教師巧妙設置有層次，有邏輯的探究問題，為學生的學習提供教學支架。在閉合電路歐姆定律這一課上，進行分組實驗，合作探究，學生能有效建構起電動勢和電源內電阻的概念。學生先思考：給一個3 Ω的電阻兩端加3 V的電壓，通過電阻的電流是1 A，那么，兩節干電池的電壓也是3 V，接上3 Ω的電阻后，通過電阻的電流還是1 A嗎？學生之前已經學過部分電路的歐姆定律，且在以前的練習題目中，都是忽略電源內電阻，那么，實際中電源的內電阻對電流是否會有影響呢？接下來，學生可以利用小組內的干電池，電阻箱，電流表等儀器連接電路，檢驗內電阻對電流的影響。再讓學生將電壓表直接接在兩節干電池兩端，觀察示數，看到電壓表的示數略小于3 V，而不是正好3 V，接著引出電動勢、內電阻和路端電壓的概念。有了實驗鋪墊，概念的給出顯得順理成章。在測量電源的電動勢和內阻實驗中，通過水果電池的實驗引發學生的思考，教師先用多用電表測出水果電池未接入電路時兩端的電壓接近1 V，那么三個水果電池串聯后的電壓接近3 V，將制作的電源接上小燈珠，卻不能點亮小燈珠，這是什么原因呢？讓學生利用手頭器材，電阻箱，電壓表，電流表等設計電路，并展示實驗電路設計，點評各小組給出的設計方案。有的小組設計了安阻法電路，有的小組設計了伏阻法的電路，這樣學生在電路的設計過程中，體驗了將閉合電路歐姆定律的理論知識應用到實踐中去。再讓學生將測量數據輸入電腦的Excel表格中，擬合出直線圖像，根據圖像的斜率和截距得出水果電池的電動勢和內電阻，從而學習使用現代科技工具進行數據處理的方法。

2.4 結合評價量表進行教學評價，提升教學反思能力

建立科學的評價量表是進行教學評價的關鍵，通過自主評價的方式對學習內容進行反思，使學生對自己的學習成果進行評估，讓學生對自己的學習負責，學會自主學習。教學和評價是捆綁在一起的循環往復的過程，這個過程中主要是：（1）發現哪些是學生已經掌握了的;（2）基于摸底評價的結果開展教學，在學生已有的知識基礎上進行教學準備;（3）教學;（4）找出學生在學習中的困難或還沒有掌握的地方;（5）決定如何繼續教學，可以考慮用不同的方法再教一次;（6）如果學生已經掌握了的話，就繼續新的學習內容。教師要構建教學和評價相容這樣一個和諧的整體。如在評價對慣性的理解時，評價表中既要對結論進行評價，同時也要對得到這種結論的方式方法進行評價，慣性大小與質量有關是通過何種差異對比實驗獲得，慣性大小與物體速度無關又是通過何種差異對比實驗獲得，在評價時更能突出體現學科核心素養，在教學過程中培養學生的證據意識。在力的分解教學中，將矢量運算法則的評價占比15%，同時將模型建構和實驗探究力的分解的評價占比20%，將課堂發言積極性占比5%，后測試題占比25%，作業情況占比25%，小組互評占比10%，通過量化評價表的建立，促使學生進行反思，不只是對知識點的反思，也是對探究過程的反思。

3 基于真實性證據進行物理教學的幾點建議

教師應結合課程標準對目標進行結構，同時使學生在導學案中也明確本節課的學習目標，使學生通過預習環節，發現問題，帶著問題參與課堂，對課堂中要使用的相關知識和材料進行準備。在導學案的設計中做到目標明確，內容具體，方式多樣，時間適當，檢查及時，評價多元，預習結果的好壞并沒有那么重要，學生預習活動過程中的獲得更值得關注與肯定。通過導學案、問題鏈、評價量表、小組合作探究方式搜集分析教學證據，在教學過程中觀察收集課堂情況，分析學生行為，跟進教學證據，加強對教學證據的獲取與評價研究，借助現代教育技術建立循證教學證據數據庫，提高證據的科學性和有效性。以學生為中心進行教學，將學習者看作是學習過程中的共同創造者，學生的學習能力、動力、需求各不相同，教師應致力于運用差異化的教學方法，在學生以往的經驗和知識基礎上，確立更高的學習目標。

高中物理循證教學是一種基于真實證據的教學方法，它注重在教學過程中使用科學的證據來指導教學決策。這種教學方式要求教師要以學生為中心，關注學生的學習過程和方法，并通過觀察、分析、反思等方式來收集相關數據，以此來調整和優化教學過程。具體來說，物理循證教學可以遵循以下幾個步驟：（1）創設真實問題情境：首先，創設一個生產、生活中與學習主題相關的問題或情境，讓學生能夠直觀地感受到所學知識的實際應用價值。（2）提取物理模型：引導學生通過自主探索和合作交流，結合之前所學知識，構建出對應問題的物理模型，從而理解和掌握相關物理概念和規律。（3）解釋、應用與拓展：在建立物理模型的基礎上，進一步解釋其含義，并將所學知識應用實際生活中，進行拓展性學習和思考。如有些短視頻拍攝中應用水果電池使燈泡發光是真的嗎？在測量完水果電池的內阻后，利用相同方案測量電壓表的內阻等。（4）評價反饋：通過收集和分析學生的學習成果和表現數據，及時提供評價意見，幫助學生發現并糾正錯誤，進一步提高學習效果。如在探究光電效應規律中，需要教師對問題鏈中學生的回答給與及時的點評支持，引導進入接下來的環節。（5）調整優化：根據反饋結果，不斷調整和優化教學策略，以更好地適應學生的學習需求和實際情況。如在測量水果電動勢的線性圖像時，發現坐標軸中有的地方未使用到，可以在建立坐標系時不從零開始。

另外，為了更好地提升教學質量，還可以利用多媒體技術，如手機拍攝視頻，Excel表格處理數據，位置追蹤軟件分析視頻中物體位置變化等，將抽象的物理概念形象化，幫助學生更好地理解和掌握物理知識。

參考文獻：

[1] 楊文登，談心.教師實踐智慧的五種常見誤解及其澄清[J].教師教育研究，2016（7）：1-7.

[2] 袁振國，實證研究是教育學走向科學的必要途徑[J].華東師范大學學報（教育科學版），2017（3）：4-17.