(浙江省溫嶺市新河中學，浙江 溫嶺 317502)

以學為中心的高中物理教學探討①

蔡千斌

(浙江省溫嶺市新河中學，浙江 溫嶺 317502)

建構以學為中心的教學已成為廣大高中物理教師的基本價值取向，本文在揭示以教為中心的物理教學弊端的基礎上，闡釋了以學為中心的高中物理教學的內(nèi)涵、特征與策略，提供了具體的教學設計案例。

以學為中心；高中物理；教學設計

1 以教為中心的高中物理教學分析

以教為中心的高中物理教學主要表現(xiàn)為以下4個方面。

(1) 以教為本

以教為本主要由教師來推進教學的進程，日本教師在觀看上海教師的教學錄像后，給出了這樣的評語：“課堂進度太快了。這對于10%～20%的學生是有利的，但很可能傷害其他的學生。”此類情況在高中物理課堂中也莫能例外。

(2) 多教少學

在浙江省等地7選3的高考背景下，有些學校在高一下學期就讓學生參加第一次物理會考。由于物理考試范圍廣、任務重，教師趕時間上新課，以便抽出時間用于復習，對一些非考試重點的內(nèi)容，就將教材上的兩節(jié)內(nèi)容并成一節(jié)來上，課堂上出現(xiàn)教師多教多講的現(xiàn)象，擠占了學生自主能動的學習時空。

(3) 以教定學

教師主要從自身的教學經(jīng)驗出發(fā)，來確定物理學習的內(nèi)容，并沒有很好地關注學生的學習基礎和需求。筆者曾聽了“功率”一課，發(fā)現(xiàn)授課教師無視學生的學習基礎，課上設計了多個實驗來引入功率的概念，而后闡述功率的單位，補充已被廢除的功率單位——馬力，講述“馬力”的含義。殊不知，學生在初中已學過功率的定義、定義式和單位，對于學生熟悉的內(nèi)容，教師多講無益。對于已經(jīng)廢除的功率單位，教師講了，也顯多余。

(4) 以教論教

在教學評價上，高中物理教師普遍關注“教什么、怎么教、教得怎么樣”，較少關注學生“學什么、怎么學、學得怎么樣”。教學評價過多地聚焦在教師的“教”上，將“學”看成為“教”的附庸和陪襯?？墒牵瑢W習終歸是學生自己的事情，無論教師教得怎么好，學生卻不一定就學得好，教學評價不能側重在“教”上。

為了革除以教為中心的弊端，建構以學為中心的教學已成為廣大高中物理教師的共同追求。

2 以學為中心的高中物理教學的建構

2.1 以學為中心的高中物理教學的內(nèi)涵

所謂以學為中心，包含著兩層意思，一是指以學生為中心，由于學生是學習的主體，以學為中心要以學生的情感、需求為中心。二是以學習為中心，由于學習就是一種行為方式，所以以學為中心要求以學習主體自主、能動的行為方式為中心。以學為中心的高中物理教學是指以學生學習活動為整個課堂教學中心的教學。在這里，學生要自主、能動地學習，教師要設置活動，引起并促進學生的學習。

2.2 以學為中心的高中物理教學的特征

與以教為中心相對應，以學為中心的高中物理教學也具備四個特征，分別是“以學為本、少教多學、以學定教、以學論教”。

(1) 以學為本

以學為本指以發(fā)展學生的核心素養(yǎng)為本，以促成學生自主、能動的學習為本。教師充分激發(fā)學生的學習動機，針對物理教學內(nèi)容，設置物理學習情境，安排物理學習順序和節(jié)奏，主要靠學生來推動課堂教學的進程。

(2) 少教多學

盡量減少教師單向傳授的時間，努力增加學生自主、能動的學習時間。對于學生自己能看懂、討論能解決的物理內(nèi)容，教師放手讓學生自己去學習、表達和歸納。對于學生難以解決的疑難問題，教師再做出有針對性的點撥。

(3) 以學定教

教師要學會傾聽學生的聲音，根據(jù)學生的學習困惑來確定物理教學內(nèi)容。根據(jù)物理學習內(nèi)容的特點和學生學習心理的特點來確定物理教學的方法、策略和教學組織形式。比如，學生實驗技能的獲得，教師就不能通過在黑板上講實驗的方式來進行，而是要讓學生進入實驗室，通過親身體驗后獲得。

(4) 以學論教

從學生學得怎么樣的角度來評價教的效果：① 評價學生在物理學習中的探究興趣、參與程度和思維深度。② 評價學生物理學習的成功、困惑和失敗之處。③ 評價學生物理學習后發(fā)生的變化和取得的進步。④ 評價教師在物理學習氛圍營造和引領學生有效學習上的成功做法。

2.3 以學為中心的高中物理教學模式

美國著名教育學家梅里爾教授提出的首要教學原理為本研究提供了理論基礎，首要教學原理在國際上影響深遠。梅里爾指出：在“聚焦解決問題”的宗旨下，教學是由不斷重復的“激活原有知識、展示論證新知、嘗試應用練習、融會貫通掌握”四個階段循環(huán)進行的。師生“聚焦解決問題”，教師“激活學生的原有知識”，學生“展示”自己的想法，師生共同“論證新知”，學生“嘗試應用練習”“融會貫通”。顯然，梅里爾將師生的活動合在了一起，而沒有刻意區(qū)分開來。

筆者基于梅里爾教授的首要教學原理，將學生、教師的活動區(qū)分開來，提出如圖1所示的以學為中心的教學模式。

圖1

在教學中學生聚焦問題，激活頭腦中原有的知識，進行意義建構，然后遷移應用所學知識，嘗試練習，通過整合反思，形成洞察力。教師創(chuàng)設真實的物理問題情境，進行演示實驗等，用以激發(fā)學生的學習動機，激發(fā)學生的認知沖突，指導學生將新信息意義化、結構化，儲存到長時記憶中。提供實例，評價學生的理解程度。根據(jù)學生的掌握情況進行調(diào)整補救，以完善其認知結構。

2.4 以學為中心的高中物理教學策略

2.4.1 了解學習基礎與需求

首先要了解學生的學習基礎，只有做到了這一點，教師設置的情境或問題才能激發(fā)起學生的動機，學生才會集中精力，聚焦問題。例如，在“功”的學習中，學生在初中已經(jīng)掌握的內(nèi)容有：(1) 功的概念；(2) 功的兩個不可缺少的因素：物體受到的力F和物體在力方向上通過的距離s；(3) 功的計算公式：W=Fs；(4) 功的單位：焦耳(J)；(5) 會利用功的兩個不可缺少的因素，判斷力對物體是否做功，會用功的公式求解力與物體運動方向一致時力對物體做功大小的問題。

其次，了解學生的學習需求，教師要明確學生不清楚的地方，然后確定學生的學習需求，這是學生能力的生長點。例如，在“功”的學習中，學生的學習需求是：(1) 為什么初中講功時說：“有力作用在物體上，物體在力的方向上通過一段距離，則這個力對物體做了功”，高中不講“通過一段距離”而講“通過一段位移”，這有什么區(qū)別？(2) 如何解決力與物體運動方向不一致時，力對物體做功的問題？(3) 功的標矢性。(4) 物體受多個力作用時，力對物體所做總功的計算方法。

2.4.2 為學習設計物理教學

知道了學生學習的基礎和需求，接下來的工作就是為學生的學習設計物理教學。教師要明確三點：該教什么？不必教什么？教了后怎么樣？現(xiàn)以“功”的教學為例來說明。

(1) 該教的內(nèi)容：恒力做功的一般計算方法、功與能的關系、功是標量、負功的意義、總功的計算方法。

(2) 本節(jié)不必教的內(nèi)容：變力做功。

(3) 教了以后的效果：教了功與能的關系后，學生對功是標量、正負功的意義會更清楚。教了合力功等于各力做功的代數(shù)和后，學生能進一步清楚功是標量，也能總結出總功的計算方法。

3 以學為中心的高中物理教學設計

3.1 以學為中心的“學的設計”

下面以“功”的教學為例，從學的角度來說明“以學為中心的高中物理教學設計”，主要解決怎么學的問題。

聚焦問題1：(1) 回顧初中學過的功的概念。(2) 水平桌面上的物體在水平拉力F的作用下沿力的方向運動了一段距離s，求拉力、重力、支持力、摩擦力對物體所做的功。

激活舊知1：(1) 物體在力的作用下，在力的方向上通過了一段距離，則這個力對物體做了功。(2) 拉力對物體做功W=Fs，重力、支持力對物體都不做功。

意義建構1：拉力與運動方向相同，拉力的功用是加快物體的運動。重力、支持力均與運動方向垂直，均不做功。摩擦力的方向與運動方向相反，阻礙物體的運動，做負功，即W=-Ffs，負號表示物體克服摩擦力做功。

遷移應用1：水平桌面上的物體受到斜向上的拉力F作用，拉力方向與水平方向的夾角為α，物體在水平方向上的位移為s，求拉力對物體所做的功。

整合反思1：(1) 通過分解拉力的方法來求拉力對物體所做的功，與運動方向一致的“拉力分力”做功為W=Fscosα，與運動方向垂直的“拉力分力”做功為0，則拉力對物體做功為W=Fscosα。(2) 反思W=Fscosα中α的含義，即使F、s的大小一定，α取不同值時，如0°≤αlt;90°、α=90°、90°lt;α≤180°時，功均不同。說明做功與力和位移間的夾角有關，因此，在初中基礎上將功的定義改為：物體受到力的作用，且在力的方向上通過一段位移時，則力對物體做了功。(3) 反思W=Fscosα公式的推導過程，說明這一公式的適用條件。

聚焦問題2：(功的本質)物體在力的方向上運動一段位移，是力在空間位移上的一個累積過程，它到底累積了什么？

激活舊知2：將一疊很重的書從地面搬到桌面，或將一箱很重的貨物往前推動一段位移，會有什么感覺？

意義建構2：搬書過程，人做功，要消耗體內(nèi)的化學能。做功過程就是能量轉化的過程。做功越多，能量轉化越多。能量是標量，因此功也是標量，功的正負不表示方向。力做正功，使受力物體獲得能量。力做負功，使受力物體失去能量。例如，摩擦力做負功，物體的運動會減慢。

遷移應用2：求圖2中F合對物體做的功，F(xiàn)1、F2對物體做功的代數(shù)和。

圖2

整合反思2：(1) 合力做功等于各力做功的代數(shù)和。(2) 由于“合力做功等于各力做功的代數(shù)和”，同樣說明了功是標量。(3) 總功計算有兩種方法，一種是先求合力，再求合力做的功；另一種是先求各力做的功，再求各力做功的代數(shù)和。

3.2 以學為中心的“教的設計”

以下從教的角度來說明以學為中心的教學設計，主要解決怎么教的問題。

激發(fā)動機1：水平桌面上的物體在水平拉力F的作用下沿力的方向運動了一段距離s，求重力、支持力、摩擦力對物體做的功。

制造沖突1：由于摩擦力與物體的運動方向相反，而初中沒有學過這種情況下力做的功，那么摩擦力到底做不做功？引起了學生的認知沖突。

指導編碼1：拉力起加快物體運動的作用，摩擦力起阻礙物體運動的作用，因此摩擦力要做負功。

提供實例1：拉力與物體運動方向成一定夾角時，如何計算拉力所做的功？

調(diào)整補充1：(1) 力是矢量，用矢量分解的方法來分解力，將這種情況轉化為熟悉的情況，即力與運動方向一致、力與運動方向垂直的兩種情況來處理。(2) 根據(jù)推導出的公式W=Fscosα可知，α為鈍角時，功為負值，印證了上述例子中摩擦力做負功的情況。(3)W=Fscosα的適用條件。

激發(fā)動機2：功是力在空間上的累積，它累積的是什么？

制造沖突2：人搬重物或推重物，在做功的過程中，物體的機械能發(fā)生了變化，人感到累，那么人消耗的體能與功有什么聯(lián)系嗎？

指導編碼2：將功與能的轉化聯(lián)系起來。讓學生初步認識到：做功的過程就是能量轉化的過程。

提供實例2：尋找合力做功與各分力做功的關系。

調(diào)整補充2：(1) 由合力做功與各分力做功的關系說明功的標矢性。(2) 總結總功的計算方法。

4 結語

以學為中心是針對以教為中心的缺陷而提出，以學為中心的高中物理教學是站在學生學習立場上開展的教學，通過聚焦問題、激活舊知、意義建構、遷移應用、整合反思這五個階段在整個教學過程中循環(huán)進行。在實際教學中，還可靈活加以應用，比如只出現(xiàn)聚焦問題、激活舊知、意義建構這三個階段，而沒有涉及遷移應用與整合反思。

[1] 陳佑清.建構學習中心課堂：教師面臨的挑戰(zhàn)與回應[J].中國教師，2016，(10):10.

[2] 鐘啟泉.課堂研究[M].上海：華東師范大學出版社，2016:67.

[3] 盛群力.教學設計[M].北京：高等教育出版社，2005:252.

[4] 陳佑清、張彥平.以學習中心課堂為旨趣的教學活動設計的邏輯[J].教育研究與實驗，2015，(5):28.

① 本文系2017年度浙江省教科規(guī)劃重點研究課題“高中物理‘微課程群’的構建與實施”(編號：2017SB073)、浙江省臺州市教研規(guī)劃課題“為學習設計物理教學的研究與實踐”的研究成果。