高中物理課堂微生態的構建*

“生態”原本是一個生物學名詞，指自然界的一定空間內生物與環境構成的統一整體。課堂中教師、學生、課堂環境構成了“課堂生態”。它由教學內容、師生互動、教學過程、評價方法等生態因子構成，各生態因子相互影響、相互作用、和諧共存。而每一生態因子又有自己的構成，相對“課堂生態”來說，這是一個亞結構層次的構成，謂之“課堂微生態”，每個微生態又包含各自的微生態因子。例如教學內容微生態包含具體的探究內容、探究的問題及呈現方式等微生態因子。細化到對課堂微生態層次調查、分析的課堂評價更加具體、準確、科學。而課堂微生態層次的構建又能使教師對課堂精準把握，可操作性更強。

課堂微生態是諸微生態因子相互聯系、協調平衡的整體，它的構建也體現了教育者的教育理念及時代的特征。然而現階段物理課堂微生態還存在諸多失衡現象。隨著“核心素養”對三維目標的進一步發展和超越，高中物理課堂微生態圍繞物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任進行構建，使學生通過物理學習形成內化的、帶有物理學科特性的品質；更加強調真實情景下和非常規問題背景下的復雜思維、高階智商的認知和開發、學科整合及跨學科學習的能力。“真實”“和諧”“開放”是核心素養背景下課堂微生態的重要特征。

筆者近幾年進行了高中物理課堂微生態方面的調查分析的課題研究，對一些高中物理課堂微生態設計做了實踐嘗試，將一點體會與大家分享。

一、創設真實情境，構建“研究式”的課堂氛圍

課堂微生態是一個系統，“真實”是這一系統的一個基礎。在真實情境中呈現知識，把學與用結合起來，讓學習者像“專家”“師傅”一樣進行思考和實踐正是“科學思維和科學探究”的要求。真實情境下的原生素材是不含任何物理量的自然現象和事實，這種情境下發現問題、提煉問題的全程體驗更具“研究式”課堂氛圍。真實的情境能高效地引起學生的回憶，激活前知識、前概念，并實現在此基礎之上的糾錯、突破和遷移。建立在真實情境下的原生問題的綜合性與系列化能滿足不同層次學生個性化的需求，更加有利于學生研究能力和創新能力等素養的培養。

例如，關于“牛頓第二定律的動力學問題”的教學，就可以讓學生從觀察公共汽車車廂內乘客拉手在啟動、勻速行駛、剎車的運動，分析所包含的物理原理素材開始。學生能通過觀察發現在汽車啟動、剎車時拉手偏離豎直線一定的角度，汽車在作勻速行駛時拉手不偏離豎直線的現象。在此基礎上，教師引導學生分析拉手偏離豎直線的所包含的物理原理，用所學的物理規律進行定性、定量的分析計算。

二、以“問題”為主線，打造平衡教學系統

課堂微生態是一個多因子的平衡系統，它們彼此之間是一個相互作用、相互聯系的整體。

課堂微生態的構建要把讓學生形成物理觀念作為課堂教學的重要目標，它是在學生掌握了物理概念、物理規律等內容的基礎上，通過系統反思和遷移應用形成的，并在解決實際問題的過程中得到發展。教師應精心選擇適合學生的探究課題，引導學生相互協作、主動探究、抽象出問題，并以“問題”為主線，編排解決的方案。鼓勵學生敢于質疑、敢于挑戰權威。對學生的評價強調其參與與努力的程度，對學生的錯誤進行歸類、糾正的同時及時通過評價激勵學生成長，從而實現師生互動、教學的個性化與人文化、課堂評價等微生態的和諧相長。

例如，筆者曾教學“‘暗物質’你在哪里？”這一內容，整節課的教學流程如圖1。

圖1 教學流程圖

在這一過程中，我們看到探究的過程不僅是一個解題的過程，更是一個研究的過程。整堂課是在教師引導下小組討論、合作交流、師生配合共同從真實情境中發現問題解決的線索，并通過“建模估算”而成的。它讓學生從觀念上“真情實感”地感受到“暗物質”的存在，解決問題的同時掌握構建模型這一科學思維方法，開闊了學生的視野，由此將學生的理性思維引向深入。

三、強化知識整合，構建開放的課堂微生態

開放的課堂微生態是培養適應學生終身發展關鍵能力的必然要求。開放是為了融合，在融合中求得最佳效果。知識的整合和跨學科學習的過程就是訓練學生科學推理和科學論證，體驗模型構建、等效、類比、理想實驗等科學思想方法的過程，它是融合的重要的手段。通過學科及跨學科整合性的學習，循序漸進地進行拓展，促進學生全面發展。引導學生用分析、綜合、評價等思維高級形式進行思考。實現從“淺層次學習”到“深度學習”的飛躍，培養學生核心素養。

例如，圖2為特殊物質“場”的探究層級框架圖，全程由“場”主線貫穿，實現從抽象物質的整合到探究原子的內部結構、物質波等內容拓展。

圖2 探究層級框架圖

總之，筆者在教學過程中深刻體會到“真實”“和諧”“開放”的教學微生態是促進學生高效學習的保障。我們應當以培養學生核心素養為目標，運用現代教育理論，更好地優化、研究課堂微生態，為學生的終身發展助力。