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物理教學(xué)設(shè)計比較研究的基礎(chǔ)與方法論探詢——以初中物理“壓強”教學(xué)設(shè)計為例

張琪胡揚洋

（首都師范大學(xué)教育學(xué)院，北京100037）

【摘要】隨著課程改革的深化，教學(xué)理念多元化，教學(xué)設(shè)計多樣化，使得物理教學(xué)設(shè)計比較研究逐漸發(fā)展。文章在梳理其研究基礎(chǔ)之后，提出了物理教學(xué)設(shè)計比較研究的三個基本維度：物理教學(xué)邏輯、科學(xué)方法顯化、學(xué)生思維訓(xùn)練，并以初中物理“壓強”教學(xué)設(shè)計為例，作具體闡述。

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué)；教學(xué)設(shè)計比較；比較教學(xué)；同課異構(gòu)；教學(xué)設(shè)計；高端備課

胡揚洋（1988-），男，河南沁陽人，首都師范大學(xué)教育學(xué)院，在讀博士研究生。研究方向：物理教學(xué)論。

一、問題的提出

新課程改革自2001年至今已有10余年，2014年又進一步提出全面深化課程改革，并把課堂教學(xué)改革作為課程改革的重點，改革著眼于優(yōu)化課程體系，高中課程標(biāo)準(zhǔn)已展開修訂。在物理學(xué)科教學(xué)領(lǐng)域，10余年來的改革不斷深入，課堂教學(xué)理念不斷豐富與多元、教學(xué)設(shè)計的樣式不斷增多，由此不可避免地產(chǎn)生了比較的需要，如“一課多講”、“同課異構(gòu)”等研討模式為物理教學(xué)改進與教師發(fā)展提供了良好的平臺，然而依舊存在不盡如人意之處，其原因在于教學(xué)設(shè)計比較的理論與框架有待清晰。據(jù)此，如何基于我國物理教學(xué)深厚的實踐基礎(chǔ)與比較教育學(xué)的最新研究成果，較為系統(tǒng)地構(gòu)建物理教學(xué)設(shè)計比較研究的基礎(chǔ)與方法論就成為了我們的研究課題。

二、物理教學(xué)設(shè)計比較研究的基礎(chǔ)探詢

（一）比較教學(xué)論研究的緣起與現(xiàn)狀

比較教學(xué)論作為比較教育學(xué)的一個子領(lǐng)域，在近30年來已經(jīng)成為比較教育學(xué)的重點研究領(lǐng)域之一。丁邦平教授提出：“比較教學(xué)論可以成為這樣一個研究方向，因為這是比較教育學(xué)中最能夠直接為課程與教學(xué)改革服務(wù)，尤其是為教師教育與教師專業(yè)發(fā)展直接提供學(xué)術(shù)支持的一個領(lǐng)域?！雹俳冢嘤姓撜邔⒈容^教學(xué)論運用在物理教學(xué)上，為學(xué)?？茖W(xué)教育作出了新的思考。②

我們認(rèn)為，眾多比較教育學(xué)者關(guān)于比較教學(xué)論研究的經(jīng)驗與論述，在當(dāng)下彰顯了重要意義，也為我們反思學(xué)校教學(xué)現(xiàn)狀提供了新視角。也正如丁邦平教授所述：“教學(xué)論研究主體不僅要建構(gòu)理論，更需要把這些理論運用到學(xué)校教育教學(xué)的變革實踐之中，需要直接地與學(xué)校的校長和教師等接受主體建立起密切的工作關(guān)系?！雹蹞?jù)此，選比較教學(xué)論作為比較研究的基礎(chǔ)之一，有潛力真正做到為教師教育與教師專業(yè)發(fā)展提供直接的學(xué)術(shù)支持。

（二）“同課異構(gòu)”研究的理念與實踐

隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實施，為中學(xué)教學(xué)帶來了全新的教育教學(xué)理念，“同課異構(gòu)”這種具有理論與實踐相結(jié)合特點的課題也逐漸成為了我國中小學(xué)教師校本研究的重要形式。“同課異構(gòu)”即對相同的教學(xué)內(nèi)容采取不同的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)構(gòu)思?！巴n異構(gòu)”研討模式實質(zhì)上形成了一線教師之間教學(xué)設(shè)計的比較，然而實踐中，往往出現(xiàn)教師只是一味地求“異”，或為了“異”而“異”，亦或重“同”輕“異”。這些做法無一不將“同課異構(gòu)”的理念帶入了誤區(qū)，阻礙了其潛在功能的發(fā)揮。我們認(rèn)為，“同課異構(gòu)”需在繼承一線經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，探尋出教學(xué)設(shè)計比較研究的方法論，為教學(xué)實踐提供更有意義的指導(dǎo)。

（三）物理教材比較研究的興起與發(fā)展

1949年以來，我國中學(xué)物理教材的發(fā)展經(jīng)歷了“照搬套用、自主編訂、10年停滯和改革復(fù)興”等幾個階段，在幾經(jīng)變遷中逐步完善，形成了相應(yīng)的時代風(fēng)格和特點。2001年新課程改革以來，我國中學(xué)物理教材建設(shè)進入到了一個新的時期。根據(jù)地區(qū)的差異、學(xué)生智力發(fā)展水平的不同，以及知識基礎(chǔ)、認(rèn)知能力的不同，我國現(xiàn)行高中物理教材共五個版本，初中物理教材約有十個版本左右，這使得對不同時間、不同地區(qū)、不同國家的教材進行比較也漸漸成為了研究熱點。

我國中學(xué)物理教材的比較研究源于1986年的一篇《中學(xué)物理教材改革對學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)——談甲、乙兩種物理課本的新意與不足》，全面興起于20世紀(jì)90年代。老一輩物理教育學(xué)家喬際平先生特別指出，教材之間“有比較才有鑒別”（1993）。④爾后，教材比較研究進一步著眼于內(nèi)地與香港，中國與外國的比較。至21世紀(jì)，國內(nèi)外都掀起了教材改革的浪潮，物理教材的比較研究也繼續(xù)發(fā)展。首先是將我國教材與國外教材加以對比；其次，比較我國不同省市物理教材的使用情況；第三是比較新一輪課改前后中學(xué)物理教材。

物理教材比較研究的逐步發(fā)展為物理教學(xué)設(shè)計的比較提供了重要基礎(chǔ)，而對物理教學(xué)設(shè)計的比較研究，則是物理教材比較的深入發(fā)展。

三、物理教學(xué)設(shè)計比較研究的維度提出

物理教學(xué)設(shè)計是為了在時空有限的課堂教學(xué)中，使學(xué)生理解物理知識，并體現(xiàn)物理學(xué)科中潛藏的邏輯思維和科學(xué)方法。對教學(xué)設(shè)計加以比較，能有效幫助教師掌握教學(xué)設(shè)計之間的區(qū)別，在對比中取優(yōu)。喬際平先生指出：“比較是在一定關(guān)系上根據(jù)客觀標(biāo)準(zhǔn)進行的，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)就無法進行比較?！雹芤虼?，探尋比較研究的標(biāo)準(zhǔn)，則是抓住了比較的基本依據(jù)。

新課程改革以來，初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）明確提出“物理作為科學(xué)教育的組成部分，是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。”而提高科學(xué)素養(yǎng)，又旨在讓學(xué)生能夠掌握自身發(fā)展必需的物理基礎(chǔ)知識和方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能夠嘗試運用科學(xué)知識和科學(xué)方法解決問題。這些對知識、技能、方法和思維發(fā)展的需求，無一不是對學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)注。據(jù)此，我們以“智能—技能—認(rèn)知結(jié)構(gòu)”能力理論、皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論、科學(xué)方法顯化教育理論為依據(jù)，提出物理教學(xué)設(shè)計的合理性主要取決于三個維度，即物理教學(xué)邏輯、科學(xué)方法顯化以及學(xué)生思維訓(xùn)練，具體含義如表1所示。

表1　物理教學(xué)設(shè)計比較維度及其含義

由表1可見，物理教學(xué)設(shè)計的比較具有一個整體結(jié)構(gòu)，三個比較維度相互支撐，環(huán)環(huán)相扣。選教學(xué)邏輯作為比較的第一個維度，是因其所表達的內(nèi)容是知識呈現(xiàn)的過程。而要想進一步展開教學(xué)邏輯，就需要運用科學(xué)方法這一有效工具，將科學(xué)方法進行顯化教育。同時，教學(xué)不僅包含一些外化操作，還應(yīng)伴隨著學(xué)生內(nèi)部心理調(diào)控，這就需要對教學(xué)設(shè)計進行“學(xué)生思維訓(xùn)練”這一維度的比較。

四、初中物理“壓強”教學(xué)設(shè)計的比較研究

物理教學(xué)設(shè)計比較研究力圖促進物理教學(xué)的多樣化、有序化和完善化發(fā)展，并突破現(xiàn)有教學(xué)模式的限制，具有很大的開拓空間。以下就依據(jù)上述基本理論和比較維度，就初中物理“壓強”概念作具體闡述。

（一）教學(xué)設(shè)計比較研究對象的選取

物理概念是學(xué)生正確認(rèn)識物理世界的基礎(chǔ)，也是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。我們選初中物理壓強概念一節(jié)為例，是因其為初中核心知識之一。此外，壓強概念教學(xué)自建國以來就是物理教學(xué)界探討的熱點，積累了諸多重要觀點。具體而言，“壓強”在初中物理中不僅是學(xué)習(xí)液體和氣體壓強、阿基米德定律的重要基礎(chǔ)，更對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和提高分析解決問題能力有很大促進作用。我們在中國知網(wǎng)上進行搜索，將發(fā)表時間在1949年至2014年4月期間的壓強教學(xué)研究文章進行整理歸類，可以見教學(xué)設(shè)計主要分為兩大類：一是中學(xué)一線教師根據(jù)《物理教學(xué)大綱》《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》以及自身教學(xué)經(jīng)驗所寫的教學(xué)設(shè)計，主要從教育教學(xué)、物理教學(xué)、課堂組織等角度對“如何上好壓強這節(jié)課”提出了不同的建議；二是近兩年出現(xiàn)的，由課程與教學(xué)論專業(yè)教授結(jié)合專業(yè)研究領(lǐng)域及深度理論知識完成的《壓強概念教學(xué)的高端備課》，最終確定比較研究的對象如表2所示：

表2　比較研究的對象

（二）教材、一般教學(xué)設(shè)計與高端備課的比較

我們在確定研究對象的基礎(chǔ)上，進一步總結(jié)一線教師教學(xué)設(shè)計共同之處，與教材、高端備課進行比較，其目的在于明確壓強概念的建立過程，分析出教材、教學(xué)設(shè)計中不同教學(xué)方式會對學(xué)生掌握科學(xué)知識、學(xué)習(xí)科學(xué)方法和培養(yǎng)科學(xué)思維有怎樣的影響，比較情況如表3所示。

1.從物理教學(xué)邏輯的維度看。縱觀一般教學(xué)設(shè)計及其主線，大部分教師以教材為依據(jù)都按照“觀察生活現(xiàn)象—引導(dǎo)學(xué)生猜想—實驗驗證猜想—歸納實驗結(jié)果—得出壓強概念—解釋物理意義”六個步驟展開教學(xué)，整體上比較完整。本文選取的一般教學(xué)設(shè)計都注重實驗展示并配合著“問題串”的形式引導(dǎo)學(xué)生建立壓強概念，力求在知識講授上增強邏輯性。然而，各環(huán)節(jié)的教學(xué)還略顯零散，邏輯脈絡(luò)不夠清晰。特別是在實驗驗證中，都在強調(diào)“比較壓力作用效果，要選取相同受力面積”，但卻沒有講解其中蘊含的邏輯關(guān)系。

物理高端備課在教學(xué)的邏輯上，明確指出概念的建立過程應(yīng)以比值定義法的邏輯展開，從比值定義法的邏輯動因直接比較壓力的作用效果出發(fā)，進一步抓住“比較”的核心思想——選取相同標(biāo)準(zhǔn)，將選取標(biāo)準(zhǔn)化為“一平方米”，即采用比值“F/S”，并與壓強建立聯(lián)系，最后給出生活實例闡釋壓強的物理意義。整個教學(xué)過程條理清晰，展現(xiàn)了教學(xué)環(huán)節(jié)之間重要的邏輯聯(lián)系。

2.從科學(xué)方法顯化的維度看。教材、一般教學(xué)設(shè)計和高端備課主要體現(xiàn)為三種運用科學(xué)方法的形式，具體情況如表4所示。

表3　教材、一般教學(xué)設(shè)計與高端備課的比較

表4　壓強概念建立過程中科學(xué)方法的運用

現(xiàn)行教材試圖以“比值定義法”建立壓強概念，并同時向?qū)W生滲透觀察法、猜測法等研究問題的方法，一定程度上做到了知識向方法的轉(zhuǎn)移。但對“比值定義法”這一科學(xué)方法的教學(xué)則采用了“含而不破”的隱處理方式，缺少科學(xué)方法過程性的體現(xiàn)。

中學(xué)物理教師在教學(xué)設(shè)計中大多采用“控制變量法”進行教學(xué)。然而，部分教師在給出壓強表達式環(huán)節(jié)時，注意到向?qū)W生滲透“比值定義法”這一科學(xué)方法，運用聯(lián)想與知識遷移策略，引導(dǎo)學(xué)生將壓強與所學(xué)密度、速度進行類比，幫助其更好理解和運用壓強公式。

相比之下，物理高端備課還完成了科學(xué)方法的過程性教學(xué)，即依據(jù)比值定義法的基本邏輯完成教學(xué)，在一定程度上實現(xiàn)了物理科學(xué)方法在教學(xué)中的顯化。

3.從學(xué)生思維訓(xùn)練的維度看?，F(xiàn)行教材、一般教學(xué)設(shè)計遵循著“感性認(rèn)識—物理概念—練習(xí)作業(yè)”的教學(xué)模式，培養(yǎng)了學(xué)生的定勢思維，使其形成了有序的知識體系，有助于學(xué)生整體把握物理知識結(jié)構(gòu)。但教學(xué)設(shè)計中并未完全展現(xiàn)所包含的邏輯環(huán)節(jié)，對科學(xué)方法的運用也是含糊其辭。這勢必會導(dǎo)致學(xué)生思維趨于膚淺，思維方式呆板、機械，對問題的解決也缺乏靈活性。物理高端備課對“壓強”概念建立從“直接比較壓力作用效果”的思路出發(fā)，抓住了“選取相同標(biāo)準(zhǔn)”這一核心思想，講明了比值的物理意義，同時論證了“為什么要用比值”，使學(xué)生在學(xué)習(xí)壓強概念的同時，經(jīng)歷了相對完整的思維訓(xùn)練過程，從而培養(yǎng)了學(xué)生抽象和概括能力，使其能把所學(xué)知識遷移到不同物理情境中去解決問題。

五、物理教學(xué)設(shè)計比較研究的總結(jié)與啟示

物理教學(xué)設(shè)計比較研究并非是教學(xué)或教師的附屬物，在某種程度上，突破了往往局限于個人經(jīng)驗層面的教學(xué)，將我國物理教學(xué)理論與實踐相互融合。物理教學(xué)設(shè)計具有其系統(tǒng)性與多樣性，教師首先要善于抓住教學(xué)的核心內(nèi)容，在整個學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)中向?qū)W生講授知識點，挖掘知識背后所蘊含的科學(xué)方法。其次，要運用好教學(xué)資源，依據(jù)物理學(xué)史、科技史等，盡可能呈現(xiàn)當(dāng)時知識形成的思維與研究過程。第三，要注重學(xué)生已有經(jīng)驗和特有情感，創(chuàng)設(shè)多樣且有效的體驗情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生從行為到心理、思維都得以參與。第四，要關(guān)注課堂教學(xué)的實效性，從根本杜絕為“異”而“異”的教學(xué)設(shè)計。每一個教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)定要明確且有實際意義。對物理教學(xué)設(shè)計比較研究進行梳理既是對物理一線教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)，也是對比較研究理論的初步探詢。希望在未來的研究中，可以深入探明這一研究的理論，厘清其在教育研究中的層次與地位，為中學(xué)教學(xué)實踐提供引導(dǎo)與支持。

注釋：

①丁邦平.比較教學(xué)論:21世紀(jì)比較教育學(xué)發(fā)展的一個重要領(lǐng)域[J].教育研究,2013,03:12-19.

②胡揚洋,劉銳.中美太空授課的比較教學(xué)論研究[J].上海教育科研,2014,11:10-13.

③丁邦平.反思教學(xué)論研究——基于比較教學(xué)論的視角[J].課程·教材·教法,2012,09:26-31+49.

④喬際平,張憲魁.初中物理教材的選擇與分析[M].北京:高等教育出版社,1993.

⑤邢紅軍,胡揚洋,石堯,王慧.壓強概念教學(xué)的高端備課[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2013,10:18-20.

作者簡介：張琪（1992-），女，北京人，首都師范大學(xué)教育學(xué)院教育，在讀碩士研究生。研究方向：物理教學(xué)論；

中圖分類號：G423

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-5843（2015）03-0129-03