物理高端備課_構(gòu)建U_S合作的橋梁_以_生活中的圓周運(yùn)動(dòng)_為例_陳清梅_胡揚(yáng)洋_.pdf

EDUCATIONALSCIENCERESEARCH 陳清梅北京中醫(yī)藥大學(xué)副教授1 0 0 1 0 2 胡揚(yáng)洋首都師范大學(xué)物理系1 0 0 0 4 8 邢紅軍首都師范大學(xué)物理系教授博士生導(dǎo)師1 0 0 0 4 8 物理高端備課 構(gòu)建 U S 合作的橋梁 以 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 為例 陳清梅胡揚(yáng)洋邢紅軍 摘要 依據(jù)科學(xué)方法中心理論和原始物理問(wèn)題教學(xué)理論 在超越傳統(tǒng)備課基礎(chǔ)上 提出了物理高端 備課的觀點(diǎn) 以 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 為例 通過(guò)結(jié)構(gòu)化的變式組 典型化的教學(xué)起點(diǎn) 顯化科學(xué)方 法和生態(tài)化的原始物理問(wèn)題等方式 力圖實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)充分 簡(jiǎn)約 有力的教學(xué)邏輯 從而詮釋物理 備課的真正內(nèi)涵 物理高端備課不僅構(gòu)筑了教學(xué)理論與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合的平臺(tái) 而且為 U S 合作搭建 了有效的橋梁 關(guān)鍵詞 物理教學(xué) 高端備課 U S 合作 科學(xué)方法 原始問(wèn)題 教學(xué)邏輯 中圖分類號(hào) G 6 3 3 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1 0 0 9 7 1 8 X 2 0 1 3 1 2 0 0 5 5 0 6 課程與教學(xué) 我國(guó)傳統(tǒng)物理備課工作的 教材分析 教案撰 寫 等范疇強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)的繼承 強(qiáng)調(diào)對(duì)物理教材的整 體感知和把握 但其固有的封閉性在相當(dāng)程度上帶 來(lái)了 閉門造車 傾向 很多教師的教案都陷入 師生問(wèn)答 的線性模式之中 缺少開(kāi)放性和深度 思考 而基于信息加工理論的教學(xué)設(shè)計(jì)范式限于其 早期目的和理論基礎(chǔ)的局限性 使得它受到形式邏 輯規(guī)則的約束和信息加工系統(tǒng)中假設(shè)特征的制約 表現(xiàn)出外部效度或生態(tài)效度不高的缺陷 1 基于此 我們依據(jù)科學(xué)方法中心理論和原始物 理問(wèn)題教學(xué)理論 提出了物理高端備課的觀點(diǎn) 以 表達(dá)物理教學(xué)的基本邏輯 力圖使教師的課程準(zhǔn)備 最大限度地實(shí)現(xiàn)學(xué)生心理邏輯與物理學(xué)科邏輯的統(tǒng) 一 從而構(gòu)建體現(xiàn)物理教學(xué)本質(zhì)并彰顯中國(guó)特色的 高端備課研究范式 不僅如此 物理高端備課也為教師專業(yè)發(fā)展在 大學(xué) u n i v e r s i t y 教育專家與中學(xué) s c h o o l 教師之 間構(gòu)筑起了聯(lián)系的橋梁 使之成為 U S合作發(fā)展 的新方式 以上這些 都使得高端備課研究兼具理 論與實(shí)踐的雙重意蘊(yùn) 并為當(dāng)前教師專業(yè)發(fā)展提供 一種方法論的有益啟示 一 物理高端備課視角下的教材分析 對(duì)教材和現(xiàn)有教學(xué)進(jìn)行理論分析是物理高端備 課的起始環(huán)節(jié) 我們發(fā)現(xiàn) 傳統(tǒng)的物理教材編制提 出了體現(xiàn)本土特色的 突出重點(diǎn) 分散難點(diǎn) 觀 點(diǎn) 這些研究為我國(guó)物理教學(xué)和物理教材編寫提供 了有效的理論指導(dǎo) 然而 隨著課程改革的深度推 進(jìn)與教材建設(shè)的長(zhǎng)足發(fā)展 以傳統(tǒng)觀點(diǎn)為支撐的 重點(diǎn)難點(diǎn) 理論已經(jīng)不能滿足師生對(duì)特色教材需 求的增長(zhǎng) 近年來(lái)就有學(xué)者稱 相當(dāng)多的教師已 經(jīng)把 課堂教學(xué)主要就是為了疏通難點(diǎn) 突出重 點(diǎn) 當(dāng)作了教學(xué)信條 他們習(xí)慣于把教學(xué)內(nèi)容經(jīng)驗(yàn) 性地分割成孤立的一個(gè)個(gè)的難點(diǎn) 重點(diǎn)和非重點(diǎn)難 點(diǎn) 并據(jù)此來(lái)設(shè)置教學(xué)策略 編寫教案 實(shí)施教 學(xué) 學(xué)生則根據(jù)這樣的考點(diǎn)布局來(lái)準(zhǔn)備考試 重 5 5 EDUCATIONALSCIENCERESEARCH 教育科學(xué)研究2013 12 點(diǎn)難點(diǎn) 也往往被庸俗化為 考點(diǎn) 與 非考點(diǎn) 2 對(duì)此 我們認(rèn)為 雖然傳統(tǒng)的教材 重點(diǎn)難點(diǎn) 理 論基本把握了教材結(jié)構(gòu)中主次矛盾的辯證關(guān)系 并 在實(shí)踐中彰顯了有效性 然而 這種衍生自傳統(tǒng)經(jīng) 驗(yàn)的 篇 章 節(jié) 點(diǎn) 的教材結(jié)構(gòu)觀卻亟待超 越 就教材說(shuō)教學(xué) 的傳統(tǒng)教材分析也亟須改進(jìn) 這就必然要在教學(xué)準(zhǔn)備中運(yùn)用高端備課的理論思維 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 一節(jié)作為高中物理 曲 線運(yùn)動(dòng) 一章的最后一節(jié) 體現(xiàn)了該章知識(shí)的一次 綜合應(yīng)用 由于其前承新授課概念 規(guī)律的鞏固 后啟新章節(jié)的認(rèn)知 自身又擔(dān)負(fù)著提高學(xué)生知識(shí)應(yīng) 用能力的任務(wù) 所以 對(duì)該節(jié)教學(xué)的邏輯與內(nèi)涵進(jìn) 行深入研究與分析就有著十分特殊的意義 現(xiàn)行人民教育出版社教材選擇了 鐵路的彎 道 拱形橋 航天器中的失重現(xiàn)象 和 離心 運(yùn)動(dòng) 四個(gè)專題作為該節(jié)的基本內(nèi)容 3 總體而 言 盡管教材采用了一種簡(jiǎn)單化的處理方式 但大 多數(shù)教師都會(huì)用不止一個(gè)課時(shí)講完該節(jié) 這是因?yàn)?該節(jié)既是該章內(nèi)容的一次 小綜合 同時(shí)也是后 續(xù) 大綜合 的基礎(chǔ) 例如 其與天體運(yùn)動(dòng) 復(fù)合 場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng) 單擺等知識(shí)都有復(fù)雜的綜合關(guān)系 然而 面對(duì)該節(jié)教學(xué)的重要地位 教材卻只為 每個(gè)專題提供了個(gè)別的甚至是單個(gè)的實(shí)例 并且僅 有個(gè)別專題給出了簡(jiǎn)單的定量解析 例如 鐵路 的彎道 部分缺少定量推證的文字描述 使得該部 分更近似科普讀物 而非心理學(xué)化的教材 具體而 言 其中蘊(yùn)含的諸如受力分析等科學(xué)方法內(nèi)涵都沒(méi) 有得到凸顯 其與知識(shí)的聯(lián)系也處于隱晦狀態(tài) 而 現(xiàn)行諸多教參和教輔由于質(zhì)量參差不齊 客觀上存 在著把教輔編成 習(xí)題集 的傾向 在缺乏讀書指 導(dǎo)的情況下 該導(dǎo)向很容易使學(xué)生陷入 題海戰(zhàn) 術(shù) 的機(jī)械訓(xùn)練而不自知 就題論題 沒(méi)有注意 結(jié)論的物理意義的詮釋 更沒(méi)有顧及科學(xué)方法的 顯化 在這種情況下 知識(shí)與方法都很難內(nèi)化 所 以 在這種教材指導(dǎo)下的學(xué)生的學(xué)習(xí)效率是不會(huì)高的 或許上述批評(píng)反映了教材與教參這類教學(xué)媒體 的固有缺陷 然而 當(dāng)我們將教材邏輯等同于教學(xué) 邏輯的時(shí)候 這種缺陷也就不可避免地被 復(fù)制 到課堂教學(xué)之中 由此 也就往往導(dǎo)致知識(shí)應(yīng)用教 學(xué)的零碎 無(wú)組織化 以至于雖然課時(shí)開(kāi)滿 習(xí)題 足夠 但學(xué)生面對(duì)陌生問(wèn)題時(shí)仍顯吃力 即長(zhǎng)期以 來(lái)一線教師所謂 開(kāi)生題 能力的欠缺 這對(duì)學(xué)生 的應(yīng)考與能力發(fā)展都是一個(gè)難以逾越的障礙 這一 問(wèn)題的解決需要在理論思維的指導(dǎo)下進(jìn)行深入的研究 我們認(rèn)為 該節(jié)教學(xué)的有序與無(wú)序 統(tǒng)籌與放 任 是通向高質(zhì)教學(xué)與題海戰(zhàn)術(shù)的岔口 同時(shí) 鑒 于該節(jié)作為一個(gè)典型知識(shí)應(yīng)用課型以及在整個(gè)高中 物理階段的重要地位 剖析該節(jié)的高端備課就有著 典型意義和示范價(jià)值 二 物理高端備課的展開(kāi) 物理高端備課是指以物理課程與教學(xué)理論為指 導(dǎo) 采用 備課 的形式 研究既符合物理學(xué)內(nèi)在 邏輯 又符合物理教學(xué)規(guī)律 同時(shí)符合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī) 律并接受課堂教學(xué)實(shí)踐檢驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì) 體現(xiàn) 從 物理知識(shí)傳授到物理方法教育 再到物理思想形 成 的核心理念 在此基礎(chǔ)上 構(gòu)筑一線物理教師 參與的教學(xué)研究交流平臺(tái) 從而達(dá)到物理教育理論 與實(shí)踐真正結(jié)合 促進(jìn)教師專業(yè)提升與學(xué)生認(rèn)知發(fā) 展向高水平跨越的物理教育研究活動(dòng) 物理高端備課不同于傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)基于信息加 工理論的流程描述 而是在符合物理學(xué)特色的物理 教學(xué)理論指導(dǎo)下 對(duì)最具體的物理教學(xué)問(wèn)題作出合 乎物理教學(xué)邏輯的引領(lǐng) 據(jù)此 如何在該節(jié)紛繁復(fù) 雜的問(wèn)題情境與培養(yǎng)學(xué)生能力的迫切要求之間辨明 教學(xué)的邏輯通道并找到堅(jiān)實(shí)可靠的路徑 就成為完 成 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 高端備課的核心任務(wù) 我們認(rèn)為 教師的教學(xué)不能 想到哪里講到哪 里 亦不能貿(mào)然呈現(xiàn)偏難題或易錯(cuò)題 而應(yīng)站在 一定的高度 系統(tǒng)地謀劃該節(jié)的整體結(jié)構(gòu)以彰顯物 理內(nèi)涵 就該節(jié)而言 我們選擇火車轉(zhuǎn)彎 汽車轉(zhuǎn) 彎 圓錐擺和自行車轉(zhuǎn)彎四個(gè)不同情境 并以習(xí)題 或問(wèn)題的形式組織了一個(gè)有結(jié)構(gòu)的變式組 以此展 開(kāi)水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的高端備課 一 火車轉(zhuǎn)彎 典型化的教學(xué)起點(diǎn) 從何入手 如何 破題 這是一個(gè)關(guān)乎物理 5 6 EDUCATIONALSCIENCERESEARCH 課程與教學(xué) FN F G 圖 1 教學(xué)邏輯的問(wèn)題 事實(shí)上 科學(xué)研究是從最普遍 最感性的現(xiàn)象做起 而物理教學(xué)則須從抽象 典型 的特殊例子開(kāi)始 所以 典型化 就是這一邏輯 問(wèn)題的答案 其中蘊(yùn)含的是一個(gè)建立物理模型的過(guò) 程 對(duì) 火車轉(zhuǎn)彎 這一問(wèn)題大部分學(xué)生都有生活 體驗(yàn) 所以具有一定的典型性 通過(guò)理想化方法 將火車抽象為一個(gè)良好的模型并設(shè)置數(shù)據(jù)之后 就 獲得了這一典型的物理習(xí)題 火車轉(zhuǎn)彎 質(zhì)量為 m 的火車在轉(zhuǎn)彎處 若向 心力完全由重力 G 和支持力 FN的合力提供 則鐵 軌不受輪緣的擠壓 此時(shí)行車最安全 請(qǐng)推導(dǎo)此時(shí) 火車的速度 v 首先 第一步教學(xué)從學(xué)生熟悉的情境開(kāi)始 符 合典型化的要求 其次 從情境中提取出這樣一個(gè) 問(wèn)題不是可有可無(wú)的 因?yàn)?學(xué)生從具有一定抽象 性的模型開(kāi)始學(xué)習(xí) 有利于知識(shí)的概括化和遷移水 平的發(fā)展 第三 學(xué)生需要教師在科學(xué)方法上給予 示范 即教師要引導(dǎo)學(xué)生分析題中什么條件為主 什么條件為次 從而體會(huì)模型的特征以及構(gòu)建方 式 這是物理模型教育的本質(zhì)要求 對(duì)火車進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析是解決問(wèn)題的 第一步 由受力分析圖 圖 1 可見(jiàn) 在沒(méi)有側(cè)向 摩擦力的臨界條件下 向心力恰好由重力與垂直于 斜面的支持力的合力提供 由幾何關(guān)系得 mg t a n m v2 R 即 t a n v 2 gR 臨界速度 為 v gRtan 姨 進(jìn)一步 可以臨界速度為節(jié)點(diǎn) 探討火車速度 在不同區(qū)間內(nèi)鐵軌所受壓力的方向和大小 并探討 行車速度 轉(zhuǎn)彎半徑 鐵軌傾角之間的關(guān)系 以此 訓(xùn)練學(xué)生掌握控制變量的方法 如果有條件 還可 以找到具體的參數(shù) 進(jìn)行核實(shí)與討論 通過(guò)這樣多 維度的探討 就可以使學(xué)生理解這一結(jié)論背后豐富 的物理意義 二 汽車轉(zhuǎn)彎 及時(shí)顯化科學(xué)方法 以上對(duì)第一個(gè)問(wèn)題透徹 全面的分析仍不足以 保證學(xué)生的應(yīng)用物理知識(shí)能力的提高 關(guān)鍵問(wèn)題是 解決上述問(wèn)題過(guò)程中的何種因素需要被重視并貫穿 于后續(xù)的變式之中 我們認(rèn)為 這一解決問(wèn)題的核 心因素就是科學(xué)方法 由此 我們安排了以下變式 汽車轉(zhuǎn)彎 某高速公路轉(zhuǎn)彎處 彎道半徑 R 100m 汽車輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 23 路面要向圓心處傾斜 汽車若以 15 米每秒的設(shè)計(jì) 速度行駛時(shí) 在彎道上沒(méi)有左右滑動(dòng)趨勢(shì) 則路面 的設(shè)計(jì)傾角應(yīng)為多大 g 10m s2 第二個(gè)問(wèn)題與火車轉(zhuǎn)彎相比只改變了問(wèn)題情境 的個(gè)別要素 并對(duì)相關(guān)物理量賦予了具體的數(shù)值 體現(xiàn)了對(duì)問(wèn)題解決能力要求一定程度的提高 但仍 然離不開(kāi)受力分析 運(yùn)動(dòng)分析的科學(xué)方法 由圖 1 所示 經(jīng)分析同樣可得 t a n v 2 gR 即 a r c t a n v2 gR 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 a r c t a n 0 2 2 5 這一環(huán)節(jié)需注意的是 由于問(wèn)題情境已經(jīng)發(fā)生 了變化 所以教學(xué)就不能止步于 就題論題 而 應(yīng)在與前一問(wèn)題的比照中及時(shí)顯化臨界法 受力分 析 計(jì)算法等科學(xué)方法 舍此 整個(gè)變式組的教學(xué) 也就由于沒(méi)有顧及相互聯(lián)系和概括化而有名無(wú)實(shí) 三 圓錐擺 促進(jìn)科學(xué)方法遷移 在呈現(xiàn)典型問(wèn)題 顯化科學(xué)方法之后 采取什 么教學(xué)措施仍然取決于此時(shí)微妙的教學(xué)時(shí)機(jī) 為 此 我們?cè)O(shè)置了 圓錐擺 這一變式 圓錐擺 小球在水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng) 設(shè)小 球的質(zhì)量為 m 擺線長(zhǎng)為 L 半頂角為 求小球 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為多大 5 7 EDUCATIONALSCIENCERESEARCH 教育科學(xué)研究2013 12 FN F地 F合 G G f 圖 2 圖 3 對(duì)于圓錐擺問(wèn)題 水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 由重力和擺線張力的合力提供 類比可見(jiàn) 擺線提 供的拉力與軌道 或路面 提供的支持力是完全等 效的 使用等效法同樣可得 t a n v 2 gR 這一關(guān)系 又 R Ls i n v Ls i n 聯(lián)立即得 gsin2 cos 姨 其中 體會(huì)擺線張力與上述情境中支持力的等效性 是深化對(duì)結(jié)論內(nèi)涵理解的關(guān)鍵一步 這對(duì)促進(jìn)科學(xué) 方法的遷移有極大促進(jìn)作用 而這也正是該環(huán)節(jié)教 學(xué)的核心宗旨 在以上變式中 作圖法 幾何方法 三角函 數(shù)法貫穿解題的全過(guò)程 而臨界條件分析法 類 比法和等效法則是幾種特殊的物理方法 事實(shí) 上 學(xué)生對(duì)臨界 瞬時(shí)這種有別于定量思維的條 件還頗不熟悉 所以需要教師著意加以訓(xùn)練 從 而使學(xué)生掌握它們并使思維由有限走向極限 由 模糊走向精密 這體現(xiàn)了物理方法與思維方法教 學(xué)的統(tǒng)一性 科學(xué)方法作為心理學(xué)意義上的 強(qiáng)認(rèn)知方法 其價(jià)值正在于超越個(gè)別問(wèn)題的對(duì)照 而能在各種陌 生情況下體現(xiàn)良好的可遷移性 據(jù)此 圓錐擺這一 環(huán)節(jié)的教學(xué) 為了促進(jìn)方法的內(nèi)化和遷移 就應(yīng)妥 善做到 收放有度 即對(duì)科學(xué)方法不應(yīng)再精細(xì)地講 解 而要啟發(fā) 引導(dǎo)學(xué)生自主使用方法 甚至放手 讓學(xué)生在自主解決問(wèn)題中使用剛學(xué)到的方法 這是 因?yàn)?學(xué)生能夠在不同的問(wèn)題情境中遷移使用正是 方法被掌握的標(biāo)志 而實(shí)踐證明 教師如果仍然越 俎代庖地 精講 下去 學(xué)生則很容易產(chǎn)生逆反和 反感心理 4 四 自行車轉(zhuǎn)彎 落腳于生態(tài)化的原始物理 問(wèn)題 平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)變式教學(xué)的落腳點(diǎn)應(yīng)該是在生 態(tài)化的情境中放手讓學(xué)生自主建立模型 自主設(shè)置 物理量并解答 一道關(guān)于自行車轉(zhuǎn)彎的原始物理問(wèn) 題就成為該變式教學(xué)的落腳點(diǎn) 自行車轉(zhuǎn)彎 人騎自行車在水平地面上運(yùn)動(dòng) 請(qǐng)自主設(shè)置數(shù)據(jù) 推出一個(gè)表達(dá)式 計(jì)算若自行車 以一定速度安全轉(zhuǎn)彎時(shí)自行車的傾角應(yīng)為多大 這一原始物理問(wèn)題由于沒(méi)有提供數(shù)據(jù) 所以需 要學(xué)生先用思維方法給以分析 理解物理本質(zhì) 在 自主建立恰切的模型的基礎(chǔ)上設(shè)置數(shù)據(jù)解答 自行車轉(zhuǎn)彎的時(shí)候 需要將自行車抽象為直桿 模型 通過(guò)受力分析可見(jiàn) 如圖 2 一方面 提 供向心力的是地面對(duì)自行車的側(cè)向摩擦力 指向彎 道圓心 另一方面 自行車不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 若選重 心為轉(zhuǎn)動(dòng)軸 由合力矩為 0 得 地面作用于自行車 的合力 F地必過(guò)重心 取自行車和人的總質(zhì)量為 M 自行車速度為 v 轉(zhuǎn)彎半徑為 R 由此作出矢 量關(guān)系圖 如圖 3 同樣有關(guān)系 mgt a n m v2 R 即 t a n v 2 gR a r c t a nv 2 gR 這類原始問(wèn)題的優(yōu)勢(shì)在于 能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生 頭腦中的物理方法的參與并有效訓(xùn)練學(xué)生的思維方 法 對(duì)學(xué)生物理知識(shí)應(yīng)用水平的提升有著很強(qiáng)的效 力 自行車轉(zhuǎn)彎的原始物理問(wèn)題從現(xiàn)象出發(fā) 體現(xiàn) 了物理教育的生態(tài)化 如果教學(xué)僅局限于抽象習(xí)題 的演練或在各種情境之間無(wú)序地跳躍 結(jié)果是學(xué)生 或許會(huì)收獲一些零碎的經(jīng)驗(yàn) 而對(duì)于科學(xué)方法 物 理本質(zhì)則缺少深入的洞察和認(rèn)識(shí) 而從 火車轉(zhuǎn)彎 到 自行車轉(zhuǎn)彎 上述四個(gè)情境化問(wèn)題 就組成了 一個(gè)有著共同物理本質(zhì)的 結(jié)構(gòu)化的變式組 如圖 4 所示 顯然 t a n v 2 gR 作為一根 繩子 拴住了四只 螞蚱 這充分彰顯了物理高端備課的神奇之處 5 8 EDUCATIONALSCIENCERESEARCH 課程與教學(xué) 臨界法 受力分析法作圖法 計(jì)算法 t a n v2 gR 圖 5 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 科學(xué)方法結(jié)構(gòu)圖 三 物理高端備課的啟示 我國(guó)傳統(tǒng)的物理備課工作亟待改進(jìn) 近來(lái)就有 論者總結(jié)出諸如處理教材缺乏創(chuàng)造性 制定目標(biāo)過(guò) 于籠統(tǒng) 以學(xué)定教流于形式 設(shè)計(jì)教案簡(jiǎn)單化 教 學(xué)反思空洞 教案與教學(xué)分離等六大備課痼疾 5 其核心問(wèn)題還在于教師的備課工作與教師對(duì)教學(xué)的 理解未能做到真正結(jié)合 而根本原因則是缺乏科學(xué) 理論的指導(dǎo) 物理高端備課則要求備課者超越傳統(tǒng) 的教材分析 教案撰寫以及教學(xué)設(shè)計(jì)的局限 不僅 要明確 做什么 如何做 還要基于深度的理論 思考 在教學(xué)中論證 為什么要這樣做 并在高 端備課的過(guò)程中呈現(xiàn)這些思考 這種工作構(gòu)筑了專 業(yè)溝通與學(xué)術(shù)批判的橋梁 對(duì)促進(jìn)學(xué)科教師專業(yè)發(fā) 展以及我國(guó)學(xué)科教育研究水平的躍升可以發(fā)揮 蝴 蝶效應(yīng) 的功效 對(duì) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 一節(jié)而言 從物理 到物理 的教學(xué)思路實(shí)際上繞過(guò)了教學(xué)過(guò)程的安排 與研究 經(jīng)驗(yàn)的描摹也由于缺少了科學(xué)教學(xué)理論的 整體考量而失之瑣碎與功利 縱覽以上高端備課過(guò) 程 我們得到以下幾點(diǎn)啟示 一 在高端觀點(diǎn)下透視備課的本質(zhì)與結(jié)構(gòu) 現(xiàn)實(shí)教學(xué)中 無(wú)論是教師個(gè)人備課還是集體備 課都曾提出了 超前性 的要求 然而 這一要求 也往往局限于超出課堂教學(xué)進(jìn)度的一到兩個(gè)單元或 章節(jié) 這就使得這種 超越 未能達(dá)到對(duì)教學(xué)理解 的質(zhì)性飛躍 而高端備課則要求教師以理論思維的 觀點(diǎn) 不僅從宏觀的物理教學(xué)過(guò)程 而且從微觀的 物理教學(xué)心理洞悉備課的本質(zhì)與結(jié)構(gòu) 由此實(shí)現(xiàn)充 分 有力而又簡(jiǎn)約的教學(xué)邏輯 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 一節(jié)容納的四個(gè)變式組 不同問(wèn)題情境的背后有著共同的物理本質(zhì) t a n v2 gR 而教師要把握這一本質(zhì)就不能滿足于對(duì)單 個(gè)問(wèn)題的解答與對(duì)話 而應(yīng)對(duì)傾角 臨界速度 圓 周半徑等參量用物理思想統(tǒng)而御之 即全面 敏銳 地洞察各個(gè)物理量的變化與制約關(guān)系 在問(wèn)題情境 的每次變化之間 也需要教師基于對(duì)物理本質(zhì)的把 握 體會(huì)變式之間的同與不同 變與不變 從而將 課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化 靈活而全面地呈現(xiàn)給學(xué)生 也只 有這樣 教師才能在教學(xué)中做到胸有成竹 高屋建 瓴 總而言之 彰顯本質(zhì) 凸顯結(jié)構(gòu)就是物理高端 備課高端觀點(diǎn)的集中體現(xiàn) 二 以顯化的科學(xué)方法表達(dá)物理教學(xué)的邏輯 在確定該節(jié)的本質(zhì)與結(jié)構(gòu)之后 我們就要聚焦 如何合理地落實(shí)教學(xué)過(guò)程這一問(wèn)題 這同樣是一個(gè) 教學(xué)邏輯的問(wèn)題 其實(shí) 獲得應(yīng)用能力的關(guān)鍵就是科學(xué)方法的習(xí) 得 一線教師所謂的學(xué)生不會(huì) 開(kāi)生題 都是源 于科學(xué)方法教育的缺失 然而 科學(xué)方法有其獨(dú)立 于物理知識(shí)的表達(dá)體系 并往往隱藏在知識(shí)背后 所以 如何顯化并開(kāi)展傳授就是一個(gè)難題 如圖 5 所示 變式組物理本質(zhì) t a n v 2 gR 的得出和逐步 深化并不是由學(xué)生默會(huì)或頓悟而來(lái) 而必須經(jīng)由臨 界法 作圖法 計(jì)算法等科學(xué)方法導(dǎo)出 并在不同 變式組的變化中學(xué)生才能不斷領(lǐng)會(huì) 在有序的比照 和遷移中 學(xué)生對(duì)科學(xué)方法才能逐漸產(chǎn)生敏感 意 識(shí) 進(jìn)而掌握并自覺(jué)地使用它們 事實(shí)上 科學(xué)方法作為有序的時(shí)空次序可以有 力地表達(dá)教學(xué)邏輯 所以 我們必須采用顯化的方 式進(jìn)行科學(xué)方法教育 這不僅需要明示科學(xué)方法的 汽車轉(zhuǎn)彎 火車轉(zhuǎn)彎圓錐擺 自行車轉(zhuǎn)彎 t a n v2 gR 1 2 3 4 圖 4 生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 變式結(jié)構(gòu)圖 5 9 EDUCATIONALSCIENCERESEARCH 教育科學(xué)研究2013 12 上接第 54 頁(yè) 名稱 還要在規(guī)范的操作過(guò)程中準(zhǔn)確拿捏時(shí)空次序 的呈現(xiàn)和講解 這對(duì)教師的功底不啻為一種藝術(shù)化 的要求 而前述兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中提出的 及時(shí)顯 化 收放有度 都可以說(shuō)是科學(xué)方法教學(xué)的特 殊要求 這種教學(xué)不僅顯化了科學(xué)方法教學(xué)的邏 輯 還是對(duì)課程本質(zhì)與結(jié)構(gòu)的有效落實(shí) 對(duì)學(xué)生物 理知識(shí)應(yīng)用能力的發(fā)展更大有裨益 三 以高端備課有效促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展 片面描摹經(jīng)驗(yàn)是我國(guó)當(dāng)前教師專業(yè)發(fā)展面臨的 最大困局 其根本原因在于教師專業(yè)發(fā)展理論與實(shí) 踐的脫離 而高端備課研究立足 備課 這一聯(lián)系 教學(xué)理論與實(shí)踐的樞紐環(huán)節(jié) 為一節(jié)課具體的設(shè)計(jì) 工作構(gòu)筑了同理論與實(shí)踐雙重答辯的良好平臺(tái) 其 溝通理論與實(shí)踐的功能 成為理論與實(shí)踐的雙重生 長(zhǎng)點(diǎn) 而教師專業(yè)發(fā)展也找到了高端備課這一用來(lái) 聚焦的 透鏡 在這種聚焦下 教師專業(yè)發(fā)展的 途徑得以落實(shí) 而學(xué)科教育專家與一線教師也找到 了聚焦問(wèn)題并分析問(wèn)題的研究領(lǐng)域與實(shí)踐框架 也 正是在這個(gè)意義上 高端備課研究才對(duì)教師專業(yè)發(fā) 展展現(xiàn)出方法論的啟迪 這種方法論的啟迪在于對(duì)問(wèn)題空間的界定以及 教學(xué)邏輯這一核心概念的提出 就物理學(xué)科而言 由于面對(duì)物理學(xué)豐富的物理意義 系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu) 以及學(xué)生的認(rèn)知水平 所以 尤其需要對(duì)每個(gè)教學(xué) 環(huán)節(jié)的邏輯作出理論論證與正確導(dǎo)引 然而遺憾的 是 足以論證這種教學(xué)邏輯的理論又鮮有可用 這 是由于能夠兼顧學(xué)科邏輯與學(xué)生心理邏輯并體現(xiàn)學(xué) 科本質(zhì)的教學(xué)理論仍然是匱乏的 某種程度上處于 當(dāng)前教學(xué)理論與實(shí)踐之間的 灰色地帶 所以 對(duì)其研究往往面臨著特殊的困境 對(duì)此 我們的研 究為這種學(xué)科教學(xué)邏輯理論初步概括出了高端備課 這一問(wèn)題域 而聚焦這一領(lǐng)域能為教學(xué)邏輯的研究 不斷開(kāi)拓新路 注釋 1 鄧鑄 問(wèn)題解決的表征態(tài)理論與實(shí)證研究 D 南京 南京師范 大學(xué) 2 0 0 2 3 3 2 大學(xué)物理課程報(bào)告論壇組委會(huì) 大學(xué)物理課程報(bào)告論壇文集 2 0 0 7 G 北京 高等教育出版社 2 0 0 8 2 0 0 3 人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材開(kāi)發(fā)中心 物理 2 必修 M 北京 人民教育出版社 2 0 1 0 2 6 3 0 4 袁芳 高中物理課堂教學(xué)中的微擾與反思 J 中學(xué)物理教學(xué)參 考 2 0 1 3 4 5 陳華忠 年輕教師備課中的問(wèn)題與建議 E B O L 2 0 0 8 0 9 1 6 h t t p w w w e d u c n b l o g 6 5 4 2 0 0 8 0 9 1 6 t 2 0 0 8 0