丁立灃

(江蘇省張家港市沙洲中學(xué) 215600)

物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是高中物理核心素養(yǎng)的提出的4個(gè)維度，這指引著每位高中物理教師的教學(xué)和研究的方向.其中科學(xué)思維更是核心中的核心，也是高中物理教學(xué)研究發(fā)展到今天一直所追求的，如何找到一個(gè)更高效的方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，也是每個(gè)學(xué)校、每位教師時(shí)時(shí)刻刻所思考的.

一、研究背景

筆者在幾年的聽(tīng)課、學(xué)習(xí)、研究中發(fā)現(xiàn)，每位教師都有自身的一套教學(xué)風(fēng)格、模式，但只有在正確的把握學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、認(rèn)識(shí)到學(xué)生思維所處的階段，才能把各種教學(xué)模式的效力發(fā)揮到最佳.但或許是由于高考模式的原因，教師不得不精減教學(xué)時(shí)長(zhǎng)，無(wú)形中把教學(xué)變成了一種揠苗助長(zhǎng).常見(jiàn)的一種現(xiàn)象就是在學(xué)生還沒(méi)來(lái)得及打下扎實(shí)的思維基礎(chǔ)時(shí)，就開始訓(xùn)練高三的習(xí)題，這樣做看似效率很高，可以很快的將學(xué)生帶到高三水平，但事實(shí)表明效果不理想，雖然短時(shí)間內(nèi)有效果，但時(shí)間一長(zhǎng)學(xué)生依然不理解，這是因?yàn)閷W(xué)生只是在生硬把反復(fù)訓(xùn)練的思路記錄下來(lái)，并沒(méi)有融入進(jìn)自身的思維體系.長(zhǎng)此以往，學(xué)生常常先“懂”后忘，從而導(dǎo)致了高中物理教學(xué)的一些怪象：1.把高一當(dāng)成高三，到高三時(shí)又找回高一.2.初學(xué)時(shí)“全會(huì)”，復(fù)習(xí)時(shí)“全忘”.3.高一、高二成績(jī)優(yōu)秀，高三表現(xiàn)平平.4.只會(huì)做陳題，一遇新題就懵圈.這些現(xiàn)象的背后是教師的教學(xué)模式和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律不匹配而導(dǎo)致的“順應(yīng)”不暢，有違認(rèn)知規(guī)律.

二、什么是“兩步進(jìn)階”

學(xué)生在高中時(shí)期，學(xué)習(xí)物理時(shí)有特殊的認(rèn)知規(guī)律，只有正確掌握了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律才能在有限的時(shí)間內(nèi)提升學(xué)生的思維能力.經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生由初學(xué)到最終思維的形成，大致要經(jīng)歷以下三個(gè)階段：文字階段、模式階段、意識(shí)階段.達(dá)到文字階段的特征：學(xué)生對(duì)物理知識(shí)有著模糊的認(rèn)識(shí)，按照老師所教的“說(shuō)明書”生搬硬套的解決問(wèn)題.達(dá)到“模式”階段的特征：學(xué)生對(duì)物理知識(shí)有了一定的理解，形成了一套行之有效的解題“套路”，但遇到稍微變化一點(diǎn)的題目就束手無(wú)策. 達(dá)到“意識(shí)”階段的特征：學(xué)生已抽象提取出現(xiàn)象背后的物理規(guī)律，遇見(jiàn)問(wèn)題時(shí)不但能將情景重現(xiàn)在眼前更能自然的想出解決策略.這種能力還有另外一個(gè)名字：素養(yǎng).

這樣過(guò)程也是大家常說(shuō)的熟能生巧，形成時(shí)間因人而異、因知識(shí)難度而異，有的學(xué)生到高中畢業(yè)都沒(méi)能學(xué)會(huì)如何解決感生電流的問(wèn)題.如果教師能在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)、恰當(dāng)?shù)姆绞健巴啤睂W(xué)生一把，讓其少走彎路，促進(jìn)思維能力的進(jìn)階.

三、“兩步進(jìn)階”理念下的教學(xué)實(shí)操

由于章節(jié)知識(shí)不同、個(gè)體差異、前概念差別等客觀原因，學(xué)生在不同知識(shí)點(diǎn)的掌握上出現(xiàn)了不同的“順應(yīng)”困難，形成不同的進(jìn)階障礙，筆者根據(jù)具體情況，“確診問(wèn)題，掃清障礙”，采取不同策略解決問(wèn)題，典型“問(wèn)題”存在于以下兩類過(guò)渡階段：1，文字階段——模式階段；2，模式階段——意識(shí)階段，謂之兩步進(jìn)階.

1.理順“文字”邏輯，形成正確思維模式

學(xué)生是一張“白紙”，他們沒(méi)有老師的閱歷，不能清楚的理解知識(shí)之間的聯(lián)系，遇到不理解的往往通過(guò)猜想進(jìn)行填補(bǔ).他們平時(shí)遇到的練習(xí)、考試內(nèi)容基本是少量源于書本大多高于書本，如果教師一味的按照書本內(nèi)容制定教學(xué)策略，很容易讓學(xué)生出現(xiàn)邏輯混亂，給學(xué)生的思維形成帶來(lái)障礙.例如:人教版必修2第五章第6節(jié)《向心力》，書本上先是重點(diǎn)說(shuō)明了勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合力等于向心力后在介紹變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)告知學(xué)生合力不是指向圓心(書本P23-P24)，在隨后的第7節(jié)《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》中所舉的例子又都是采用合力等于向心力，這樣就會(huì)給學(xué)生帶來(lái)很大的誤解，他們會(huì)簡(jiǎn)單的認(rèn)為解決圓周運(yùn)動(dòng)就是合力等于向心力.筆者在新課改開始的幾年里按照書本的順序組織教學(xué)，取得的效果很不如意，學(xué)生在遇到變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)絕大多數(shù)使用的是合力提供向心力，并且在多次錯(cuò)誤后也很難扭轉(zhuǎn)過(guò)來(lái).筆者根據(jù)終點(diǎn)對(duì)起點(diǎn)做了以調(diào)整：在《向心力》第一課時(shí)的教學(xué)中，對(duì)教學(xué)做了調(diào)整，把變速圓周運(yùn)動(dòng)提到前面來(lái)做教學(xué)演示內(nèi)容.由于在之前有了運(yùn)動(dòng)合成和分解的知識(shí)鋪墊，學(xué)生很容易理解物體在做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力會(huì)分解出兩個(gè)效果，一個(gè)沿運(yùn)動(dòng)方向，這個(gè)力影響速度的大小，另一個(gè)沿運(yùn)動(dòng)的垂直方向，這個(gè)影響速度的方向.而勻速圓周運(yùn)動(dòng)則是速率沒(méi)有變化的圓周運(yùn)動(dòng)，所以只需要一個(gè)垂直于速度指向圓心的力來(lái)改變方向，謂之向心力，這樣的邏輯順序?qū)W生很能接受.之后筆者又給學(xué)生安排了2課時(shí)的習(xí)題課，讓學(xué)生徹底理解了什么事向心力，即指向圓心方向上的分力之合.

一個(gè)小小的調(diào)整可以讓知識(shí)邏輯嚴(yán)絲合縫，像這樣筆者還將《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》知識(shí)順序做了調(diào)整，先將離心、向心，突出圓周運(yùn)動(dòng)中物體具有往外“甩”的效果，后講圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)問(wèn)題.在選修3-2電磁感應(yīng)章節(jié)中，把變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生渦形電場(chǎng)與自感、互感、渦流整合起來(lái)，還取名為“渦形電場(chǎng)的應(yīng)用”.

認(rèn)知原理分析：學(xué)生對(duì)新知識(shí)一無(wú)所知，只能依賴“文字”來(lái)形成初步認(rèn)知，正確而全面的基礎(chǔ)知識(shí)是形成“模式”的關(guān)鍵，這類知識(shí)的難點(diǎn)在于一開始對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的領(lǐng)會(huì)不足，老師對(duì)學(xué)生學(xué)情分析后，通過(guò)重構(gòu)教學(xué)順序，安排符合認(rèn)知邏輯的習(xí)題，隱性而有效的推動(dòng)學(xué)生的理解，初步建立思考模式.之后又通過(guò)多樣的習(xí)題強(qiáng)化各種圓周運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生能夠從多種類型的問(wèn)題中找到共同的規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生形成正確的思考模式.

2.巧設(shè)認(rèn)知沖突，打破“模式”固化，引領(lǐng)素養(yǎng)形成

“模式”階段是形成素養(yǎng)的第二階段，相比于第一階段的理解水平有著不小的提升，學(xué)生有了初步的知識(shí)框架、簡(jiǎn)單的物理模型、單一的解題模式，但不能說(shuō)具有核心素養(yǎng)，還需要進(jìn)一步的提升.不同的章節(jié)內(nèi)容，不同的理解深度，常遇到這樣的情況：一開始內(nèi)容較為簡(jiǎn)單，后面越來(lái)越難，做題時(shí)漏洞百出，這個(gè)階段的學(xué)生表現(xiàn)出來(lái)的是會(huì)做題但“不靈活”，學(xué)生遇到問(wèn)題都只會(huì)用同一種套路解決，但稍加變化就束手無(wú)策.典型的知識(shí)點(diǎn)有電磁感應(yīng)中的感應(yīng)電流的安培力、圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)問(wèn)題、衛(wèi)星發(fā)射的變軌問(wèn)題、雙星問(wèn)題…… 如果教師不針對(duì)這些難點(diǎn)制定方案，會(huì)讓學(xué)生的錯(cuò)誤重復(fù)，產(chǎn)生畏難情緒，到高三不得不重學(xué)舊知識(shí).很明顯，模式化思維已不能夠應(yīng)付這種多規(guī)律相互復(fù)雜影響的問(wèn)題.要真正的理解，則需要掌握更深的原理.

采用認(rèn)知沖突能很好的讓學(xué)生打破模型思維、形成物理素養(yǎng).高一學(xué)生剛接觸物理思維，其中不乏處于思考模式化階段的同學(xué)，筆者根據(jù)該階段學(xué)生思維特點(diǎn)，以摩擦力素材自編了以下選擇題：一個(gè)向西勻速跑步的同學(xué)，受到來(lái)自地面的摩擦力向哪里？A.向東B.向西C.不受摩擦力D.多種可能.由極課大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，全年級(jí)545人選擇正確答案B的只有23人，占比4.2%；選擇A的有355人,占比65.1%；選擇C的有167人，占比30.6%.選A的同學(xué)反映了他們思考模式是滑動(dòng)摩擦力模式，選C的同學(xué)反映的是共點(diǎn)力平衡模式，而真正的思考方式則應(yīng)該由情境到原理，再由原理到數(shù)量關(guān)系：跑步時(shí)人與地面發(fā)生的摩擦力是靜摩擦力，方向與運(yùn)動(dòng)方向一致.類似的案例還有，一盆水上的冰化成水后液面會(huì)不會(huì)上升；斜面圓周運(yùn)動(dòng)；三位同學(xué)盯著追趕.

內(nèi)因分析：模式化思考是學(xué)生思維發(fā)展階段的中間階段，也是不可逾越的必經(jīng)階段.這一階段學(xué)生的思考特點(diǎn)是，遇到一個(gè)過(guò)程，對(duì)照已掌握的模式進(jìn)行比對(duì)，相似度最高的被選用，這種思考方式有其弊端，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生思維固化，也就是常說(shuō)的不知其所以然.似懂非懂的狀態(tài)還讓學(xué)生產(chǎn)生一定的自我滿足，不愿更進(jìn)一步，所以停留在這個(gè)階段的學(xué)生數(shù)量不在少數(shù).采用認(rèn)知沖突可以讓學(xué)生意識(shí)到知識(shí)模式化并不是真正的理解.

四、“兩步進(jìn)階”教學(xué)方式的特點(diǎn)

1.以往的教法是讓學(xué)生先打好知識(shí)基礎(chǔ)，通過(guò)反復(fù)的練習(xí)和訂正錯(cuò)題，加上自身的領(lǐng)悟，最后形成期望的認(rèn)知.但事實(shí)上學(xué)生多數(shù)可能會(huì)在自我領(lǐng)悟的過(guò)程中的形成錯(cuò)誤認(rèn)知，如果不及時(shí)的采取有效教學(xué)措施撥亂反正，一旦等學(xué)生錯(cuò)誤理解經(jīng)重復(fù)后留下了“烙痕”，就會(huì)很難改變.在“兩步進(jìn)階”理念的指導(dǎo)下，我們就可以根據(jù)學(xué)生反映出來(lái)的錯(cuò)誤判斷該生身處的認(rèn)知階段，有依據(jù)的采取相應(yīng)措施助學(xué)生一臂之力，真正的做好因材施教，因難施教.

2.“兩步進(jìn)階”的教學(xué)方式是基于對(duì)布魯姆認(rèn)知領(lǐng)域的6個(gè)教育目標(biāo)發(fā)展提煉，站在發(fā)展的觀點(diǎn)，不細(xì)究學(xué)生發(fā)展定位，綜合考慮學(xué)生的理解層次，更符合高中生思維發(fā)展的側(cè)重.“兩步進(jìn)階”研究的對(duì)象是高中生，他們已經(jīng)形成了一定的物理前概念，具有一定的認(rèn)知能力和領(lǐng)悟能力.客觀的知識(shí)體系決定了高中生必須以分析、應(yīng)用、創(chuàng)造等高階思維來(lái)處理問(wèn)題，所以各省的高考題也都是以考查學(xué)生的高階思維為主，既然如此，了解學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，判斷學(xué)生思維發(fā)展所處的階段，制定相應(yīng)的提升策略才應(yīng)該是教學(xué)起點(diǎn)的核心.素養(yǎng)即意識(shí)，而意識(shí)是在不同的階段，根據(jù)自身的發(fā)展提煉凝結(jié)而成，學(xué)生的自然形成有隨機(jī)性，教師的適時(shí)“催化”，可促進(jìn)學(xué)生獲得更多解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

越來(lái)越多的事實(shí)表明，教學(xué)中遇到的很多新問(wèn)題需要用心理學(xué)的知識(shí)來(lái)幫助解決，“兩步進(jìn)階”教學(xué)方式是心理學(xué)和物理學(xué)融合的初級(jí)產(chǎn)物，旨在以學(xué)生為主體，客觀分析學(xué)生的發(fā)展階段，采取科學(xué)的引導(dǎo)措施促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成.