“行—知—行”为主线的物理生成性课堂教学研究

发表时间:2021/2/25   来源:《教学与研究》2020年第31期   作者:王秀文 石英姿
[导读] 新高考的知识考查方式对学生的各项能力提出了挑战,但从近几年的高考数据来看,学生解决实际问题的能力还有待提高。
        王秀文   石英姿
        深圳第二外国语学校  (广东 深圳) 518110
        摘  要:新高考的知识考查方式对学生的各项能力提出了挑战,但从近几年的高考数据来看,学生解决实际问题的能力还有待提高。让学生主动参与教学活动,并在活动的过程中生成知识、形成技能,是提升学生思维水平和综合能力的一种有效的教学方式,而“行—知—行”哲学思想和生成性教学理论则为生成性课堂的活动设计提供了理论支撑。
关键词:行—知—行;生成性课堂;解决问题;活动设计;
前 言——物理教师的困惑
        随着新课程改革的深入推进,知识考查方式对学生的能力要求不断提高,学生不仅要具备应用知识解决问题的能力,更重要的是能从实际生活情景中抽象出物理问题。有相关研究表明:在近5年的物理高考试题中,考查记忆及基本应用的习题所占比重逐步下降,取而代之的是“能力题型”[1]。而学生对“能力题型”普遍感到困难,有的考生甚至不知道题目要考查什么问题,也就无法解决问题。
        在“2016年全国卷一”的第17题就以“天体运动”为知识载体考查了学生应用数学知识从原始模型中抽象出物理问题的能力,其原题如下:
利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯,目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍,假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为   (   )
        A. 1h    B. 4h    C. 8h    D. 16h
        本题侧重考查学生解决原始问题的的能力,对学生阅读能力、分析能力及应用数学知识解决物理问题的能力都有较高的要求,但是当考生面对此问题的时候,他们不知道怎样才能把“自转周期的最小值”和已知条件联系起来,因而无法解决问题,最后的得分率也很低,据《2016年全国高考物理大数据分析报告》抽样调查的结果,该题的得分率只有52.31%,而同年全国二卷的能力题型第18题得分率也只有49.43%[2]。
        可见,在习题教学中,学生的能力并没有得到有效提升,他们并不擅长解决“原始问题”这类对能力要求较高的题型,当面临此类问题时,很多考生往往感到束手无策。为了解决这一问题,教师在习题教学中,试图通过各种途径形成理论知识和习题的联系,在引导学生解决问题的同时也会介绍知识点,以及该知识点基本内容及应用方法,这是解决问题的一套基本思维模式,但是,让一线教师不解的是“讲了很多,练了很多,方法指导很多,为什么学生还是不会做”。
        其实,这个问题的答案很简单:教师过多的讲解代替了学生的思维。众所周知,解决问题的难易程度取决于学生的思维水平,而思维水平的提升有耐于“亲自过手”。 而在传统的习题讲评中,通过教师的引导与讲解,学生似乎解决了问题,但实际上他们的思维是被动的,获取知识的途径也是被“填充”的,而在此过程中并没有形成独立的思维习惯,当他们独自面对问题的时候,无法解决问题也就不足为怪了。
针对以上问题,笔者通过分析陶行知先生的“行—知—行”哲学思想和新课程倡导的“生成性教学”理论,并结合教学案例,就课堂教学中“如何生成知识,习得技能”进行讨论,形成物理生成性课堂的设计策略,以期待通过这种教学方式提升学生的综合能力。
1.“行—知—行”哲学思想及生成性教学论的基本观点
        陶行知先生主张用“教学法”代替“教授法”,指出教学不能分家,其“教学做合一” [3]的思想集中阐述了“怎样做就怎样学,怎样学就怎样教”,提倡用“活的人”、“活的东西”、“活的书籍”来进行生活教育[3],要求学生“以生活为教育”、“在生活中接受教育”、“为生活的向前向上的发展而教育”。
        由此可见,教育离不开生活,生活本身也是一种教育[4],生活中的点点滴滴影响着学生的认知,教育活动完全可以从生活中的“行”找到书本知识的生长点,这就是陶行知先生所说的“行是知之始”;在“行”之基础上通过“生生交流”、“师生交流”在碰撞中加深对知识的认识,从而完成知识的建构,再用已有知识解决实际问题。
        生成教学理论重视学生的主体地位,倡导“教学过程应该是以师生对话与合作的方式进行,学生获取知识的途径应该是在交流的过程中动态生成的”[5]。因此,学生应该全程参与教学活动,他们“不仅是教学对象,同时也是一种教学资源,是教学内容的生成者”[6],只要教师善加引导,学生完全有能力通过“师生交流”、“生生交流”等方式生成知识,这样的条件下获取的知识是“预设和动态生成”共同的作用效果。
        分析两套理论不难发现,虽然他们的表述方式不同,但都强调学生的主体参与及在活动中获取知识。所不同的是,“行—知—行”哲学思想说明了“知识在哪里生成”及“知识获取的顺序”,而生成性教学理论则系统的阐述了“知识如何生成”、“通过什么样的途径来生成”、“教师和学生的在活动中的地位”等问题,可见,两套理论从内容到实施策略都是不谋而合的。
2.“行—知—行”生成性课堂设计策略
心理学研究表明:通过自身行动所形成的概念图,在面临相似问题的时候,能被迅速激活[7]。物理学科是以观察和实验为基础的自然学科,其知识本身和生活经验有紧密的联系,因此,设计并参与活动对学生理解物理概念和应用规律解决问题具有重要的现实意义。
2.1 行——从体验中生成简单知识
        教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动。通过这种活动,教师有目的、有计划、有组织地引导学生学习和掌握文化科学知识和技能,促进学生素质提高,使他们成为社会所需要的人[8]。从教学的定义可以看出,教学过程中获取的知识有一定的指向性,通过学习要获取什么样的知识,及知识的深浅都有一定的要求,学生的“行”也需要有一定的指向性,不能盲目的“实践”。
        因此,教学过程中教师应该安排或组织多种活动,把生活经验与理论知识联系起来,让学生从“观察生活现象”、“游戏”、“生活中的低成本实验”等活动中获取知识,只要能够解决问题,有利于知识生成的活动方式,都可以引入课堂教学。
        在学习“研究力的平行四边形定则”之前,笔者提出了以下的问题和活动要求,让学生参与实践活动:
初中物理中学习了一条直线上的两个力的合成:同向相加,反向相减。但是如果两个力F1和F2不在一条直线上而是成1200的夹角,请问:这两个力的合力该怎样求解呢?请每个学习小组设计一个活动或者实验探究“互成角度两个力的合力”大小和方向有什么特点。
        针对笔者的问题,各个学习小组设计很多活动和实验,其中有两个组的同学设计方案取得了良好的知识生成效果:
        活动一:两个同学向不同方向分别拉一个同学的两只手,发现运动方向居然没有向任何一个力的方向,而是在两个力的夹角之间,改变两个力的方向夹角,这个结论仍然成立。于是他们得出结论:互成角度的两个力的合力方向一定在两个力的夹角之间;
        活动二:用弹簧测力计进行实验,先用一个测力计来提一个重物,然后用互成角度的两个测力计共同来挂这个重物,发现一个测力计的读数居然不等于两个读数之和,甚至还可能比两个都小,于是他们猜想:合力不一定大于分力,可能比分力更小。
        可见,学生在实践活动中确实能够获取知识,尽管获取的知识很有限,且不具有系统性,但是每一个小组甚至每一个同学看问题的角度不同,他们获取的知识也就有差异,他们获取的知识可能在预设之外,这也是教师讲授所不及的。
2.2  知——在讨论交流中完成知识的构建
        学生的“实践”所获取的知识基本是零乱的,用“瞎子摸象”来形容他们从实践活动中获取的知识,一点也不为过,但是如果把各个小组形成的结论全部集中起来,也就能够把握需要学习的基本内容了。
        因此,实践基础的“合作交流,研究成果展示”就显得尤为重要了。学生在交流的过程中,不只是把每个组的活动成果简单的叠加起来,更重要的是要结合教材中的知识点,深化知识的理解,进而形成系统的理论知识。同时,交流过程中也可能生成新的知识点,而教师在此过程中要充分调动学生学习积极性,让他们参与到讨论交流中来。
        例如,在上面“研究力的平行四边形定则”的教学案例中,笔者在课堂上,首先让各个小组把自主活动的结果展示出来:
        (活动一)展示结论:
        结论一:同一直线上两个力的合成可以直接相加减;
        结论二:互成角度的两个力的合力方向一定在两个力的夹角之间;
        结论三:合力不一定大于分力,可能比分力更小。
                         …… ……
        (活动二)师生交流,归纳总结:
        结  论:求解合力大小不能简单的做加法和减法,合力的方向也不在任何一个分力的方向上。
        (活动三)教师引导:
        问题一:既然合力可能比分力小,也可能比分力大,那么两个力的合力有没有一个取值范围呢?
        问题二:合力的方向在两个分力的方向夹角之间,具体方向怎么来确定?
        ……  ……
        问题抛出之后,让学生通过研究教材中的“探究共点力的合成”相关知识点,把基础结论与知识点进行比较,最后得出“互成角度共点力的合力求解方法——力的平行四边形定则”。
        通过上面的教学方式,在不断的“生生交流”、“师生交流”、“教材研究”的过程中形成理论,完成知识的构建,这些活动不仅有利于学生掌握知识,厘清知识的来龙去脉,同时有助于学生能力及思维习惯的形成。
2.3 行——在说课中生成知识知识的应用方法
    学习知识的目的在于解决实际问题,这也是新高考强调对原始问题考查的原因所在,但就近几年统计的结果显示,学生并不擅长解决此类问题,可见:“知后再行”是认知的必要过程。
        在习题课中,教师应该设置一些“既源于生活,又能够考查学生能力”的原始问题,让学生自己动手或者“小组合作的方式”解决,并选派一个代表把解决问题的基本思路通过“学生说课”的形式分享给大家,而“说课”的内容就在于习题本身以及习题背后所隐含的知识、方法、技能和解决问题的基本思维过程,主要包括:
        (1)问题的难点、关键点和突破口;
        (2)解决问题的基本思路,以及问题的“核心方程”;
        (3)回归教材,说清楚在解决问题的过程中用到的知识点。
        学生分析问题的具体流程可以参考下面的思维导图进行:

        例如,在学习追及相遇问题之后,笔者设计了下面的问题情景:
一交通警察正在路边值勤,发现有一违章骑摩托车者以28.8km/h的速度从他身边驶过,于是立刻决定去追,已知交警的反应时间为0.5s,交警摩托车的发动时间为2s,最高时速为50km/h.若把交警摩托车的加速过程视为加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动,违章者的摩托车做匀速直线运动。试求:
(1)经过多长时间交警可以追上违章者?
(2)两车相距的最远距离是多少?
        在本题的分析中,学生说课的能容应该包括:

        学生说课之后,教师可以对学生说课进行点评,也可以“学生互评”,总结说课过程中的得失,并在此基础上进行总结归纳,在此过程中生成“应用运动学公式解决问题的基本思路和解决问题过程中的注意事项及表述规范”。
        通过以上的说课过程,学生不仅巩固了基础知识,也深化了对基本概念和规律的理解,习得了解决问题的基本思路和方法,而这些良好的思维习惯为他们解决实际问题提供了重要的智力支持。
3.后  记
        “行—知—行”哲学思想体现了人类的认知规律,让学生“亲力亲为”,积极参与教学活动,在活动中生成知识,这种教学方式可能会占用部分教学时间,并且学生获取的知识也有可能是错误的,但是,学习的过程本身就是一个不断犯错和纠错的过程[9],更重要的是,在此过程中,学生能力的提升是“教师单一讲解”的教学方式无法实现的,因此,与其“因追求教学效率而忽视能力”带来的教学弊端,不如把时间用于“夯实基础、提升能力”。
        当教学过程中逐步实现学生自主安排活动、设计实验的时候,当他们能够像老师一样在讲台上“从容说课”的时候,当他们能够自查自纠、学习反思的时候,他们的能力足以面对新高考的任何挑战,我们的教学活动也就是有效且是高效的。
参考文献:
[1] 唐彬.新课程物理高考思维能力考查分析——以近五年全国新课标试卷为例[D].广西:广西师范学院,2015。
[2]《2016年全国高考物理大数据分析报告》,百度文库,广东高等教育出版社,32~34,2016.
[3] 陶行知.陶行知全集(第2卷)[M].四川:四川教育出版社,275、251, 2005.
[4] 陶行知.陶行知全集(第3卷)[M].四川:四川教育出版社,487, 2005.
[5] 刘合群.现代教学论新稿[M].武汉:武汉大学出版社,2004
[6] 叶澜.重建课堂教学过程观[J].教育研究,2002(10):24~50
[7] Anita Woolfolk著,何先友等译.教育心理学[M].北京:中国轻工业出版社,32~33,2008
[8] 王道俊、王汉澜.教育学[M].北京:人民教育出版社,5~6,1999
[9] 冯忠良.教育心理学(第三版)[M] .北京:人民教育出版社,223,2015.
作者简介:王秀文(1984—),男,物理中学一级教师,研究生学历,主要从事高中物理教学工作,曾被评为深圳第二外国语学校优秀青年教师、深圳第二外国语学校优秀班主任,2018年深圳市物理学科高考先进个人,2019年深圳高考先进个人。
石英姿(1987—),女,物理中学教师,研究生学历,主要从事高中物理教学工作。
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