(1. 江蘇省南京江北新區(qū)教育發(fā)展中心，江蘇 南京 210044；2. 江蘇省南京市教學研究室，江蘇 南京 210001)

劉炳昇物理教育思想以“小實驗，大智慧”為特征，蘊藏著豐富的內(nèi)涵，其要旨是運用實驗激發(fā)學生的好奇心和求知欲；培養(yǎng)學生求真求實的科學態(tài)度；形成以實驗探究為主體的科學思維能力，進而讓學生成為具備較高素養(yǎng)的社會人。在物理教學中踐行劉炳昇物理教育思想，可采用以下途徑：以實驗為手段來呈現(xiàn)物理學習素材，帶領(lǐng)學生走近物理；進而以實驗為教學資源來呈現(xiàn)物理過程，把學生帶進物理的天地；最終以實驗為抓手呈現(xiàn)物理思想，把學生帶出物理的局域。

1 走近物理：呈現(xiàn)物理學習素材

劉炳昇教授提出：興趣是產(chǎn)生動機的重要條件，實驗是激發(fā)學生學習物理興趣的最佳手段。物理實驗可為學生創(chuàng)設(shè)生動直觀的學習情境，吸引學生注意，激發(fā)學生的學習興趣和求知欲。

1.1 激發(fā)好奇：讓學生的學習在期待中開始

圖1

劉老師時常要求教學要讓學生在期待中開始物理學習之旅。如劉老師的“平面鏡”教學案例：講臺上豎直放置一塊玻璃板，玻璃板前放有一支點燃的蠟燭，板后放一只空燒杯，移動燒杯位置，點燃的蠟燭經(jīng)玻璃板所成的像正好在燒杯中央(如圖1)。然后用另一只燒杯向空燒杯中倒水，學生觀察到當“蠟燭焰”沒入水中時，仍然沒有熄滅。有位老師采用了此法教學，筆者聽課時觀察到了學生渴求的表情，讓人難以忘懷。

1.2 刺激好勝：讓學生的學習在自我表現(xiàn)中進行

劉老師提出：以學生為主體的本質(zhì)就是把學生內(nèi)部動機激發(fā)出來。實驗就是“激發(fā)劑”，運用實驗來刺激學生的好勝心，激發(fā)學生的自我表現(xiàn)欲望，讓學生在自我表現(xiàn)中進行物理學習。如在平面鏡教學中，可以通過讓學生在鏡前模仿加菲貓表演，學生在表演過程中理解平面鏡成像特點的同時，使其學習內(nèi)化為自身的行為動作，能深刻理解規(guī)律。

1.3 給予自信：讓學生消除迷茫，深入學習

劉老師說過：教學一旦觸及學生的情緒和意志領(lǐng)域，觸及學生的精神需要，就能發(fā)揮有效的作用。在教學中通過實驗情境的創(chuàng)設(shè)，營造良好的學習氛圍，給予學生自信，讓學生消除迷茫，深入學習。劉老師認為情境包括“物質(zhì)環(huán)境和人文環(huán)境”，如學生學習“聲音的特性”“響度、音調(diào)、音色”時會出現(xiàn)迷茫的體驗。為此，劉老師選擇與音樂相融合、貼近學生生活的情景，提出讓學生組建小樂隊的任務(wù)，通過音樂片斷欣賞、試唱、鑒別樂器等活動，再與相關(guān)物理實驗結(jié)合起來，學生“不僅較好地理解了有關(guān)概念，而且感受到了聲音的內(nèi)在美以及認識聲音這種復雜現(xiàn)象的思想方法?！?/p>

1.4 維護熱情：讓學生的學習在愉悅的體驗中延續(xù)

圖2

學生若對物理充滿熱情，其愉悅的體驗就會不斷延續(xù)，進而不斷獲得成就感。維護和滿足學生的物理學習熱情是一種藝術(shù)，也是一種策略。劉老師曾經(jīng)將一個物理成績一直處于40分上下的學生帶到實驗室參觀，該生在實驗室中興趣盎然地做各種實驗，回家后以極大的熱情制作了多種教具和玩具。該學生做如圖2所示的“會翻跟頭的魔丸”時，在家里找不到合適的材料，于是他到處觀察和尋找代用品。偶然間發(fā)現(xiàn)了小膠囊，又找到自行車輪軸中的小彈子，裝配完成后，“魔丸”在傾斜的書面上翻起了跟頭，在此過程中該生的喜悅之情難以形容。在教室表演時，許多學生都圍著他轉(zhuǎn)，沒有想到一個被老師、同學看不上眼的學生居然受到如此“重視”，因而改變了該生的學習軌跡。

2 走進物理：呈現(xiàn)物理學習過程

劉炳昇物理教育思想集中體現(xiàn)在其主編的蘇科版初中物理教材中，教材大量采用了“活動”的形式，活動主要是實驗。

2.1 教材結(jié)構(gòu)：從整體上把握知識教學的要求

劉老師在編寫教材過程中不“拘泥于學科知識的邏輯結(jié)構(gòu)”，而是“建構(gòu)有利于實現(xiàn)新課程目標、反映物理科學的基本思想、符合初中學生認知特點的結(jié)構(gòu)?！苯滩木帉懖捎谩昂暧^結(jié)構(gòu)”與“單元結(jié)構(gòu)”相結(jié)合的方式來呈現(xiàn)教學內(nèi)容。

“宏觀結(jié)構(gòu)”方面設(shè)計的三條主線為：以物質(zhì)、物質(zhì)的運動和相互作用、能量三大主題構(gòu)成不同層次又相互聯(lián)系的邏輯結(jié)構(gòu)體系；從自然、生活到物理，從物理到社會，在寬廣的人文背景中展開，體現(xiàn)科學精神與人文精神的融合；展現(xiàn)以自主探究為核心的學習過程，從結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)科學探究的思想和處理探究與接受式學習的關(guān)系。在兼顧到邏輯組織結(jié)構(gòu)的同時，教材還以“現(xiàn)象→本質(zhì)→規(guī)律”的思路組織教材編寫。

在“單元結(jié)構(gòu)”方面，教材的設(shè)計思路為：“從學生現(xiàn)有的認知水平出發(fā)，遵照學生認知特點形成建構(gòu)脈絡(luò)”。讓學生跨越現(xiàn)有的認知局限，向著“最近發(fā)展區(qū)”躍遷，據(jù)此設(shè)計單元教學框架。如設(shè)計“運動”主題時，考慮到知識的上位、下位關(guān)系和學生的認知可接受原則，選擇了如圖3所示的單元結(jié)構(gòu)。

圖3

教材要“幫助學生不斷擴展和深化認知建構(gòu)的質(zhì)和量的水平”，讓學生以教材為學習載體，從“走近物理”的啟蒙過程，轉(zhuǎn)化到“走進物理”的核心地帶。

2.2 教學設(shè)計：用多樣化課程促進學生思維發(fā)展

劉老師指出：重結(jié)果、輕過程會導致學生缺少過程的體驗和感受，科學方法、能力的培養(yǎng)不能落實，學生對一些重要知識的理解容易膚淺。據(jù)此他提出課堂教學設(shè)計應采用多樣化的教學模式。如用歸納法建立概念的模式，問題解決—從相依存的物理量中構(gòu)建新概念的模式，觀察、發(fā)現(xiàn)和解決問題的探究模式，任務(wù)驅(qū)動—技術(shù)發(fā)明模式，觀察—猜想—收集證據(jù)—建立模型的模式，觀察—想象—理想實驗的模式，與社會問題相聯(lián)系的課內(nèi)外結(jié)合模式等。他認為：過程模式是非常靈活的,它體現(xiàn)著教學創(chuàng)造的本質(zhì)特征。

在如圖4所示的實驗演示中，電源選用舊的干電池，將開關(guān)逐一閉合，讓學生觀察，提出問題。

現(xiàn)象：隨著并聯(lián)的電燈增多，燈光逐漸變暗。

問題1：電池的電動勢一定，為什么燈光變暗？

猜想：可能電源的輸出電壓變小。

驗證：用電壓表測量電源兩端輸出電壓，驗證猜想。

圖4

圖5

問題2：電源輸出電壓變小的原因是什么？

點撥：如圖5所示，在電路中串聯(lián)一個電阻，能否解釋燈泡變暗的現(xiàn)象？

討論：燈泡變暗的原因是什么？

猜想：如圖6所示，電源存在內(nèi)電阻。

圖6

驗證：設(shè)計實驗，驗證猜想。

本案例通過現(xiàn)象觀察，學生根據(jù)學過的部分電路歐姆定律發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想，用實驗進行驗證，不斷地解決新問題，建構(gòu)新的認識。此設(shè)計就是通過“過程”來展現(xiàn)物理探究方法，突出物理思維在學習過程中的重要作用。

2.3 教學方法：綜合運用適合學生學習的教學方式

劉老師認為：教學方式中“一種是學習的主要內(nèi)容都是以定型的形式呈現(xiàn)給學習者”，“一種是學習的主要內(nèi)容不是給予的，在學生能夠內(nèi)化它以前，必須由他們自己去發(fā)現(xiàn)，教學資源起著學生學習活動的中介作用?！薄疤骄亢徒邮軜?gòu)成了學習方式的一個維度，其維度的一個極端是完全親自體驗的‘絕對’探究，另一個極端是完全接受學習。合理的課堂教學設(shè)計應當根據(jù)影響教學的各種因素選擇合適的平衡點?！奔锤鶕?jù)教學內(nèi)容及學生學習能力來選擇相應的教學方式。

如有許多植物葉子都是綠色的，人們常常說綠樹成蔭，綠色是環(huán)保的象征等等。是否可以說植物“偏愛”綠色，或者說植物的成長需要吸收綠光?在這個情境之下向?qū)W生提出問題，請他們進行猜想。再進一步提問：你能否設(shè)計一個實驗來證實你的猜想?如何進行實驗?猜想一下實驗結(jié)果會是怎樣的?請用光的組成、光的顏色、不透明物體的顏色等知識來解釋你的猜想。

2.4 教學支撐：多途徑開發(fā)物理教學資源

劉老師一直倡導開發(fā)生活化實驗教學資源，提倡從校內(nèi)到校外，關(guān)注對學生身邊的自然環(huán)境和社會資源的利用；從實驗驗證到實驗探究，關(guān)注開放實驗和“隨手取材”的探究性實驗建設(shè)；從教材到多媒體及網(wǎng)絡(luò)資源，關(guān)注現(xiàn)代信息資源的開發(fā)。要求做到：貼近生活，親切感強；程式多變，新奇有趣；材料易得，實現(xiàn)方便；物具它用，體現(xiàn)自創(chuàng)；結(jié)構(gòu)簡單，體驗性強。其功能表現(xiàn)在：挖掘興趣因素，激發(fā)學習動機；增強直接的感受和體驗，促進知識的意義建構(gòu)；提供自主設(shè)計的機會，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。因此，劉老師要求廣大中學物理教師要多途徑開發(fā)物理教學資源，建立物理教學資源庫，為保障物理教學的順利開展提供強有力的教學資源和技術(shù)支撐。

3 走出物理：呈現(xiàn)物理思想

物理教育的目的不是將每個學生都培育成物理學工作者，而是提升學生的科學素養(yǎng)。

3.1 物理學習的評價：促進學生發(fā)展

劉老師認為：傳統(tǒng)的學習評價過分強調(diào)總結(jié)性評價，過分強調(diào)甄別與選拔的功能，忽視了形成性評價，忽視了評價促使學習發(fā)展的功能。他建議：應當主要基于課堂的觀察和對課外作業(yè)的評閱；教師更應當關(guān)注那些學習困難的同學，給他們提供表現(xiàn)的機會，不失時機地給予鼓勵；教師應當更多地指導學生進行自我評價，并以此為基礎(chǔ)，對其做出全面的評價；單元學習評價對學生學習有重要的意義，這種評價可以幫助學生梳理所學知識的結(jié)構(gòu)，增進學習興趣，改進學習方法，及時看到自己的進步，樹立學習的信心。此外，筆試、觀察測試、操作考試，各有其優(yōu)缺點和特殊的功能，應當將它們優(yōu)化組合，與日常的多種評價手段結(jié)合起來，以達到發(fā)展學生關(guān)鍵能力的目的。

3.2 物理學習的靈魂：科學思想與人文精神的熏陶

劉老師提出：為了在物理課程中培養(yǎng)學生的情感、態(tài)度與價值觀，我們有必要全面認識物理學潛在的人文教育功能。人文教育應以滲透為主，關(guān)注綜合性與開放性，而不能靠灌輸形成。劉老師設(shè)計的“香蕉也可以當釘錘用”的實驗，就是把貼近學生生活的實例滲透到教學中，讓學生理解“物質(zhì)的性質(zhì)和功能是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定的，更深層次的原理與系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)”，這就是一種滲透。

3.3 物理學習的精髓：智、能、人格綜合發(fā)展

劉老師認為：物理教育應當“促進學生在知識、智能、人格素養(yǎng)等方面都得到發(fā)展，使每個人在社會中找到實現(xiàn)自我價值的位置，也能看到自己在社會中存在的價值。”在教學過程中，以物理知識和技能為載體，通過物理概念、規(guī)律的學習，積淀知識建構(gòu)過程中的情感模式、審美樣式、思維方式、操作程序與方法等，將其教育價值顯現(xiàn)出來。

3.4 物理學習的價值：提升學生的科學素養(yǎng)

劉老師認為：教學要以學生的認知特點為本，關(guān)注學科的特點。實驗與探究要植根于學生學習土壤，才能形成物理思想和觀念。因此，實驗要凸顯其背后的思想精髓，挖掘其科學教育功能。如一個實驗的思維線索清晰，其思想方法就能在學生心靈深處留下美好印記，提升其科學素養(yǎng)。