新教材新高考背景下高中物理教學中培養學生終身學習能力路徑研究
——以“驗證動量守恒定律”教學為例

劉在英

一、研究終身學習能力的目的和意義

(一)終身學習能力的基本概念

終身學習是指社會每個成員為適應快速發展的社會和實現個體發展的需要,貫穿于人的一生的、持續的學習過程。1965 年,在聯合國教科文組織主持召開的成人教育促進會上,法國的成人教育家保羅·朗格朗首次提出了終身學習理論。他主張教育和學習的過程不應隨著學校學習生活的結束而終結,應該貫穿生命的全過程。終身學習能力就是人具有的終身學習的求知欲和習慣,具有發現問題、分析研究問題、解決應用問題的能力、善于交流準確表達的能力及團隊合作的能力。它具有終身性、全民性、廣泛性等特點。

(二)培養學生終身學習能力的目的和意義

人類進入21 世紀以前經歷了很多個時代。從2000 年前我國通過“絲綢之路”實現了東西文明的互鑒,到500 年前的航海運動的興起,目前全球正步入以中國的“一帶一路”倡議為載體、以相互融通為動力、以理解互助為法則的新局面[1]。隨著時代的進步,知識種類和數量也隨之增加,知識更新周期也在不斷縮短。新世紀“互聯網+”時代使學習高速而快捷,人們學習力顯著提升,世界呈現出更為復雜的多元化新格局。

全球化知識經濟是當下的時代特征,走向未來和開啟未來大門的“鑰匙”則是人工智能。未來已經到來,學生能否適應新時代和世界多元化新格局的發展,如何生成開啟未來之門的鑰匙? 我們只有樹立終身學習的理念,培養學生具備終身學習的能力,才能應對未來社會的挑戰。如何培養學生擁有終身學習的能力是當前教育工作面臨的主要問題。

《普通高中物理課程標準(2017 年版 2020 年修訂)》進一步明確了普通高中教育的定位。其基本任務是促進學生全面而有個性地發展,為學生適應社會做準備,為學生的終身發展奠定基礎。培養目標是進一步提升學生綜合素質,具有理想信念,具有科學文化素養和終身學習的能力[2]。

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方面[3]。這四個維度是學生通過學習逐步形成的必備品格和關鍵能力?？梢姟靶抡n標”定位的基本任務、培養目標及物理學科核心素養都是指向學生終身學習能力的。因此注重學生終身學習能力的培養,已成為非常迫切的時代性命題。

二、高中物理教學中培養學生終身學習能力的路徑

根據國家統一部署,吉林省在2020 年秋季高一年級開始實施新課程,使用新教材,2021 年秋季的高中一年級開始實施高考綜合改革,吉林省將在2024 年實行“新高考”。2021 年9 月,吉林省人民政府印發了《吉林省深化普通高等學?？荚囌猩C合改革實施方案》(以下簡稱“ 《實施方案》”),表明我省已正式啟動新高考綜合改革。吉林省的《實施方案》吸收借鑒了其他試點省份的成功經驗,作為基層中學教師,應快速細致地解讀《實施方案》,學習其他省份的先進經驗,在教學中要積極調整教學思路,不斷完善教學模式以適應新教材和新高考。筆者已經使用了一年新版教材——人民教育出版社出版的2019 版高中物理教材,現就“新教材”使用一年來的收獲,淺談如何依據新的課程標準,提升物理學科核心素養,培養學生終身學習能力。

(一)激發好奇心使學生養成主動學習的習慣

哈佛大學的一位招生官在“向日葵國際教育高峰論壇”上表示,考試成績只是招生人員開始查看申請材料的起點,一個學生擁有好奇心比好成績更重要。

統計表明:物理成績與學生對客觀事物運動的好奇心呈高度正相關關系,好奇心能夠激發興趣,是學生獲得競爭力的根源,是促使青少年主動學習的種子,能促使青年學生深入研究各種問題,進而得出一些令人意想不到的見解?！爸卟蝗绾弥?好之者不如樂之者”[4],恰如其分地說明了這一點。所以在平時的物理教學中,教師需要從激發學生的好奇心開始。

例如,在“新教材”選擇性必修1 第一章第四節“驗證動量守恒定律”教學中,教師指導實驗時提供了以下器材,由學生根據知識原理設計出方案并自由選擇器材。給定的器材如下:打點計時器、氣墊導軌及相關氣源、紙帶、彈簧(或兩彈性金屬環)、計數器、天平、鉛垂線、光電門、滑塊(兩個)、質量不同但外形相同的金屬球和玻璃球、毫米刻度尺、遮光條、帶孔的小鋼球(兩個)、平拋運動演示儀、鉤碼、復寫紙、白紙、鐵架臺、圖釘、水源、水龍頭、淺盤、橡皮泥、撞針、秒表、夾子、兩根等長的細線、重錘、數碼相機(或智能手機)、位移傳感器、速度傳感器、電腦及導線若干。

這樣設計的原因和目的在于,以往本實驗都是學生根據學過的原理來動手驗證,是教師事先設計好應該使用的實驗器材、解決問題的方案和正確的操作步驟,學生只是“被安排”“被做實驗”了,教學方式方法常規,教師主導性強。由于學生被動參與,所以不能引起學生積極的學習興趣,學習效率低下。當重組新、舊教材內容,用新方式呈現實驗內容,如實驗器材可用于多個實驗方案而且只多不少,即在本實驗中,有的器材能用上,有的器材用不上,但不可多取,對學生來說器材的選擇都具有挑戰性,接下來具有挑戰性的任務會接踵而來。這樣安排實驗課教學,引起了學生強烈的好奇心,他們在課堂上表現的求知欲極強,基本上都完成了方案的設計、器材的挑選,教學效果很好。

(二)設計研究方案形成發現問題的意識

項目式學習以問題為中心,以真實的驅動性問題為研究情境,這些問題或者是教師給學生布置的課題,或者是學生自己發現的有價值的問題,學生在教師的指導下,調動所有知識、能力創造性地解決問題,學生完全處于一個主動、多元的學習環境中,形成新知識的遷移和核心知識掌握及對學習歷程的深刻理解。

在“驗證動量守恒定律”的教學中,筆者對研究方案提出以下要求:1.各合作小組中,每人設計一種或多種驗證物體相互作用中動量守恒的實驗方案。2.每個小組選擇其中一種你們認為最好的而且可行的方案,然后進行實驗操作。3.在小組合作的基礎上撰寫本次實驗報告,注意不要千篇一律,要符合實際誤差,每小組只交一篇報告。

“新教材”的每節新課都始于問題,這些問題大多數取材于歷年國家及各省教學比賽中授課教師使用的素材,這些問題的內容源于教材,取材于生產生活,貼近教學實際,對學生極具吸引力?！靶陆滩摹边@樣設置其目的就是激發學生的好奇心,用問題做驅動因而能使學生全神貫注地學習并高效地解決問題。

(三)合作探究學習促進學生分析、解決問題能力的提升

目前,我國正處于建設全民終身學習的學習型社會階段。讓學生掌握系統的學科知識固然重要,但讓學生發展合作研究的能力同樣重要。所以在基礎教育階段,“各學科教育中要開始培養學生的合作學習能力”。[5]學生們在合作學習中互相學習,闡述各自觀點,當許多觀點相融合并達成共識時,可能就形成了大智慧。

“新課標”強調要引導學生自主學習,提倡多樣化的教學方式。在學習中通過創設一系列問題情境,使學生積極參與、勤于思考、樂于探究、善于實驗,培養和發展學生的合作學習及交流溝通能力。引導學生理解物理觀念,形成科學的思維習慣,增強科學探究能力,培養學生強烈的社會責任感、科學態度和價值觀。

因此,在高中物理教學中還應更多地進行探究式教學,教學中可依據項目學習理論聯系實際來創設驅動問題的情境,利用前概念思考問題,在思辨中提出問題,進而發現問題并最終解決問題。

小組合作探究式學習已在長春外國語學校運作多年了,新生入學時成立臨時合作小組,第一個期中后按學生方方面面特質不同又重新分組,每小組學生5～6 人,在學習、生活、競賽、活動等所有領域全面合作。此次實驗中,各小組根據已有知識和提供的器材,很快達成方案共識,每小組取回兩套器材后又分三人一組開始動手實驗。他們相互幫助配合默契,讓幫助指導實驗的老師贊嘆不已。

(四)分享交流展示成果以培養學生溝通交流能力

學校不僅是傳授知識的場所,更是培養學生終身學習能力的主陣地。“新課標”對實驗教學提出了要求:教學中要為學生提供交流的機會,學生準備有條理的講稿,進行準確和富有邏輯的發言。

項目式學習要求小組內同學團結協作,互相幫助,將合作過程的所有數據和信息整合、展示交流,培養學生的存在感、價值感,樹立學習自信,團隊意識無形中得以加強。

在“驗證動量守恒定律”教學中設計了如下成果的匯報交流環節。1.你是怎樣驗證動量守恒的?實驗的具體數據理想嗎? 分析了產生誤差的原因嗎?2.在實驗中測量了哪些物理量,做了哪些觀察? 有什么因素影響了測量或觀察的結果? 你采取了什么措施來保證測量或觀察結果的準確性? 3.在操作中遇到困難了嗎? 你是如何克服并解決這些困難的?有哪些新發現,能列出你們小組的創新發現嗎? 4.請了解其他合作小組的實驗方案和研究成果,對此你認為有哪些方面需要借鑒、改進和學習的? 5.在完成這個實驗及與小組成員合作的全過程中,你有什么收獲和體會?

此環節中,一些學生代表本小組做了精彩的交流匯報。有的小組精心準備了PPT,板書好的小組在黑板上畫圖分析,有的播放實驗錄像講解,他們介紹了所在小組應用的設計方案,使用的器材和原理,測量的數據及數據分析、誤差分析和最終的實驗結論等。其中有一個小組采用的是擺動中兩個小球相撞的方案,他們在實驗中遇到了測量困難,因為實驗室條件有限,他們很難測量小球被碰后擺起的角度,因此測量數據不準。但他們大膽探索,敢于失敗的勇氣值得肯定,說明他們有嚴謹的科學態度和社會責任感。

(五)總結評價肯定學生的團隊合作能力

此環節中依據項目學習理念實施“主要問題—科學探究—系列子問題—互聯網+”的教學模式,指導學生采用“自主學習—合作學習—科學探究—互聯網+”的學習模式,在實際操作中從解決問題的方案提出,到學生動手實驗、合作探究、結論的總結及成果的展示,均由學生小組自主完成,具有完全的自主創新性。學生對自己關注的項目問題親力親為,學會了設計、學會了溝通,并從中發現了學習的快樂,學習質量有很大的提升。

針對學生在此次實驗活動中的綜合表現,教師采用了開放性的評價模式進行評價,給出等級分數及評價報告,報告中涉及學生個人及所在的合作小組。模式如下:

個體自評—個體互評—小組評價—小組互評—教師評價—形成評價報告(含等級分數)。

通過類似本節實驗案例教學,學生感受到了新課程理念下教師有情懷,課堂有溫度。學生的個性得以自主發展,溝通合作能力得到提升,培養了學生終身學習能力。

結語

原上海市建平中學校長馮恩洪曾說:“中國人的‘人’ 字,一撇要撇出中國人的脊梁,一捺要捺出發現問題解決問題的創新能力?！惫P者也認為在中學階段,學校要“培養學生具備終身的學習能力及創新精神”[6],首先,師生應共存好奇心,無論是在學習上還是在生產生活中,用問題引導、問題驅動的方式來實現我們永葆好奇、樂學善學的品性。其次,可有的放矢地采用小組合作探究式學習和綜合評價模式等多種教學方式,師生教學相長,共同進步,共同用好“新教材”,快速適應新課程理念并快樂地迎接新高考?？傊?建設培養學生德智體美勞全面發展的有溫度的物理課堂,利用好“新教材”,將國家的理想課程常態化地轉化為現實課程,幫助學生掌握終身發展必備的能力,是物理教師今后在“三新”教改背景下探索和追求的價值取向。面對“新課標”“新教材”、新高考,我們物理教師不忘初心,學好用好新課程理念,用好項目化學習及合作探究等教學理論,去探索更實用、更高效的新型教學模式。