(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 蘇州 215006)

1 引言

美國(guó)教育學(xué)家、心理學(xué)家杜威提出了基于經(jīng)驗(yàn)主義的活動(dòng)作業(yè)形式,他把活動(dòng)作業(yè)看成課程的重要組成部分。實(shí)踐性作業(yè)具有活動(dòng)作業(yè)的特征,倡導(dǎo)學(xué)中做、做中學(xué)。論證能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分,實(shí)踐性作業(yè)綜合性、開(kāi)放性強(qiáng),可以充分培養(yǎng)學(xué)生的論證能力。

2 實(shí)踐性作業(yè)培養(yǎng)論證能力的可行性分析

2.1 從作業(yè)到實(shí)踐性作業(yè)

作業(yè)是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),作業(yè)內(nèi)容與教材的正文內(nèi)容密切相關(guān),相互依存,不僅可以幫助學(xué)生鞏固知識(shí)、訓(xùn)練技能,還可以對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行延伸。

作業(yè)的類型多樣,有傳統(tǒng)的簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、填空題、選擇題等,也有開(kāi)放性、實(shí)踐性強(qiáng)的觀察題、實(shí)驗(yàn)題、制作題和辯論題等。其中物理實(shí)踐性作業(yè)是指通過(guò)作業(yè)這一形式，讓學(xué)生把物理學(xué)習(xí)和生活實(shí)際、社會(huì)實(shí)踐聯(lián)系起來(lái),可在校內(nèi)外開(kāi)展的實(shí)踐活動(dòng)。

在2019年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出：要提高作業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量,精心設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性作業(yè),適當(dāng)增加探究性、實(shí)踐性、綜合性作業(yè)。并注重加強(qiáng)課題研究、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、研究性學(xué)習(xí)等綜合性教學(xué),可見(jiàn)實(shí)踐性作業(yè)對(duì)教學(xué)的重要意義。

2.2 課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)學(xué)生論證能力的要求

在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中,將初中物理課程內(nèi)容分為科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容兩部分,其中科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)目標(biāo),也是重要學(xué)習(xí)方式?？茖W(xué)探究包括七個(gè)要素,科學(xué)探究能力據(jù)此分為七個(gè)子能力,其中分析論證能力對(duì)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題具有重要影響。而在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》述及的物理學(xué)科核心素養(yǎng)中,在科學(xué)思維方面也強(qiáng)調(diào)了科學(xué)論證能力的培養(yǎng)。論證能力是指學(xué)生具有使用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)和評(píng)估科學(xué)證據(jù)的能力,并能運(yùn)用證據(jù)進(jìn)行因果推理,對(duì)研究的問(wèn)題進(jìn)行描述、解釋和預(yù)測(cè)。

2.3 實(shí)踐性作業(yè)與論證能力的培養(yǎng)

在實(shí)踐性作業(yè)中,學(xué)生為了解決所要研究的問(wèn)題,進(jìn)行了觀察或資料查找、測(cè)量或交流、制作或?qū)嶒?yàn)等活動(dòng),從而獲得科學(xué)證據(jù),并依據(jù)證據(jù)進(jìn)行因果分析、討論交流,對(duì)研究的問(wèn)題進(jìn)行描述、解釋或者預(yù)測(cè),可以充分培養(yǎng)學(xué)生的論證能力。

3 蘇科版初中物理教材實(shí)踐性作業(yè)的特征分析

3.1 蘇科版初中物理教材實(shí)踐性作業(yè)設(shè)計(jì)概述

筆者以蘇科版初中物理教材為樣本,對(duì)其中的實(shí)踐性作業(yè)進(jìn)行了研究。如圖1所示,統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：蘇科版初中物理教材中的課后作業(yè)對(duì)知識(shí)與技能的處理比較科學(xué),四冊(cè)教材的作業(yè)題型都十分豐富,既有一定量的簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、填空題等,同時(shí)也安排了大量的實(shí)踐性作業(yè),累計(jì)占教材作業(yè)的45.36%,意在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐探究能力和論證能力。

圖1

在物理八年級(jí)上冊(cè)教材中,學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容多為簡(jiǎn)單、基礎(chǔ)的物理現(xiàn)象,如聲、熱、光和運(yùn)動(dòng)的描述等,教材中安排了較多的實(shí)踐性作業(yè),占比達(dá)到了70.11%。實(shí)踐性作業(yè)具有真實(shí)情境,解決實(shí)際問(wèn)題,較為貼近學(xué)生生活,易于操作和理解的特點(diǎn),可以幫助學(xué)生更好地適應(yīng)物理學(xué)習(xí)過(guò)程,培養(yǎng)論證能力和科學(xué)探究能力。在之后力學(xué)和電學(xué)的學(xué)習(xí)中,定量研究成為學(xué)習(xí)重點(diǎn),計(jì)算題等傳統(tǒng)題目的比例增加。筆者認(rèn)為,在物理規(guī)律教學(xué)中,也可以多設(shè)置一些實(shí)踐性作業(yè)，讓學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)工作者相似的科學(xué)探究、科學(xué)論證過(guò)程,在鞏固知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂(lè)趣,提高論證能力。

本文把蘇科版初中物理教材中的實(shí)踐性作業(yè)分為查找交流類、課題調(diào)查類、測(cè)定類、項(xiàng)目設(shè)計(jì)類、體驗(yàn)類和觀察發(fā)現(xiàn)類等,題型、命制與示例如表1所示。

各種實(shí)踐性作業(yè)大多從生活或社會(huì)現(xiàn)象出發(fā),在創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,可以充分培養(yǎng)學(xué)生的論證能力。

3.2 蘇科版初中物理教材實(shí)踐性作業(yè)的證據(jù)性特征

證據(jù)性特征是指實(shí)踐性作業(yè)可以培養(yǎng)學(xué)生使用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)和評(píng)估科學(xué)證據(jù)的能力。例如“查找交流類”作業(yè)從生活實(shí)際出發(fā),通過(guò)設(shè)置一定的問(wèn)題情境,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,并逐步引導(dǎo)學(xué)生尋找證據(jù),得到問(wèn)題的答案,重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)查找資料獲得證據(jù)的能力。“課題調(diào)查類”作業(yè)聯(lián)系實(shí)際,關(guān)注方法和能力,例如在學(xué)習(xí)了視力的矯正之后,讓學(xué)生去調(diào)查班上同學(xué)的視力狀況和用眼習(xí)慣,了解保護(hù)視力的方法,據(jù)此對(duì)用眼衛(wèi)生提出合理化建議。在這一類作業(yè)中,學(xué)生通過(guò)具體實(shí)例經(jīng)歷了完整的課題探究過(guò)程,積累了制定計(jì)劃、進(jìn)行調(diào)查、收集證據(jù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?！皽y(cè)定類”作業(yè)強(qiáng)調(diào)方法,重視應(yīng)用性,例如利用地圖來(lái)測(cè)量南京與北京之間鐵路線的長(zhǎng)度,并與火車時(shí)刻表上標(biāo)注的路程對(duì)比。在作業(yè)中學(xué)生要應(yīng)用科學(xué)工具,從實(shí)際測(cè)量中得到數(shù)據(jù),獲取證據(jù)。學(xué)生在完成“項(xiàng)目設(shè)計(jì)類”作業(yè)時(shí)，做出的小制作本身就是物理原理的最好證據(jù),例如自制的潛望鏡就是光的反射定律的一個(gè)實(shí)物證據(jù)?！绑w驗(yàn)類”作業(yè)開(kāi)放性、趣味性強(qiáng),學(xué)生在情境體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)線索,獲得證據(jù)。“觀察發(fā)現(xiàn)類”作業(yè)引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,學(xué)生在觀察中思索,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,獲得證據(jù)。

表1 實(shí)踐性作業(yè)命制與示例

3.3 蘇科版初中物理教材實(shí)踐性作業(yè)的推理性特征

推理性特征是指在完成實(shí)踐性作業(yè)的過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用證據(jù)進(jìn)行因果推理。蘇科版初中物理教材中部分“查找交流類”作業(yè)要求學(xué)生在查找資料之后,表達(dá)自己對(duì)某一現(xiàn)象或某一問(wèn)題的看法。例如在學(xué)習(xí)了溫度以及溫度的測(cè)量之后,安排了一道作業(yè),讓學(xué)生查閱關(guān)于“溫室效應(yīng)”和“熱島效應(yīng)”的資料,并據(jù)此嘗試對(duì)環(huán)境溫度問(wèn)題表達(dá)自己的看法。這一類作業(yè)在鞏固課堂知識(shí)、拓展學(xué)生知識(shí)面的同時(shí),引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)查閱資料得到證據(jù)之后,還需要依據(jù)證據(jù)進(jìn)行思考和推理,從而提出自己的觀點(diǎn),培養(yǎng)了學(xué)生的辯證思維能力、推理能力和社會(huì)責(zé)任感?！罢n題調(diào)查類”作業(yè)要求學(xué)生獲得證據(jù)之后,再進(jìn)行分析論證和因果推理,最終得到結(jié)論。而部分“測(cè)定類”作業(yè)要求學(xué)生通過(guò)測(cè)量得到數(shù)據(jù)之后,再?gòu)亩康慕嵌葘?duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行推理論證,形成結(jié)論。例如在學(xué)習(xí)了光的色散之后,讓學(xué)生去測(cè)出在不同色光區(qū)域的溫度,推測(cè)出不同色光的發(fā)熱本領(lǐng)等。在“觀察發(fā)現(xiàn)類”作業(yè)中，如用放大鏡觀察不同距離處物體的像,在觀察之后,學(xué)生需要通過(guò)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律,分析推理出凸透鏡的成像規(guī)律。

3.4 蘇科版初中物理教材實(shí)踐性作業(yè)的表述性特征

表述性特征是指實(shí)踐性作業(yè)可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)研究的問(wèn)題進(jìn)行描述、解釋和預(yù)測(cè)的能力。學(xué)生在“查找交流類”作業(yè)中獲得證據(jù)之后,還需要與同伴交流,對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行描述、解釋或預(yù)測(cè),論證自己的觀點(diǎn)。在“課題調(diào)查類”作業(yè)中,如在學(xué)習(xí)了噪聲及其控制之后,教材安排了一道作業(yè),讓學(xué)生調(diào)查學(xué)校的噪聲情況,再與同學(xué)交流,并根據(jù)調(diào)查結(jié)果向?qū)W校提出改進(jìn)建議。在這一類作業(yè)中有交流合作環(huán)節(jié),這個(gè)環(huán)節(jié)要求學(xué)生能夠表述探究的問(wèn)題、過(guò)程和結(jié)果,并準(zhǔn)確表達(dá)自己的觀點(diǎn)。而“體驗(yàn)類”作業(yè)開(kāi)放性強(qiáng),如在“宇宙探秘”一節(jié)中安排學(xué)生觀看科普影片,寫(xiě)一篇觀后感。在觀后感中學(xué)生需要描述自己的體驗(yàn)和感悟。

實(shí)踐性作業(yè)的類型多樣,側(cè)重知識(shí)的運(yùn)用,可以在一定程度上改善傳統(tǒng)作業(yè)單調(diào)乏味的缺陷。學(xué)生可以通過(guò)各種實(shí)踐過(guò)程,培養(yǎng)證據(jù)意識(shí),進(jìn)行因果推理,對(duì)研究的問(wèn)題進(jìn)行描述、解釋或預(yù)測(cè),達(dá)到培養(yǎng)論證能力的目的。

4 實(shí)踐性作業(yè)的實(shí)施建議

實(shí)踐性的作業(yè)要求課內(nèi)與課外活動(dòng)相結(jié)合,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行交流、討論與合作,培養(yǎng)學(xué)生的論證能力。教師可以對(duì)活動(dòng)進(jìn)行一定的組織和指導(dǎo),讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)方法去設(shè)計(jì)研究課題、去觀察、思考和解釋現(xiàn)象。同時(shí)教師也可以不規(guī)定實(shí)踐性作業(yè)解決的具體方法和步驟,充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、創(chuàng)造性。實(shí)踐性作業(yè)關(guān)注學(xué)生的參與和實(shí)踐過(guò)程的體驗(yàn),只要學(xué)生參與了，教師就應(yīng)給予適當(dāng)?shù)墓膭?lì)。而實(shí)踐性作業(yè)的成果形式可以是一份調(diào)查報(bào)告、訪問(wèn)記錄、活動(dòng)日記、論文、攝影圖片或者圖畫(huà),也可以是一份手工制作、一個(gè)小實(shí)驗(yàn)器具或者小發(fā)明創(chuàng)造等等。在實(shí)踐性作業(yè)的實(shí)施中,應(yīng)注意與物理學(xué)科知識(shí)的融合,考慮到學(xué)生實(shí)際情況,作業(yè)不宜求大,而要求實(shí),必須立足學(xué)生現(xiàn)有水平,讓學(xué)生經(jīng)過(guò)努力能夠完成,這樣才能具有實(shí)效性、實(shí)踐性,達(dá)到培養(yǎng)論證能力的目的。

實(shí)踐性作業(yè)基于真實(shí)情境,引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題,在科學(xué)探究中鞏固了科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容,有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和證據(jù)意識(shí),切實(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的論證能力。