中學物理“導學案”的價值追求

汪曉曉 林欽

摘? ?要：基于“導學案”的教學是目前流行的一類教學模式，“導學案”是此類教學的核心和關鍵，但對中學物理“導學案”的分析表明，當前的“導學案”普遍存在過于注重知識點的記憶和應用，而忽略學生思維方法的培養的問題。在“導學案”中滲透思維方法的訓練是培養學生物理核心素養的應然要求。

關鍵詞：中學物理導學案;思維方法;核心素養

“導學案”是由教師個人或者集體共同設計的一種學習方案，其目的是通過自主學習，培養學生綜合素質[ 1 ]。最初“導學案”是以“講學稿”的形式出現在東廬中學的課堂上，后來杜郎口中學開展的“三三六”自主學習模式使“導學案”步入大眾的視野[ 2 ]。目前基于“導學案”的教學成為一種流行的教學模式[ 2 ]，各式各樣的“導學案”也如雨后春筍般不斷涌現。

1? 中學物理“導學案”現狀

不同的“導學案”的板塊略有不同，但總的來說“導學案”主要包括預習指導、合作交流和達標測試三個大板塊。其中預習指導模塊主要提供學生自主學習，完成相應的預習任務;合作交流模塊主要是課堂上使用，由教師指導學生合作交流探索預習中的問題;達標測試模塊則用于課后的復習鞏固。可見學生對物理的學習是基于“預習指導”模塊展開的。我們收集了8份市面上發行的導學案參考用書以及優秀導學案案例，對每份“導學案”中預習指導模塊的內容進行統計。將題目分為記憶性知識的題目和探索、解決問題類的題目兩部分。

記憶性知識的題目是指那些只為了使學生復述學習到知識的問題;

例如，我們周圍的空氣受到的__________作用，空氣也具有__________，所以空氣內部也有壓強，這就是__________，簡稱? ? ? 或__________。

探索、解決問題類題目是指學生在學習過程中需要自己綜合學習到的知識，應用學習到的方法進行解決的問題。

例如，①在托里拆利實驗中，玻璃管裝滿水銀的目的是什么？

…

④實驗中玻璃管傾斜對實驗結果沒有影響，理由是什么？若實驗用的玻璃管換用粗一些的，會有影響嗎？

⑤還有測量大氣壓的方法嗎？說說你的想法，想想你的方法較托里拆利實驗的優缺點。

筆者以此分類為依據對這些市面上的“導學案”的部分章節的預習指導模塊進行統計。統計結果見表1。

通過圖1發現，目前“導學案”的導學部分著重知識性的內容，而探索、解決問題類題目幾乎沒有。“導學案”普遍存在過于注重知識點的記憶和應用，而對學生思維方法的培養則比較弱。由此可見當前的許多“導學案”存在背離“通過自主學習，培養學生綜合素質”的初衷，表現出過于重視學生對知識技能的獲得而忽視了對學生思維方法的培養的問題。

2? 思維方法在“導學案”中的重要性

我們常常聽到這樣一句話“學過的知識都還給老師了”，那教育到底帶來了什么？關于教育我們可以聽到很多種聲音，馮·勞厄曾說過教育無非是所有知識遺忘后所剩下的東西。也就是說教育的價值不在于知識本身而是內在的——在學習過程中所獲得的能力和品質[ 3 ]。目前我國提倡以核心素養為導向的物理教學，目的在于使人的能力和品格得到提升，最終培養全面發展的人，從而實現教育真正的價值。物理核心素養包括 “物理觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態度與責任”四個部分。在這四個部分的共同作用下，讓學生掌握物理思維和方法，發展學生的思維能力和探究能力[ 4 ]。思維方法是在經驗的積累下人們總結歸納出的，可以有效地提高學生的思維能力。通常用思維品質作為判斷學生的思維能力的高低的量度，主要包括深刻性、靈活性、批判性、獨創性和敏捷性五個方面[ 5 ]。

例如，（1984年.全國卷.四（4 ））已知地球半徑 R=6.4×106m，試估算地球大氣層空氣的總重量。最后結果保留一位有效數字。__________

________________________________________

解決問題的整個思維過程如圖2所示[ 6 ]。題中的實際問題是指估算大氣層的空氣的總重量，要解決這個問題首先需要分析得出大氣壓強是大氣重力產生的原因。所以大氣的重力可以近似地看成地球表面所受的大氣壓力，即G=F，并建立相應的物理與數學模型。在這個過程中個體對事情的理解程度就是深刻性的表現，一般運用最多的是分析、抽象和概括的思維方法。之后我們又將地球上的大氣壓強看作一個標準大氣壓，這是一個抽象問題的階段，在物理學中我們經常運用這類理想化的方法。最后再根據已學知識F=PS，算出大氣層的總重量。

通過上述分析可以發現解決問題的整個過程離不開思維方法的應用，其有效地促進思維品質的形成，培養學生的核心素養。而基于“導學案”的教學采用的是一種先學后教的教學模式，其目的是使學生的能力和品質得以發展。學生通過“先學”使新知識與已有的認知結構之間發生聯系，最后將其納入已有的認知結構中，最終培養學生的自主意識和能力[ 7 ]。“導學案”不是讓學生將書本的知識謄寫過來的工具，它的意義在于讓學生學會學習。因此“導學案”本身應該注重思維和發展，而不是知識的記憶。

3? 關于“導學案”的建議

如何使“導學案”在自主學習的過程中起到培養學生思維方法的作用成為需要解決的難題。以測量大氣層重量為例，若直接讓學生估算大氣層的重量，學生難以完成，那是否可以通過展示思維過程的方式來引導學生解決問題呢？我們知道青少年正處于形式運算階段，具有一定的抽象思維。青少年又可分為少年期（主要指初中生）和青年初期（主要指高中生）。少年期的抽象思維需要感性經驗來支撐，而青年初期可以通過理論推導形成抽象思維，這種從感性到理論的過渡從初二開始到高二基本完成。因此，對于正處于初中階段的學生來說以示范的方式向其展示解決問題的整個思維過程是符合學生的思維發展特點。就此筆者提出以下兩種具體操作建議。

（1）以問題串的方式培養學生的思維方法

以問題串的方式帶領學生運用分析、綜合、抽象、概括等思維方法解決問題，最終學會自主應用思維方法是符合學生思維發展的。對測量大氣重量的題目改編如下：

液體由于受到重力的作用，對容器底部、側面都會產生壓強。壓強大小可用P=ρgh計算。氣體和液體都屬于流體，氣體的壓強是否也可以看成是氣體受重力作用的結果呢？

若我們在高山腳下測得的大氣壓和高山頂上測得的大氣壓大小__________? ? ? （“相同”或“不同”），則我們可以認為__________? ? ?。理由是：__________? ? ?。

若我們已經知道了水平面附近的大氣壓為P=1.0×105pa，我們是否可以根據壓強和壓力的關系估算大氣層對水平面的壓力呢？

由此是否可以估算大氣層的質量呢？

改編后的題目將抽象、分析的部分用文字展示出來，然后以問題串的方式幫助學生一步步地構建物理模型，最終解決問題。大氣屬于一種物質，具有質量，這要求學生具有正確的物理觀念。除此之外，還側重對學生構建物理模型的能力的考察。在整個解決問題的過程中，要求學生學會運用分析、抽象、推理等思維方法，培養學生的物理觀念、科學思維和科學推理的素養，發展學生的思維能力。

（2）添加物理學史中科學家思維過程的內容培養學生思維方法

在19世紀法國哲學家奧古斯特·孔德就已提出將物理學史融入教育，隨著對物理學史越來越深入的研究，目前已有不少學者提出物理學史對教育的價值，其中包括幫助學生構建知識、發展科學思維和情感態度價值觀等。物理學家發現、解決問題的思維過程與人的思維發展過程是一致的。在“導學案”中加入的物理學史的內容可以起到展示其中的思維過程、教給學生類似的思維方法的作用。仍以大氣壓強這節內容為例，在大氣壓強的教學中，托里拆利發現大氣壓強并且測得大氣壓強，但是對這一發現和探究的過程描述往往是空白的。

例如，托里拆利在研究真空是否存在時發現一個有趣的現象，他將一端開口且裝滿水銀的玻璃管倒扣在水銀槽中，發現水銀只能保留大約76cm的高度，若玻璃管內裝的是水，則這一高度可以達到10m，并且他們上方都會有一段空白。這段空出來的就是沒有任何物質的真空。托里拆利認為玻璃管中水銀上方的真空是由于大氣的壓力不足造成的，即大氣的重量只能支撐76cm的水銀柱。并由此估算了大氣層的高度，大家能否由此推理出托里拆利的計算方法？

托里拆利并不滿足于猜想，于是他設計了估算大氣層高度的實驗驗證：他認為如果大氣壓確實只能支撐76cm的水銀柱，那么在高山上做這個實驗時，水銀柱高度應該更小，因為大氣的高度變小了。這個實驗由他的學生帕斯卡來完成，并證實在高山上大氣所能支撐的水銀柱高度小于地面。

今天我們知道大氣層中的空氣并不均勻分部，越高的地方空氣越稀薄，因此托里拆利的估算結果是不合理的。但他的這種大膽猜想、小心求證的思想是值得我們學習的。我們知道水平面附近的大氣壓為P=1.0×105pa，同學們能否受托里拆利的探究故事的啟發，估算一下大氣對水平面的壓力大小，并根據壓力和壓強的關系估算地球表面大氣的質量。

這樣一個發現問題、分析問題、推理驗證的思維過程在潛移默化地影響學生，讓學生學會像物理學家一樣地思考問題，使思維得到訓練，最終養成相應的思維方法，同時使學生的物理核心素養得以提升。

4? 小結

思維方法是人們在長期經驗積累下而總結出的，包括分析、綜合、抽象、概括、推理、比較等。利用思維方法培養學生的思維能力是核心素養的應然要求。因此，如何在“導學案”培養學生的思維方法成為需要解決的問題。鑒于“導學案”主要用于學生在學習新知識之前以及學生的思維特點，筆者主張在“導學案”中以示范的方式展現解決問題的思維過程來培養學生思維方法，促進學生物理核心素養的形成。最后本文給出了具體的案例供大家參考，希望今后大家能夠注重對學生思維方法的培養，實現教育真正的價值。

參考文獻：

[1]張海晨.高效課堂導學案設計[M].濟南：山東文藝出版社，2010.

[2]李舒波.“導學案”的源起、意義、問題及改進[J].教學與管理，2014（21）：123-125.

[3]林欽，陳峰，宋靜.關于核心素養導向的中學物理教學的思考[J].課程.教材.教法，2015，35（12）：90-95.

[4]胡衛平.物理學科核心素養的內涵與表現[J].中學物理教學參考，2017，46（15）：1-3.

[5]田世昆，胡衛平.物理思維論[M].南寧：廣西教育出版社， 1996.

[6]邢紅軍，陳清梅.論原始物理問題的教育價值及其啟示[J].課程.教材.教法，2005（1）：56-61.

[7]朱智賢.中國兒童青少年心理發展與教育[M].北京：中國卓越出版公司.1990