例說兩種教學論下的物理概念教學設計*

孔 云

(上海市七寶中學 上海 201101)

例說兩種教學論下的物理概念教學設計*

孔 云

(上海市七寶中學 上海 201101)

以科學取向教學論為主線，通過具體案例設計，對比研究了在概念教學下的哲學取向教學論和科學取向教學論，并提出了教學設計的新觀點.

哲學取向教學論 科學取向教學論 物理教學 概念教學 教學設計

目前，國內外存在多種以教學規律為研究對象的教學理論，大致可分為哲學取向教學論和科學取向教學論[1].近年來，基于科學取向教學論的教學體系已逐步建立，并成功運用于語文、化學等學科的教學實踐中[2，3].因此，如何在物理概念教學中運用教學論，形成意義學習，促進知識論、發展論在課堂教學中的具體實現，顯得尤為重要.

1 兩種教學論

哲學取向教學論，是一種基于經驗和哲學的教學理論，如孔子的“不憤不啟,不悱不發”、“因材施教”、“循序漸進”等.哲學取向教學論不僅明確了教育、教學的宗旨，而且通俗易懂、廣為人知，因此，長期以來在教學中占主導地位.該教學論雖然能用哲學原理對教學進行方向性指導，但由于缺少具體的設計流程，不易實踐，最終導致教學的好壞完全憑教師經驗.經驗教學的弊端在于：(1)經驗形成時間周期長，導致新教師成才慢；(2)經驗容易固守，阻礙老教師大膽變革.

所謂科學取向教學論，就是在科學心理學，尤其是在學習心理學基礎上建立起來的教學理論以及相應的教學設計原理和技術[4].它來源于豐富的教育學、心理學理論基礎，如布盧姆的教育目標分類理論、奧蘇貝爾的意義學習理論、加涅的學習分類理論和信息加工心理學相關理論及教學技術.該教學論從學習理論角度構建具體的認知策略，使教學的目標、內容和評價相統一.就物理學科而言，其指導下的教學行為表述概念清晰、流程具體，然而由于其起步較晚，有些地方還有待完善，具體如表1所示.

表1 教學設計加工機制對比

2 物理概念學習

2.1 哲學取向教學論下的概念學習

每一個物理概念都有它的圖式(見表2)，哲學取向教學論下的概念教學依據“循序漸進”和“最近發展區”原理，將概念圖式中的條目逐條梳理，憑經驗設計實驗和例題，搭建學習的“腳手架”，最終形成意義學習.由于這種教學設計對教師教學素養和教學經驗的依賴很大，因此在考試經驗指導教學經驗的大環境下，片面的考試觀容易導致教師將概念學習和概念數學表達式的學習一分為二地割裂開，形成“學習概念的數學表達式靠練，學習概念的相關屬性靠背”的經驗主義教學模式.注重概念表達式的應用，忽視概念內涵的理解的教學，貌似意義學習，實則機械學習.

2.2 科學取向教學論下的概念學習

華東師范大學的陳剛教授指出：物理概念的學習一般經歷提出問題、猜測與假設、設計實驗、處理數據等子環節，每一子環節所需解決的問題和問題策略都不盡相同.因此，在學習理論基礎上建立起來的教學設計，就是通過揭示解決各子問題所用的策略和過程，并為規劃教學活動提供可靠的依據[5].同時，他還強調：“概念的習得要從奧蘇貝爾的意義學習規律出發，在安排教學活動中依據布盧姆的教育目標分類學，最終在測量學生的外顯行為的評價方式上依據加涅的理論來設計.”[6]可見，對物理概念的真正理解，在于概念間的本質或者因果聯系，即物理概念獲得的邏輯方法，而科學取向教學論為此提供了心理學基礎.

3 基于科學取向教學論的物理概念教學設計

下文以“功率”為例，說明科學取向教學論指導下的物理概念的教學設計，而哲學取向教學論下的教學設計較為常見，其流程這里不再贅述.

3.1 教學目標分析

3.1.1 認知目標

(1)通過舉例歸納和數學演繹，領會功率的圖式，識記功率的符號和單位；

(2)通過平均速度和瞬時速度的類比，領會平均功率和瞬時功率；

(3)通過具體實例的分析演繹，領會機械功率、額定功率和實際功率；

(4)在動手實驗和演示實驗中，運用功率解決實際問題.

布盧姆教育目標分類：識記、領會、運用、分析、綜合、評價.

3.1.2 態度、情感目標

(1)在功率與動力學的實驗中，接受理論指導生活的科學態度；

(2)在功率與能量關系的分析中，接受綠色環保的生活態度.

布盧姆價值觀內化的5種水平：接受、反應、評價、組織、性格化.

3.2 學習任務分析

3.2.1 建立概念圖式

“功率”的圖式如表2所示.

表2 功率的圖式

3.2.2 學習層級分析(圖1)

圖1 “功率”層級分析框圖

3.2.3 獲得圖式中主要結論的邏輯方法分析

(1)功率的物理意義

獲得結論的邏輯過程——共變法，如表3所示.

表3 功率的物理意義

(2)平均功率和瞬時功率的概念——演繹法

如果一個物理量隨時間不斷變化，則可以用瞬時值和平均值兩個角度進行描述(大前提).

功率隨時間變化(小前提).

功率有平均值和瞬時值(結論).

(3)機械功率(額定功率、實際功率)的概念——演繹法

能量轉化時，參與轉化的能量不可能無窮大(大前提).

機械是一種能量轉化的裝置(小前提).

任何機械都有額定功率和實際功率(結論).

(4)機械功率與牽引力、速度之間的關系——共變法(表4)

表4 功率與牽引力和速度之間的關系

3.3 制定教學過程

教學過程如表5所示.

表5 教學過程

續表

3.4 學習結果測量與評價

3.4.1 “功率”課后測試

(1)功率的定義采用的科學方法是

(“領會”)，功率的單位是 .(“識記”)

(2)挖土機能在1 h內能把160 t的砂土勻速送到5 m高的地方去，它的功率為W(“領會”).

(3)關于功率，以下說法正確的是( )(“領會”)

A.平均功率就是瞬時功率的平均值

B.用功率的定義式計算的是平均功率

C.瞬時功率和功沒關系

D.機械的實際功率不會超過其額定功率

(4)一個質量為2kg的物體從某一足夠高處自由落下，則在它下落的過程中，第3s末重力的功率為W，在它下落過程中的第3s內重力的功率為W.(“領會”)

(5)起重機的額定功率為50kW，豎直向上勻速起吊一個質量為3t的重物，則該重物的最大速度是m/s，如果該重物被勻速吊起的速度為1.5m/s，則起重機的實際功率為kW.(“運用”)

(6)一輛質量為2 500kg的汽車沿水平路面由靜止開始行駛，并始終以額定功率60kW工作，所受阻力恒為2×103N，則：

1)當汽車速度達到6m/s時，加速度為多大？

2)汽車最終達到的最大速度為多大？(“運用”)

(7)變速自行車在上坡的時候要換成低速擋還是高速擋，為什么？(“運用”)

(8)請從功率的角度對我們的綠色生活提一個建議.(“接受”)

3.4.2 測試題目說明

本測試題的安排是按照布盧姆的教學目標分類進行的.其測試內容直接針對教學目標，從而能夠科學地檢測教學過程是否合理，教學效果是否良好.其中，教學目標 (1)：對應測試題1和2；教學目標(2)：對應測試題3和4；教學目標(3)：對應測試題5；教學目標(4)：對應測試題6和7；教學目標(5)、(6)：對應測試題8.

4 總結

總之，不論是哲學取向教學論還是科學取向教學論，其最終目的在于通過知識的意義學習促進人的發展，雖然立論基礎不同，但兩者各有所長.教學設計者應將兩者有機結合，才能揚長避短，左右逢源.

1 皮連生.科學取向的教學論的核心理念及其應用的基本操作程序.當代教育科學，2012(8)：3～30

2 吳紅耘，皮連生，林紅.基于ADDLE模型的“教師學習”范式——以蘇州市實驗小學語文教師專業成長為例.教育科學研究，2013(9)：69～76

3 潘慶玉.當前國內教學理論研究熱點掃描與問題反思.課程教學研究，2013(2)：5～10

4 皮連生.運用科學取向教學論，引領教改新方向.教育科學研究，2013(8)：5～11

5 陳剛.試論物理概念和規律的學習與教學設計.物理教學，2012(7)：11～16

6 陳剛.物理教學設計.上海：華東師范大學出版社，2009.118

*上海市閔行區教學課題“科學取向教學論在高中物理概念教學中的實踐研究”，項目編號：QY2015194

孔云(1976- )，男，中教高級，上海市閔行區骨干教師，主要從事物理教學設計和與學習心理學的相關研究.

2016-12-16)