從物理實(shí)驗(yàn)到實(shí)踐物理

本文格式為Word版，下載可任意編輯——從物理實(shí)驗(yàn)到實(shí)踐物理吳愛(ài)兄宋金萍

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在課程改革的背景下，宋金萍特級(jí)教師工作室進(jìn)行了物理試驗(yàn)課程改革的摸索，以試驗(yàn)課程為依托，開(kāi)展試驗(yàn)課程的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)施，變革教與學(xué)的方式，發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

物理學(xué)是以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。物理學(xué)習(xí)也是以試驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，建立概念、探尋規(guī)律需要以試驗(yàn)為基礎(chǔ)，啟發(fā)及保持持久思考也需要探究試驗(yàn)的支持。物理試驗(yàn)不僅是一種教學(xué)方法，也是提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效載體。伴隨著課程改革的逐步推進(jìn)和對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)了解的不斷深入，以試驗(yàn)課題為依托的試驗(yàn)課程創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)施在朝陽(yáng)區(qū)特級(jí)教師工作室的引領(lǐng)下不斷推進(jìn)。課程創(chuàng)新力求更貼近學(xué)科本質(zhì)，更有利于學(xué)生發(fā)展。近十年的摸索大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段。

第一個(gè)階段是從2022年到2022年，開(kāi)展了中學(xué)物理試驗(yàn)教學(xué)資源的整合與開(kāi)發(fā)研究。主要的思考點(diǎn)是如何提高教師教的效率，關(guān)注點(diǎn)是從知識(shí)、教材、考試三個(gè)層面加強(qiáng)對(duì)物理學(xué)科知識(shí)本身的深入理解。主要工作是研究教材、研究考題、整合資源，全面地梳理教材試驗(yàn)，確切地把握核心知識(shí)，系統(tǒng)深入地研究考題。并在此基礎(chǔ)上，從高考的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)將高中物理18個(gè)必考的學(xué)生試驗(yàn)，從試驗(yàn)原理、試驗(yàn)操作、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、誤差分析、拓展應(yīng)用等維度進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，整合開(kāi)發(fā)了符合學(xué)生特點(diǎn)的試驗(yàn)教學(xué)手冊(cè)，并完善了課本中的200多個(gè)演示試驗(yàn)。

其次個(gè)階段是從2022年到2022年，物理組開(kāi)展了基于“全納〞教育理念的高中物理教學(xué)實(shí)踐研究。主要的思考點(diǎn)是如何提高學(xué)生學(xué)的樂(lè)趣，關(guān)注點(diǎn)是從改變課堂教學(xué)模式出發(fā)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。主要工作是從教學(xué)手段、學(xué)習(xí)方式、教學(xué)方式三個(gè)維度對(duì)高中物理試驗(yàn)教學(xué)展開(kāi)深入研究，從創(chuàng)新角度探究課堂教學(xué)的最正確切入點(diǎn)，營(yíng)造使每一名學(xué)生都能自主發(fā)展的“全納〞課堂。編寫(xiě)了《高中物理全納學(xué)習(xí)手冊(cè)》，還開(kāi)發(fā)了一系列低成本的試驗(yàn)器材、教具及創(chuàng)新試驗(yàn)，開(kāi)展了全區(qū)范圍內(nèi)的高中物理試驗(yàn)微課比賽。

第三個(gè)階段是從2022年到2022年，隨著對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)理解的不斷深入，教師們對(duì)物理試驗(yàn)課程的理解也越來(lái)越全面，大家開(kāi)始嘗試著從核心素養(yǎng)的角度去理解和把握試驗(yàn)課堂。主要的思考點(diǎn)是如何在試驗(yàn)課程中提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，從關(guān)注知識(shí)漸漸轉(zhuǎn)向關(guān)注學(xué)生科學(xué)思維。主要工作是開(kāi)展了初高中試驗(yàn)課程一體化設(shè)計(jì)與實(shí)施的研究，在這個(gè)過(guò)程中，工作室設(shè)計(jì)并實(shí)施了大量有特色的試驗(yàn)校本課程，如物理試驗(yàn)與思維拓展、物理探究試驗(yàn)的深入研究等;開(kāi)展指向?qū)W科核心素養(yǎng)培育的高中物理試驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐研究，并總結(jié)梳理了兩種物理試驗(yàn)教學(xué)模式。

2022年，開(kāi)展了表現(xiàn)性評(píng)價(jià)在高中物理試驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐研究。隨著核心素養(yǎng)的提出和課程改革的推進(jìn)，評(píng)價(jià)體系的變革也迫在眉睫，基于核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)體系需要促進(jìn)學(xué)生高階思維的拓展和各項(xiàng)關(guān)鍵能力的提升。我們將思考點(diǎn)聚焦于評(píng)價(jià)就是為了進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升和關(guān)鍵能力的落實(shí)。

縱觀(guān)近十年的物理試驗(yàn)課程改革，從關(guān)注知識(shí)與方法到關(guān)注思維發(fā)展，從關(guān)注教師的教到關(guān)注學(xué)生的學(xué)，再到關(guān)注教學(xué)評(píng)價(jià)的多元化，從課內(nèi)到課外，從課到課程，教師們對(duì)試驗(yàn)研究的深入摸索過(guò)程就是學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革過(guò)程。

試驗(yàn)課程的最終落腳點(diǎn)在哪里？將走向哪里？所有課程的落腳點(diǎn)都是為了提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，都是為了培育學(xué)生的關(guān)鍵能力、必備品格、核心素養(yǎng)。物理源于實(shí)踐，應(yīng)用于實(shí)踐，有效的物理學(xué)習(xí)要將真實(shí)情境與任務(wù)背后的真實(shí)世界直接聯(lián)系起來(lái)，讓學(xué)生在真實(shí)的實(shí)踐中提升能力、拓展思維，于是，工作室開(kāi)始了開(kāi)發(fā)實(shí)踐物理課程的摸索。

經(jīng)歷了課程論證、課程編寫(xiě)、課程實(shí)施與調(diào)整，漸漸形成了實(shí)踐物理課程體系。

1.課程論證

實(shí)踐物理課程以科學(xué)實(shí)踐為理論基礎(chǔ)，以真實(shí)的生活問(wèn)題為載體，通過(guò)工程式驅(qū)動(dòng)的方式，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自我實(shí)踐，在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，形成策略性解決問(wèn)題的方法，提升學(xué)生探究能力、綜合實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科思維。這是一種新的學(xué)習(xí)認(rèn)知方式，在學(xué)習(xí)中，學(xué)生是主體，實(shí)踐是形式，物理是載體。

實(shí)踐物理課程是立足于生活中某一確定的實(shí)際情境，讓學(xué)生通過(guò)工程式探究學(xué)習(xí)，經(jīng)歷物理概念的科學(xué)建構(gòu)和規(guī)律的科學(xué)探究過(guò)程，促進(jìn)概念和規(guī)律的逐步學(xué)習(xí)、系統(tǒng)反思和遷移應(yīng)用，通過(guò)不同視角，循序漸進(jìn)地在腦海里形成概念體系。所以，實(shí)踐物理課程嘗試在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)激發(fā)學(xué)生潛能，圍圍著正在進(jìn)行的物理內(nèi)容建構(gòu)生活情境。因此，要開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)程相匹配的生活載體（工程），協(xié)同國(guó)家課程進(jìn)度開(kāi)設(shè)實(shí)踐物理的校本課程。

高一第一學(xué)期主要學(xué)習(xí)的是必修一的內(nèi)容，知識(shí)的重點(diǎn)是力和運(yùn)動(dòng)，我們主要配套開(kāi)發(fā)了“探秘冬奧會(huì)〞與“交通中的運(yùn)動(dòng)機(jī)要〞工程;高一其次學(xué)期主要學(xué)習(xí)的是必修二的內(nèi)容，知識(shí)的重點(diǎn)是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、功和能，我們重點(diǎn)開(kāi)發(fā)了“探秘游樂(lè)場(chǎng)〞工程;高二第一學(xué)期主要學(xué)習(xí)的是必修三的內(nèi)容，知識(shí)的重點(diǎn)是電場(chǎng)、磁場(chǎng)、恒定電路，我們配套開(kāi)發(fā)了“探秘家用電器的場(chǎng)和路〞工程。這樣的課程設(shè)置考慮到實(shí)踐物理課程一方面要關(guān)注生活實(shí)際，另一方面也希望引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步深化對(duì)物理概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)物理觀(guān)念的形成和學(xué)科思維的發(fā)展，所以，實(shí)踐物理課程采用了與國(guó)家課程同步推進(jìn)的形式。

2.課程編寫(xiě)

教師們通過(guò)屢屢交流研討確定了實(shí)踐物理課程編寫(xiě)的主要方向、編寫(xiě)目標(biāo)、編寫(xiě)原則、編寫(xiě)體例，以“探秘冬奧會(huì)〞工程為課例，進(jìn)行首輪課程教材編寫(xiě)。

實(shí)踐物理課程主要是引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐中形成解決實(shí)際問(wèn)題的策略方法，提升綜合實(shí)踐能力和科學(xué)研究能力，形成概念體系。實(shí)踐物理課程在之前沒(méi)有成型的課例，所以，課題組的教師們結(jié)合教學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際編寫(xiě)開(kāi)發(fā)課程教材。教材的編寫(xiě)目標(biāo)是有利于教師指導(dǎo)，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生的思維發(fā)展。教材的編寫(xiě)原則是創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，引發(fā)真正的學(xué)生思考，落實(shí)有效的動(dòng)手實(shí)踐，形成解決問(wèn)題的策略，關(guān)注學(xué)生真實(shí)的感受。教材的編寫(xiě)體例是每一個(gè)任務(wù)的設(shè)計(jì)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，每一個(gè)任務(wù)給學(xué)生清楚的解決問(wèn)題的路徑，各任務(wù)之間形成思維的有效進(jìn)階。將生活中的實(shí)際問(wèn)題以教材的形式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生通過(guò)閱讀教材可以自主找到解決問(wèn)題的途徑，形成解決問(wèn)題的方法。本階段，教師的主要工作是完成從生活走向教材。

3.課程實(shí)施與調(diào)整

兩年時(shí)間內(nèi)完成了兩輪課程實(shí)施與調(diào)整，并在實(shí)踐的基礎(chǔ)上完成了必修二、必修三配套課程的開(kāi)發(fā)與教材編寫(xiě)。首先，將“探秘冬奧會(huì)〞工程通過(guò)校本課程在高一年級(jí)進(jìn)行推廣實(shí)施。假如說(shuō)課程編寫(xiě)的難點(diǎn)是從生活走向教材，那么課程實(shí)施的難點(diǎn)則是如何再一次從教材走向?qū)嵺`。在首輪實(shí)踐過(guò)程中，我們主要存在以下幾方面的困惑：課程實(shí)施者如何從教材中走出來(lái)，激發(fā)學(xué)生自我實(shí)踐的愿望？真實(shí)的生活情境如何走進(jìn)真實(shí)的學(xué)生？動(dòng)手實(shí)踐與理論實(shí)踐如何有效地結(jié)合？不同的工程如何形成階梯性的進(jìn)階學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生持續(xù)的探究動(dòng)力？

通過(guò)近一年的課程實(shí)施，教師們邊實(shí)施邊研討，邊反思邊改進(jìn)，對(duì)課程進(jìn)行了有效整合。同一課程中，盡量將理論實(shí)踐、動(dòng)手實(shí)踐和探究活動(dòng)三者有效結(jié)合。譬如，開(kāi)發(fā)“探秘水上飛〞工程，課程任務(wù)包含三個(gè)內(nèi)容：理論分析水流的反沖力的影響因素、動(dòng)手制作反沖裝置、利用水的沖力將火箭送上天。學(xué)生通過(guò)小組合作交流，在完成工程的過(guò)程中拓展了對(duì)動(dòng)量定理的認(rèn)識(shí);通過(guò)動(dòng)手制作反沖裝置的實(shí)踐活動(dòng)，主動(dòng)運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題;通過(guò)制作水火箭的實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)行深入的工程研究。在工程中，學(xué)生獲得了知識(shí)，提升了能力，也激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣與探究熱心。

為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的持續(xù)動(dòng)力，解決工程之間的進(jìn)階與落實(shí)學(xué)生自主探究的問(wèn)題，我們將不同的工程同步開(kāi)發(fā)，重點(diǎn)實(shí)施。在“探秘游樂(lè)場(chǎng)〞工程中，教師們同步開(kāi)發(fā)了“水上飛人〞“大鐘擺〞“過(guò)山車(chē)〞“摩天輪〞四個(gè)工程，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇工程進(jìn)行深入探究，學(xué)生自由組成學(xué)習(xí)共同體，每個(gè)學(xué)習(xí)共同體分組自主探究，最終進(jìn)行交流共享，教師則引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不同的工程進(jìn)行深入的對(duì)比和分析。這樣，每一名學(xué)生都有充沛的時(shí)間就其中一個(gè)主題進(jìn)行系統(tǒng)分析和深入探究，真正實(shí)現(xiàn)了通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力的目的。之后，又開(kāi)發(fā)了線(xiàn)上課程，實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)上、線(xiàn)下相融合，搭建了學(xué)生交流共享的新平臺(tái)。

實(shí)踐物理課程是指向?qū)W生核心素養(yǎng)的深度學(xué)習(xí)過(guò)程，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)中通過(guò)深度學(xué)習(xí)、深度實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)的提升。這需要教師將促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的指南設(shè)計(jì)出來(lái)。因此，在原有課程教材的基礎(chǔ)上，教師要完成工程制的單元教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)工程內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)化的處理，從大任務(wù)的角度進(jìn)行實(shí)踐物理的單元教學(xué)設(shè)計(jì)，探究適合學(xué)生的實(shí)踐物理課程教學(xué)模式，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)踐課程的真正好玩兒、有用、有意義。

宋金萍老師點(diǎn)評(píng)

試驗(yàn)是物理學(xué)科的重要基礎(chǔ)，是構(gòu)建物理概