孔 云

(上海市七寶中學(xué) 上海 201101)

例說兩種教學(xué)論下的物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)*

孔 云

(上海市七寶中學(xué) 上海 201101)

以科學(xué)取向教學(xué)論為主線，通過具體案例設(shè)計(jì)，對比研究了在概念教學(xué)下的哲學(xué)取向教學(xué)論和科學(xué)取向教學(xué)論，并提出了教學(xué)設(shè)計(jì)的新觀點(diǎn).

哲學(xué)取向教學(xué)論 科學(xué)取向教學(xué)論 物理教學(xué) 概念教學(xué) 教學(xué)設(shè)計(jì)

目前，國內(nèi)外存在多種以教學(xué)規(guī)律為研究對象的教學(xué)理論，大致可分為哲學(xué)取向教學(xué)論和科學(xué)取向教學(xué)論[1].近年來，基于科學(xué)取向教學(xué)論的教學(xué)體系已逐步建立，并成功運(yùn)用于語文、化學(xué)等學(xué)科的教學(xué)實(shí)踐中[2，3].因此，如何在物理概念教學(xué)中運(yùn)用教學(xué)論，形成意義學(xué)習(xí)，促進(jìn)知識論、發(fā)展論在課堂教學(xué)中的具體實(shí)現(xiàn)，顯得尤為重要.

1 兩種教學(xué)論

哲學(xué)取向教學(xué)論，是一種基于經(jīng)驗(yàn)和哲學(xué)的教學(xué)理論，如孔子的“不憤不啟,不悱不發(fā)”、“因材施教”、“循序漸進(jìn)”等.哲學(xué)取向教學(xué)論不僅明確了教育、教學(xué)的宗旨，而且通俗易懂、廣為人知，因此，長期以來在教學(xué)中占主導(dǎo)地位.該教學(xué)論雖然能用哲學(xué)原理對教學(xué)進(jìn)行方向性指導(dǎo)，但由于缺少具體的設(shè)計(jì)流程，不易實(shí)踐，最終導(dǎo)致教學(xué)的好壞完全憑教師經(jīng)驗(yàn).經(jīng)驗(yàn)教學(xué)的弊端在于：(1)經(jīng)驗(yàn)形成時(shí)間周期長，導(dǎo)致新教師成才慢；(2)經(jīng)驗(yàn)容易固守，阻礙老教師大膽變革.

所謂科學(xué)取向教學(xué)論，就是在科學(xué)心理學(xué)，尤其是在學(xué)習(xí)心理學(xué)基礎(chǔ)上建立起來的教學(xué)理論以及相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)原理和技術(shù)[4].它來源于豐富的教育學(xué)、心理學(xué)理論基礎(chǔ)，如布盧姆的教育目標(biāo)分類理論、奧蘇貝爾的意義學(xué)習(xí)理論、加涅的學(xué)習(xí)分類理論和信息加工心理學(xué)相關(guān)理論及教學(xué)技術(shù).該教學(xué)論從學(xué)習(xí)理論角度構(gòu)建具體的認(rèn)知策略，使教學(xué)的目標(biāo)、內(nèi)容和評價(jià)相統(tǒng)一.就物理學(xué)科而言，其指導(dǎo)下的教學(xué)行為表述概念清晰、流程具體，然而由于其起步較晚，有些地方還有待完善，具體如表1所示.

表1 教學(xué)設(shè)計(jì)加工機(jī)制對比

2 物理概念學(xué)習(xí)

2.1 哲學(xué)取向教學(xué)論下的概念學(xué)習(xí)

每一個(gè)物理概念都有它的圖式(見表2)，哲學(xué)取向教學(xué)論下的概念教學(xué)依據(jù)“循序漸進(jìn)”和“最近發(fā)展區(qū)”原理，將概念圖式中的條目逐條梳理，憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和例題，搭建學(xué)習(xí)的“腳手架”，最終形成意義學(xué)習(xí).由于這種教學(xué)設(shè)計(jì)對教師教學(xué)素養(yǎng)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的依賴很大，因此在考試經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的大環(huán)境下，片面的考試觀容易導(dǎo)致教師將概念學(xué)習(xí)和概念數(shù)學(xué)表達(dá)式的學(xué)習(xí)一分為二地割裂開，形成“學(xué)習(xí)概念的數(shù)學(xué)表達(dá)式靠練，學(xué)習(xí)概念的相關(guān)屬性靠背”的經(jīng)驗(yàn)主義教學(xué)模式.注重概念表達(dá)式的應(yīng)用，忽視概念內(nèi)涵的理解的教學(xué)，貌似意義學(xué)習(xí)，實(shí)則機(jī)械學(xué)習(xí).

2.2 科學(xué)取向教學(xué)論下的概念學(xué)習(xí)

華東師范大學(xué)的陳剛教授指出：物理概念的學(xué)習(xí)一般經(jīng)歷提出問題、猜測與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)等子環(huán)節(jié)，每一子環(huán)節(jié)所需解決的問題和問題策略都不盡相同.因此，在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上建立起來的教學(xué)設(shè)計(jì)，就是通過揭示解決各子問題所用的策略和過程，并為規(guī)劃教學(xué)活動(dòng)提供可靠的依據(jù)[5].同時(shí)，他還強(qiáng)調(diào)：“概念的習(xí)得要從奧蘇貝爾的意義學(xué)習(xí)規(guī)律出發(fā)，在安排教學(xué)活動(dòng)中依據(jù)布盧姆的教育目標(biāo)分類學(xué)，最終在測量學(xué)生的外顯行為的評價(jià)方式上依據(jù)加涅的理論來設(shè)計(jì).”[6]可見，對物理概念的真正理解，在于概念間的本質(zhì)或者因果聯(lián)系，即物理概念獲得的邏輯方法，而科學(xué)取向教學(xué)論為此提供了心理學(xué)基礎(chǔ).

3 基于科學(xué)取向教學(xué)論的物理概念教學(xué)設(shè)計(jì)

下文以“功率”為例，說明科學(xué)取向教學(xué)論指導(dǎo)下的物理概念的教學(xué)設(shè)計(jì)，而哲學(xué)取向教學(xué)論下的教學(xué)設(shè)計(jì)較為常見，其流程這里不再贅述.

3.1 教學(xué)目標(biāo)分析

3.1.1 認(rèn)知目標(biāo)

(1)通過舉例歸納和數(shù)學(xué)演繹，領(lǐng)會(huì)功率的圖式，識記功率的符號和單位；

(2)通過平均速度和瞬時(shí)速度的類比，領(lǐng)會(huì)平均功率和瞬時(shí)功率；

(3)通過具體實(shí)例的分析演繹，領(lǐng)會(huì)機(jī)械功率、額定功率和實(shí)際功率；

(4)在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用功率解決實(shí)際問題.

布盧姆教育目標(biāo)分類：識記、領(lǐng)會(huì)、運(yùn)用、分析、綜合、評價(jià).

3.1.2 態(tài)度、情感目標(biāo)

(1)在功率與動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)中，接受理論指導(dǎo)生活的科學(xué)態(tài)度；

(2)在功率與能量關(guān)系的分析中，接受綠色環(huán)保的生活態(tài)度.

布盧姆價(jià)值觀內(nèi)化的5種水平：接受、反應(yīng)、評價(jià)、組織、性格化.

3.2 學(xué)習(xí)任務(wù)分析

3.2.1 建立概念圖式

“功率”的圖式如表2所示.

表2 功率的圖式

3.2.2 學(xué)習(xí)層級分析(圖1)

圖1 “功率”層級分析框圖

3.2.3 獲得圖式中主要結(jié)論的邏輯方法分析

(1)功率的物理意義

獲得結(jié)論的邏輯過程——共變法，如表3所示.

表3 功率的物理意義

(2)平均功率和瞬時(shí)功率的概念——演繹法

如果一個(gè)物理量隨時(shí)間不斷變化，則可以用瞬時(shí)值和平均值兩個(gè)角度進(jìn)行描述(大前提).

功率隨時(shí)間變化(小前提).

功率有平均值和瞬時(shí)值(結(jié)論).

(3)機(jī)械功率(額定功率、實(shí)際功率)的概念——演繹法

能量轉(zhuǎn)化時(shí)，參與轉(zhuǎn)化的能量不可能無窮大(大前提).

機(jī)械是一種能量轉(zhuǎn)化的裝置(小前提).

任何機(jī)械都有額定功率和實(shí)際功率(結(jié)論).

(4)機(jī)械功率與牽引力、速度之間的關(guān)系——共變法(表4)

表4 功率與牽引力和速度之間的關(guān)系

3.3 制定教學(xué)過程

教學(xué)過程如表5所示.

表5 教學(xué)過程

續(xù)表

3.4 學(xué)習(xí)結(jié)果測量與評價(jià)

3.4.1 “功率”課后測試

(1)功率的定義采用的科學(xué)方法是

(“領(lǐng)會(huì)”)，功率的單位是 .(“識記”)

(2)挖土機(jī)能在1 h內(nèi)能把160 t的砂土勻速送到5 m高的地方去，它的功率為W(“領(lǐng)會(huì)”).

(3)關(guān)于功率，以下說法正確的是( )(“領(lǐng)會(huì)”)

A.平均功率就是瞬時(shí)功率的平均值

B.用功率的定義式計(jì)算的是平均功率

C.瞬時(shí)功率和功沒關(guān)系

D.機(jī)械的實(shí)際功率不會(huì)超過其額定功率

(4)一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體從某一足夠高處自由落下，則在它下落的過程中，第3s末重力的功率為W，在它下落過程中的第3s內(nèi)重力的功率為W.(“領(lǐng)會(huì)”)

(5)起重機(jī)的額定功率為50kW，豎直向上勻速起吊一個(gè)質(zhì)量為3t的重物，則該重物的最大速度是m/s，如果該重物被勻速吊起的速度為1.5m/s，則起重機(jī)的實(shí)際功率為kW.(“運(yùn)用”)

(6)一輛質(zhì)量為2 500kg的汽車沿水平路面由靜止開始行駛，并始終以額定功率60kW工作，所受阻力恒為2×103N，則：

1)當(dāng)汽車速度達(dá)到6m/s時(shí)，加速度為多大？

2)汽車最終達(dá)到的最大速度為多大？(“運(yùn)用”)

(7)變速自行車在上坡的時(shí)候要換成低速擋還是高速擋，為什么？(“運(yùn)用”)

(8)請從功率的角度對我們的綠色生活提一個(gè)建議.(“接受”)

3.4.2 測試題目說明

本測試題的安排是按照布盧姆的教學(xué)目標(biāo)分類進(jìn)行的.其測試內(nèi)容直接針對教學(xué)目標(biāo)，從而能夠科學(xué)地檢測教學(xué)過程是否合理，教學(xué)效果是否良好.其中，教學(xué)目標(biāo) (1)：對應(yīng)測試題1和2；教學(xué)目標(biāo)(2)：對應(yīng)測試題3和4；教學(xué)目標(biāo)(3)：對應(yīng)測試題5；教學(xué)目標(biāo)(4)：對應(yīng)測試題6和7；教學(xué)目標(biāo)(5)、(6)：對應(yīng)測試題8.

4 總結(jié)

總之，不論是哲學(xué)取向教學(xué)論還是科學(xué)取向教學(xué)論，其最終目的在于通過知識的意義學(xué)習(xí)促進(jìn)人的發(fā)展，雖然立論基礎(chǔ)不同，但兩者各有所長.教學(xué)設(shè)計(jì)者應(yīng)將兩者有機(jī)結(jié)合，才能揚(yáng)長避短，左右逢源.

1 皮連生.科學(xué)取向的教學(xué)論的核心理念及其應(yīng)用的基本操作程序.當(dāng)代教育科學(xué)，2012(8)：3～30

2 吳紅耘，皮連生，林紅.基于ADDLE模型的“教師學(xué)習(xí)”范式——以蘇州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)語文教師專業(yè)成長為例.教育科學(xué)研究，2013(9)：69～76

3 潘慶玉.當(dāng)前國內(nèi)教學(xué)理論研究熱點(diǎn)掃描與問題反思.課程教學(xué)研究，2013(2)：5～10

4 皮連生.運(yùn)用科學(xué)取向教學(xué)論，引領(lǐng)教改新方向.教育科學(xué)研究，2013(8)：5～11

5 陳剛.試論物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)與教學(xué)設(shè)計(jì).物理教學(xué)，2012(7)：11～16

6 陳剛.物理教學(xué)設(shè)計(jì).上海：華東師范大學(xué)出版社，2009.118

*上海市閔行區(qū)教學(xué)課題“科學(xué)取向教學(xué)論在高中物理概念教學(xué)中的實(shí)踐研究”，項(xiàng)目編號：QY2015194

孔云(1976- )，男，中教高級，上海市閔行區(qū)骨干教師，主要從事物理教學(xué)設(shè)計(jì)和與學(xué)習(xí)心理學(xué)的相關(guān)研究.

2016-12-16)