提升物理教師教學(xué)設(shè)計能力的策略研究

張艷香 韓艷華

摘要：教學(xué)的終極目標是促進學(xué)生適應(yīng)社會生活的生存發(fā)展需要、具有終生學(xué)習(xí)的能力，因此在教學(xué)過程中提升教師為了實現(xiàn)“以學(xué)生學(xué)為目的而進行的教學(xué)設(shè)計”是至關(guān)重要的。本文結(jié)合教學(xué)實際提出有效促進物理教師實現(xiàn)“以學(xué)生學(xué)為目的而進行的教學(xué)設(shè)計”策略。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計;以學(xué)生學(xué)為目的教學(xué)設(shè)計;提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2020.09.004

中圖分類號：G642.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1671—1580（2020）09—0018—04

由于中考的壓力及學(xué)校課時的壓力，目前物理教師“為實現(xiàn)教師教的目的而進行設(shè)計教學(xué)”的能力逐漸提升，“為實現(xiàn)學(xué)生學(xué)的目的而進行設(shè)計教學(xué)”的能力略顯不足，或者教師的教學(xué)設(shè)計主要是圍繞著自身的教學(xué)情況進行，或為完成實際教學(xué)而設(shè)計的，特別是有意識為促進學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提升的教學(xué)設(shè)計能力處于踟躕不前狀態(tài)。針對目前物理教師的學(xué)科實踐能力亟需提升，2017年在省教研員的指導(dǎo)和提供物理教師學(xué)科實踐能力提升理論支撐下，松原市五個學(xué)校二十幾名物理教師申報了省教育廳基礎(chǔ)教育課題——物理教師的PCK發(fā)展策略研究，關(guān)于物理教師教學(xué)設(shè)計能力提升是本課題的一個重要的方面，因為教學(xué)設(shè)計是提升課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)系因素，也是學(xué)生形成物理思維能力和應(yīng)用物理知識解決實際問題的重要組成部分，為此物理教師的教學(xué)設(shè)計能力也是提升物理教師學(xué)科實踐能力的一個重要組成部分。

一、關(guān)于物理教學(xué)設(shè)計的概述

任何一件事情要想成功，首先要對事情進行周密的規(guī)劃和設(shè)計，這樣事情的進展才會順利以及最后走向成功。物理課堂教學(xué)也是這樣，要想使我們的課堂教學(xué)是優(yōu)質(zhì)的課堂，學(xué)生通過物理課堂獲得最大的收益，這就要求我們物理教師在課前要對本節(jié)課進行精心的教學(xué)設(shè)計，如何作好教學(xué)設(shè)計是我們每位教師的基本功，也是我們教學(xué)成功的前提。

物理教師良好的教學(xué)設(shè)計能力必須依據(jù)先進的教學(xué)理念和目前課堂教學(xué)的特點而進行的。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展、教育的普及和社會的進步，科學(xué)教育的理念和目標也在不斷發(fā)生變化，當代國際教育的核心理念是促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。我國物理課程標準明確提出，物理課程的總目標是提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，促進學(xué)生的全面發(fā)展。特別是2017年頒布的高中物理課程標準中提出高中物理核心素養(yǎng)是由四部分構(gòu)成的，物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。我們初中物理也要順應(yīng)時代的潮流向培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)進行轉(zhuǎn)變，根據(jù)促進學(xué)生核心素養(yǎng)的課堂特征進行教學(xué)設(shè)計是每位物理教師應(yīng)該進發(fā)的方向。

（一）促進學(xué)生發(fā)展的物理課堂教學(xué)的特征

1.真正以學(xué)生為課堂教學(xué)的主體，引領(lǐng)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展

隨著社會科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展和進步、教育的極大普及，科學(xué)教育的目標和理念也在不斷發(fā)生著變化。我國的科學(xué)教育的目標逐漸由培養(yǎng)精英教育走向培養(yǎng)合格公民教育，特別是2017年普通高中課程標準明確提出核心素養(yǎng)的概念，我國初中義務(wù)教育物理課程標準提出：義務(wù)教育課程標準旨在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)終生發(fā)展必需的基礎(chǔ)知識和方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，在分析問題和解決問題時嘗試運用科學(xué)知識和科學(xué)研究方法。這就要求我們的教育教學(xué)的終極目標是以促進學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力發(fā)展，在課堂教學(xué)中應(yīng)該以學(xué)生為課堂教學(xué)的主體，通過我們的課堂教學(xué)引領(lǐng)學(xué)生核心素養(yǎng)的極大發(fā)展。

2.引導(dǎo)學(xué)生在前概念的基礎(chǔ)上進行思維深加工，促進學(xué)生科學(xué)認知的發(fā)展

國內(nèi)外大量教學(xué)實踐充分證明，學(xué)生在正式學(xué)習(xí)物理知識（物理概念或物理規(guī)律）之前，在學(xué)生頭腦中對新知識的理解有一個自身的認識，這個認識可能有助于科學(xué)概念的認識，也有可能阻礙對科學(xué)概念的認知，學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下，對于認識前概念中的有益成份進行加工，補充修正不正確的認知部分，引導(dǎo)學(xué)生在頭腦中構(gòu)建出正確的認知結(jié)構(gòu)。如關(guān)于沸騰這一概念，學(xué)生在日常生活中應(yīng)該是見過沸騰現(xiàn)象的，但是對沸騰這一概念并沒有形成正確的前概念，好多學(xué)生認為生活中“水開了”就是沸騰，這樣的前概念對于形成正確的沸騰概念還有點距離。如在教學(xué)中教師能正確引導(dǎo)學(xué)生認真觀察，通過現(xiàn)象和教師的引導(dǎo)，學(xué)生結(jié)合自己的前概念就會形成正確的科學(xué)概念。

3.創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生進行科學(xué)探究的情境，引導(dǎo)學(xué)生主動進行觀察和思考，做到教學(xué)過程既有預(yù)設(shè)又有生成

以往我們的探究活動都是在教師構(gòu)建出一種理想化的情境，把生動活潑的物理實驗演化成死板的、僵硬的、沒有活力，硬塞給學(xué)生的一個實驗，一個情境。學(xué)生在這樣的情境中只是一個被動的知識接受的容器，形成一個機械的結(jié)論。如果現(xiàn)實中出現(xiàn)一個新情境，學(xué)生對于這樣的結(jié)論怎么去應(yīng)用，怎么去解釋現(xiàn)象，一片茫然。因此在教學(xué)中我們倡導(dǎo)教師要構(gòu)建一個真實的情境，引導(dǎo)學(xué)生在真實的情境中主動認知結(jié)構(gòu)中構(gòu)建新的知識生長點，這樣生長出來的知識是生動的，富有生命力的，會主動引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實生活中或物理問題解決過程中主動應(yīng)用它解決問題。

4.運用多種教學(xué)方式方法和策略，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會研究問題的方法，有效促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展

教學(xué)有法但無定法，引導(dǎo)教師不斷開拓思維方式，以促進學(xué)生學(xué)會研究問題、促進物理思維發(fā)展、提升解決物理問題為目的的多種教學(xué)方式，不拘泥形式、不拘泥固定方式，集多種教學(xué)策略于一體，有效促進教師的教學(xué)方式方法的發(fā)展。

（二）教學(xué)設(shè)計的概述

中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計的核心理念就是以促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展，或者說有效促進中學(xué)生的核心素養(yǎng)的發(fā)展。因此在實際教學(xué)設(shè)計時具體到每一個課題的教學(xué)設(shè)計，需要回答促進學(xué)生發(fā)展的有關(guān)問題，因此我們把物理教師的教學(xué)設(shè)計定義為以下內(nèi)容：

物理教師教學(xué)設(shè)計就是指物理教師以先進的教學(xué)理念為指導(dǎo)思想，根據(jù)所面對的教學(xué)對象和教學(xué)目標，依據(jù)促進學(xué)生核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的物理課堂教學(xué)特征，確定合適的教學(xué)起點與終點，將教學(xué)諸要素有序、優(yōu)化地安排，形成教學(xué)設(shè)計方案的過程。

二、促進物理教師教學(xué)設(shè)計能力提升的策略

策略一：引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建物理概念的教學(xué)設(shè)計策略

物理概念是一類客觀事物的屬性和本質(zhì)特征在人腦中的反映，是在觀察實驗的基礎(chǔ)上，運用科學(xué)的思維方法抓住一類事物或物理現(xiàn)象共同的本質(zhì)屬性，加以抽象和概括而形成的。 物理學(xué)科的核心概念由若干重要的概念的學(xué)習(xí)逐漸深入形成的，概念的學(xué)習(xí)是一個學(xué)科學(xué)習(xí)的核心，能作為理解或探究更加復(fù)雜概念的關(guān)鍵知識，也是促進學(xué)生思維能力發(fā)展的有效方法。

物理概念的教學(xué)應(yīng)當根據(jù)物理課程標準的要求，在物理學(xué)科發(fā)展歷程中物理概念的特點以及所教年段學(xué)生認知特點和規(guī)律展開，其教學(xué)過程大致有以下環(huán)節(jié)和步驟： 根據(jù)學(xué)生的生活實際狀態(tài)創(chuàng)設(shè)問題情境，引入物理問題;了解學(xué)生的認知特點，有的放矢運用科學(xué)思維方法，引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建物理概念;選擇有代表性的具體問題，運用物理概念去解決實際物理問題。

（一）根據(jù)學(xué)生的生活實際狀態(tài)創(chuàng)設(shè)問題情境，引入物理問題

創(chuàng)設(shè)問題情境的功能不僅僅在于引起學(xué)生好奇心，還應(yīng)該是有助于學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并由此結(jié)合自身已有認知結(jié)構(gòu)展開思維。因此，引入新課而創(chuàng)設(shè)的問題情境一定要明晰生動，帶有趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生探究的熱望，同時能夠引發(fā)學(xué)生思維向縱深發(fā)展。好的問題情境不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也會引發(fā)學(xué)生思考，讓學(xué)生產(chǎn)生欲罷不能的感覺。如有一位教師在講《流體流速與壓強的關(guān)系》一節(jié)時，首先展示乒乓球和漏斗，乒乓球是學(xué)生平時喜歡的體育器材、漏斗是實驗室中的一個實驗器材，這兩件本身沒有聯(lián)系的物品展示出來，本身就有一定趣味性，接下來教師提出：把乒乓球放到漏斗下面，如果我從漏斗細口往下吹氣，請同學(xué)想一想，乒乓球是落向地面、原地不動還是向上運動呢？在學(xué)生的觀念中向下吹氣，乒乓球毫無疑問是向下落的，這是一個不可懷疑的事實，但是教師實際操作以后，乒乓球不僅沒有下落而且還有向上旋轉(zhuǎn)。這樣的情境設(shè)計不僅有助于學(xué)生興趣的提升，同時也會引發(fā)學(xué)生的思維向縱深發(fā)展。

（二）運用科學(xué)思維方法，引 導(dǎo)學(xué)生建立物理概念

要使學(xué)生形成正確的物理概念，就必須在獲得足夠的感性材料的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生運用比較、分析、綜合等思維方法，對感性材料進行思維加工，進而抽象概括出事物的本質(zhì)屬性，從而使他們形成概念。

（三）選擇具體問題，運用物理概念

當學(xué)生初步形成概念后，必須及時給他們提供運用概念的機會，讓他們將抽象的概念“返回”到具體的物理現(xiàn)實中去，使他們在運用概念聯(lián)系實際或解決具體問題的過程中，鞏固、深化和活化概念，豐富和發(fā)展物理概念的適用情境。對物理概念適用情境的豐富和發(fā)展具體表現(xiàn)在兩個方面：一是增加物理概念適用的情境，比如原來只適用于直線運動的物理概念，逐步擴展到曲線運動;二是原有物理概念適用情境認識的更加深入，精細。同時，特別要注意逐步引導(dǎo)學(xué)生正確運用概念去分析、處理和解決物理問題的思路和方法，引導(dǎo)他們在運用已有的概念去面對新的物理現(xiàn)象時，勇于提出問題，勤于思考，擴大認識范圍，逐步提高他們分析、解決物理問題的實際能力。所以，運用是使學(xué)生把學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為能力的關(guān)鍵。

策略二：指導(dǎo)學(xué)生探究和理解物理規(guī)律的教學(xué)設(shè)計

物理規(guī)律教學(xué)的一般教學(xué)設(shè)計包括得出規(guī)律、理解規(guī)律和應(yīng)用規(guī)律三個環(huán)節(jié)。以往以掌握知識為目的的教學(xué)設(shè)計往往偏重理解和應(yīng)用規(guī)律環(huán)節(jié)，忽視指導(dǎo)學(xué)生探究規(guī)律的過程，這也就失去了非常重要的培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的機會。學(xué)生學(xué)習(xí)物理的最終目的不是記住規(guī)律，而是能夠在理解物理規(guī)律得出的過程中促進自身的物理思維的發(fā)展，為自己未來的生活和工作打下堅實的基礎(chǔ)，為獲得終身學(xué)習(xí)能力打下堅實基礎(chǔ)。對學(xué)生中的大多數(shù)人而言，一生最有用的不是某個具體的物理規(guī)律，而是通過經(jīng)歷探究規(guī)律的過程而有意識培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)思維方法與學(xué)到的研究方法進行總結(jié)和提升。因此，指導(dǎo)學(xué)生探究規(guī)律應(yīng)該是物理規(guī)律教學(xué)的重中之重。另外嘗試將獲得的規(guī)律應(yīng)用于新情境解決實際問題，也是規(guī)律教學(xué)的重要內(nèi)容。不僅可以深化對物理規(guī)律的理解，鞏固所學(xué)知識，從科學(xué)探究的角度而言，這也是探究過程的重要組成部分，是對之前探究結(jié)論的再檢驗、再認識。

策略三：促進學(xué)生認識整合發(fā)展的教學(xué)設(shè)計策略

中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會物理知識的同時，還需促進學(xué)生認知整合能力的發(fā)展。中學(xué)物理知識體系是由許多物理學(xué)科的核心概念和規(guī)律構(gòu)成的，這個完整的知識體系本身具有關(guān)聯(lián)性、層級性和系統(tǒng)性。從知識建構(gòu)的角度上講，物理概念和規(guī)律是形成物理知識體系的基本元素。但在物理核心概念或規(guī)律得出的過程中，所采用的科學(xué)思維方式和方法，特別是探究過程和方法、實驗觀察的方法、提出問題的方法、解決問題的方法等對于學(xué)生形成正確的認知結(jié)構(gòu)，形成正確的對物理知識體系的認知是非常重要的。這些方法和思維方式對于促進學(xué)生形成良好的物理思維能力和應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力也是非常重要的。

物理學(xué)中許多概念或規(guī)律的得出過程都是應(yīng)用許多物理學(xué)的科學(xué)思維方式和方法獲得的。如果在教學(xué)中關(guān)注點只在知識上，學(xué)生學(xué)會的只是死的知識，從思維的角度是無源的，當然在應(yīng)用知識解決問題的過程中，如果知識忘記了，一切都是枉然了，但是如果學(xué)生學(xué)會了方法，如果公式呀或原理忘記了，可以運用一定的方法進行推導(dǎo)獲得。如初中電學(xué)中關(guān)于歐姆定律學(xué)完之后，為了加強對電學(xué)這部分知識的理解，通常設(shè)置一節(jié)專題課，用雙表法或缺表法測電阻，以往的教學(xué)中教師都設(shè)計成固定的模式和固定的電路圖來解決這個問題。經(jīng)過三年課題歷練的油區(qū)十二中學(xué)劉教師在講這一專題時，摒棄了以往機械記憶與模仿的弊端，首先引導(dǎo)學(xué)生回憶伏安法測電阻的原理、滑動變阻器在電路的作用、串并聯(lián)電路的特點，以三個知識為線索，給定電源、定值電阻、開關(guān)，一塊安培表、導(dǎo)線若干，一個待測電阻，請畫出電路圖并寫出待測電阻的表達式（注意，安培表可以移動位置）。在前三個知識的線索指導(dǎo)下，這個問題很容易解決，當問題解決完了，教師又繼續(xù)引導(dǎo)，若只給一個伏特表呢？若電壓表依然保持，把定值電阻換成滑動變阻器會怎么樣呢？問題在教師的一步一步追問下，學(xué)生依據(jù)測量電阻的本質(zhì)原理一步一步從實驗操作上，從理論推導(dǎo)上完成本知識點的學(xué)習(xí)，同時提升了運用科學(xué)思維方法解決物理問題的能力。劉老師帶領(lǐng)的課題小組以初中專題課為基點，在促進學(xué)生認識整合發(fā)展的基礎(chǔ)上逐漸形成帶有學(xué)科傾向的專題教學(xué)設(shè)計，并把研究成果在油區(qū)十二中進行轉(zhuǎn)化，為全體物理教師的教學(xué)設(shè)計母本。

策略四：提升物理演示教學(xué)設(shè)計的基本策略

物理演示實驗是為了展示物理現(xiàn)象，揭示物理過程的發(fā)生、發(fā)展、變化的過程，引導(dǎo)學(xué)生進行觀察、思考，并配合教學(xué)內(nèi)容而由教師操作示范的實驗，它是物理教學(xué)中最富有活力的部分。因此在教學(xué)過程中教師對于演示實驗的設(shè)計是教學(xué)成功的關(guān)鍵因素，也是促進學(xué)生學(xué)好物理知識，促進物理學(xué)習(xí)能力提升的重中之重。演示實驗的教學(xué)效果一方面取決于實驗?zāi)芊耥樌菔荆芊癯霈F(xiàn)預(yù)期的物理現(xiàn)象、過程和結(jié)果;另一方面取決于教師自身的實驗技能和教學(xué)基本功以及教師對演示實驗教學(xué)所采取的教學(xué)策略和對教學(xué)過程的設(shè)計。

厘清實驗原理是促進演示實驗成功的關(guān)健要素。實驗原理是演示實驗應(yīng)該遵循的基本原理，實驗原理是物理實驗的核心，它不僅貫穿物理實驗的始終，在一定程度上決定著實驗的方法和步驟，從這個意義上講充分理解實驗原理是形成物理實驗設(shè)計能力的基礎(chǔ)和前提，教師在進行演示實驗之前，如果能講清實驗原理，認真分析實驗每一個步驟和每一步的目的，使學(xué)生真正體會到實驗原理的本質(zhì)，那么為學(xué)生下一步設(shè)計實驗方案和操作起到積極作用，同時也會為學(xué)生透過實驗現(xiàn)象歸納總結(jié)出更加普適的物理規(guī)律打好堅實的一步，作好鋪墊，引領(lǐng)學(xué)生對規(guī)律和概念的本質(zhì)屬性和適應(yīng)范圍有更加清楚明了的認識。如在講解摩擦力時，摩擦力總是阻礙物體相對運動和相對運動趨勢，學(xué)生往往理解不好相對運動趨勢，教師若能展動刷子（最好直觀生動的彩色大刷子）在沙紙上移動（但未完全運動起來），把物體的相對運動及趨勢展示得很好，這樣學(xué)生就會真正理解什么是相對運動和相對運動趨勢。再如平時我們教師在講摩擦力時經(jīng)常舉的例子都是物體在水平方向的相對運動和相對運動趨勢，那么物體的相對運動和相對運動趨勢不僅僅在水平方向上存在，而上課時教師的例子無形中引導(dǎo)學(xué)生形成思維定勢：物體的相對運動和運動趨勢在水平方向。一但形成這樣的思維定勢，當看到豎直方向上物理的相對運動和相對運動趨勢，學(xué)生就無所適從了。因此演示時一定要厘清實驗原理，思維不蘊于常規(guī)形成思維定勢。

為學(xué)生學(xué)而進行的教學(xué)設(shè)計策略研究是一個系統(tǒng)的動態(tài)的過程，隨著教育理論的不斷深化和發(fā)展，教學(xué)設(shè)計策略也會隨著發(fā)展變化，但是我們?yōu)閷W(xué)生終身學(xué)習(xí)能力發(fā)展的思想和目標不會變化，當然，一個能設(shè)計、有深度，完全為學(xué)生學(xué)的教學(xué)設(shè)計能力不是一蹴而就的，它需要我們物理教師在錘煉自己的教學(xué)實踐能力方面不斷探索、不斷精進。

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[責(zé)任編輯：黃可心]