高中物理“體驗式”教學策略的應(yīng)用綜述

楊 婷 李豐果

(華南師范大學物理與電信工程學院 廣東 廣州 510006)

1 研究背景與意義

2016年9月13日，《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果在北京大學正式發(fā)布，該研究成果在今后課程修訂、教師專業(yè)發(fā)展、教學評價等諸多方面都起著至關(guān)重要的作用．而發(fā)展學生的核心素養(yǎng)最重要的途徑便是教學．在現(xiàn)代教學中“滿堂灌”的情況依然存在，而體驗式教學是教師遵循學生年齡特點和認知水平，將實際生活與物理知識相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)或模擬生活情境，讓學生通過親身經(jīng)歷，體驗生活中的物理知識的過程．不僅有利于激發(fā)學生學習興趣，保證學生的主體地位，而且有利于教師提高教學水平和專業(yè)素養(yǎng)．

2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

早在春秋戰(zhàn)國時期，《淮南子》一書中就提到“故圣人以身體之”，即德才兼?zhèn)渲送ㄟ^親身體會來獲取知識．孔子提出“學、思、行相結(jié)合”的教育原則．在現(xiàn)代，我國著名教育家陶行知提出“生活教育”理論，也為體驗式教學奠定了理論基礎(chǔ)．

當前，文獻[1]主要從理論方面對體驗式教學進行研究，在《體驗教學研究》一書中重點論述了體驗式教學的歷史淵源和基本理念．文獻[2]在《體驗教學能力的培養(yǎng)》中提出體驗式教學最重要的是教學策略的選取，在教學過程中使用恰當?shù)慕虒W策略，會起到事半功倍的效果．文獻[3]主要從教師教學的角度進行研究，在《讓教學更生活——體驗運用讓學生內(nèi)化知識》一書中提出體驗式教學的五個階段．

3 國內(nèi)研究趨勢

在中國知網(wǎng)，以“高中物理體驗式教學”為主題詞，搜索出100篇文獻，再以2018年至2022年作為“篩選”條件，共獲得49篇．如圖1所示，自2018跌入谷底之后的4年來至今，相關(guān)文獻發(fā)表的數(shù)量正在逐年攀升之中，至今為止達到最大數(shù)量18篇．預(yù)計未來幾年內(nèi)在這方面研究數(shù)量還會繼續(xù)攀升．

圖1 國內(nèi)高中物理“體驗式”教學研究文獻發(fā)表的數(shù)量總體變化趨勢圖

4 文獻分類

根據(jù)表1的文獻分類可知，近5年來學者更加注重策略在課堂中的應(yīng)用，因此接下來本文將從體驗式“教學策略”在高中物理課堂中的應(yīng)用的角度展開文獻的綜述．

表1 國內(nèi)近5年高中物理“體驗式”教學研究文獻分類

5 體驗式教學策略

“體驗式”教學策略可以分為“創(chuàng)設(shè)情境”“組織實驗”“利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段”3種體驗式教學策略，如表2所示，下文將從這3方面進行綜述．

表2 國內(nèi)近5年高中物理體驗式教學策略分類情況

5.1 創(chuàng)設(shè)情境的體驗

創(chuàng)設(shè)情境是一種融情于境的課堂教學策略，可以促進學生課堂情感的激發(fā)，為體驗學習的樂趣做好鋪墊，同時也便于學生更好地理解與掌握新知．

從表3中我們發(fā)現(xiàn)在“創(chuàng)設(shè)情境”的體驗策略中，主要的應(yīng)用集中于“創(chuàng)設(shè)問題情境”“創(chuàng)設(shè)生活化情境”“回顧歷史情境”，綜述如下．

表3 國內(nèi)近5年高中物理“創(chuàng)設(shè)情境”教學策略分類與發(fā)表情況

5.1.1 創(chuàng)設(shè)問題情境的體驗

以問題情境為學習背景，引發(fā)學生內(nèi)在的思維沖突，使學生能以積極的態(tài)度自覺走入情境，思考問題，從而加深對物理知識的認識．

文獻[4](2018)以“牛頓運動定律的應(yīng)用”這個小節(jié)為例，設(shè)置問題情境：“物體放在升降機底板上，物體對升降機底板上壓力大小隨升降機運動狀態(tài)而改變的規(guī)律是什么？”教師組織學生去體驗電梯中的“升降感”，并讓學生在真實的體驗中思考問題．文獻[5]在“動量”一課中引入“落蛋”實驗創(chuàng)設(shè)問題情境：兩個“落蛋”實驗涉及哪些物理知識？經(jīng)過“落蛋”結(jié)果的對比，立足于物理的視角，如何解釋其間存在的差異？使得學生的實驗后有思考和認識，為進一步開展科學探究奠定了基礎(chǔ)．

5.1.2 創(chuàng)設(shè)生活化情境的體驗

物理是一門與現(xiàn)實生活密不可分的自然科學，因此在實際教學中教師可借助生活實例開展體驗式教學．

文獻[6]在“加速度”一課的設(shè)計中，利用教師“最近想買車”的需求，讓學生幫忙提出購車建議．通過貼近生活化的情境營造出輕松的課堂氛圍，從而順勢引出新課題．

文獻[7]在教“聲學”一課時，列舉生活中常見的“熱水瓶灌水”的現(xiàn)象．讓學生給熱水瓶灌水，并要求注意聽熱水瓶里的水聲的變化．

文獻[8]在講授“質(zhì)點”的概念時，聯(lián)系生活中火車的運行和進站的情境，讓學生判斷那種情況下物體才可以看成“質(zhì)點”，如圖2和圖3所示．經(jīng)過了生活情境再體驗，可使抽象的概念變得具體、生動．

圖2 北京到大連火車路線圖

圖3 火車進站示意圖

5.1.3 回顧歷史情境的體驗

通過歷史典故創(chuàng)設(shè)的教學情境能讓學生體會科學成果的珍貴，也利于培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度與孜孜不倦的探索精神．

文獻[4]在“行星的運動”的課中，利用“時空對話”的方式創(chuàng)設(shè)一個歷史教學情境．文獻[9]在《動量》這一課中，指出關(guān)于動能、動量這兩個概念的建立經(jīng)歷了一場漫長的科學史上著名的關(guān)于運動量度的學術(shù)爭論．而文獻[10]在“牛頓第一定律”教學中創(chuàng)設(shè)歷史情境，引導學生要重視科學實驗與推理結(jié)合的重要作用．

5.2 組織實驗的體驗

教師組織的實驗可以給學生一個直觀的、具身的、趣味的體驗．結(jié)合表4可以發(fā)現(xiàn)，組織實驗的策略的主要應(yīng)用集中于“演示實驗”“探究實驗”“分組實驗”，綜述如下．

表4 國內(nèi)近5年高中物理“組織實驗”教學策略分類與發(fā)表情況

5.2.1 演示實驗的直觀體驗

演示實驗可以給學生直觀的感性材料，使學生較快地理解某一物理規(guī)律和現(xiàn)象．文獻[8]在“自由落體運動”的教學中，教師先利用硬幣和紙片進行實驗演示，讓學生觀察實驗現(xiàn)象得出“物體下落快慢與輕重無關(guān)”的結(jié)論，然后利用“牛頓管實驗”進行演示，如此也就更增強了學生的直觀體驗．

5.2.2 探究實驗的親身體驗

為了便于學生理解抽象概念，文獻[11]在“自感”教學中，設(shè)計一個斷電自感“有驚無險”的親身體驗的實驗，如圖4所示．在學生親身體驗的過程中“學生”與“知識”會發(fā)生相互作用，從而使加強學生對斷電自感現(xiàn)象的理解．

圖4 “斷電自感”體驗

5.2.3 分組實驗的切身體驗

分組實驗的體驗進一步加深了學生對物理知識的理解，同時提升了學生準確表達觀點的能力．

文獻[7]在“向心力”教學中，尋找一片空地，讓兩個學生手拉手轉(zhuǎn)圈，從中體會手臂間的向心力．文獻[12]認為“機械能守恒定律”的內(nèi)容相對來說比較抽象，因此教師在給與學生適當指導下，組織學生進行分組實驗操作．文獻[13]在“液體壓強”的課后，為加強學生對液體壓強的認知， 教師設(shè)計學生課后小組實驗．

5.3 利用信息技術(shù)手段的體驗

近年來，信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展為彌補傳統(tǒng)物理實驗教學的不足帶來了新的機遇，因此物理教學與信息技術(shù)深度融合也開始成為物理教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢.

結(jié)合表5可知，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段的教學策略的應(yīng)用案例不多，僅有5例．其中“虛實結(jié)合”的應(yīng)用案例值得關(guān)注，文獻[14]在“牛頓第一定律”教學中，先為學生做了真實的演示實驗再利用Flash軟件演示實驗.而文獻[14]在“自由落體運動”教學中也采用了“虛實結(jié)合”的教學方式開展教學.當然不少研究者也逐步嘗試用虛擬仿真、微課等形式增加學生的課堂體驗.

表5 國內(nèi)近5年高中物理“利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段”教學策略分類與發(fā)表情況

除了上述手段以外，筆者相信在手機體驗、平板電腦體驗、VR 技術(shù)體驗、 DISlab體驗等方面的應(yīng)用也值得探索．

6 研究方面的不足

經(jīng)過筆者研究發(fā)現(xiàn)，體驗式教學策略的應(yīng)用存在以下不足，以供相關(guān)研究人員參考．

6.1 教學策略的應(yīng)用方面

在教學策略的應(yīng)用方面，存在3方面的不足．

其一是“自制教具”的應(yīng)用案例還沒引起重視．其二是“利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段”的應(yīng)用案例有待開發(fā)．其三，筆者發(fā)現(xiàn)“體驗式”教學策略不一定就是應(yīng)用在“導入”環(huán)節(jié)，它甚至能在“應(yīng)用”環(huán)節(jié)使用．結(jié)合表6知，有31個教學案例沒有明確地“說明”某教學策略在哪個教學環(huán)節(jié)中應(yīng)用，不便于讀者理解其設(shè)計意圖．

表6 國內(nèi)近5年高中物理體驗式教學策略在教學環(huán)節(jié)中的應(yīng)用說明

6.2 課例的開發(fā)方面

在課例的開發(fā)方面，也存在3方面的不足．

其一，是欠缺對基本課型的開發(fā)．即在概念課，規(guī)律課，演示課、探究課、問題解決的課等課型的設(shè)計方面是一個值得探究的領(lǐng)域．

其二，是完整的應(yīng)用課例較少．在體驗式教學策略應(yīng)用多數(shù)以教學片段出現(xiàn)，而完整課例的應(yīng)用文獻有5篇．

其三，在抽象版塊中的課例更少．從表7知，體驗式教學策略在力學和運動學板塊的應(yīng)用案例最多，而在熱學、電磁學、現(xiàn)代物理學板塊的應(yīng)用案例很少．但是學生對抽象板塊的知識有強烈的求知欲，應(yīng)如何將體驗式教學策略應(yīng)用其中值得深入研究．

表7 國內(nèi)近5年高中物理體驗式教學策略在物理版塊中的課例分布情況

7 建議與未來展望

筆者針對以上不足之處，提出幾點建議．首先，建議未來的研究人員在自制教具方面多探索和打磨，提高課堂的趣味體驗；其次，需要教師熟練掌握現(xiàn)代信息技術(shù)手段，才能更好地將信息技術(shù)與物理教學相互融合．再次，對于課例的開發(fā)，我們需要開發(fā)完整的課例，并且在抽象領(lǐng)域也要有所突破．最后，努力將體驗式教學策略應(yīng)用于基本課型之中，使得體驗式教學策略的應(yīng)用更加可操作．筆者相信在不久的將來體驗式教學策略的研究能獲得更加系統(tǒng)而成熟的發(fā)展．