从知识到思维,从抽象到生活——他让物理教学真正走近学生
作为首都师范大学附属育新学校的一名青年物理教师,杨晓峰在学校青年教师培养的整体大环境下飞速成长。而在接触思维型教学之后,他从概念教学和课堂提问入手,以点带面地不断推动自己的物理教学走向深度。而学生也在他的思维型课堂中逐渐学会了灵活思考,激发了对物理学科的学习动机,在成绩上也有了突破。
思维智汇特别策划了“寻道思维型教学之教师篇”系列报道,旨在挖掘学校一线教师与思维型教学相关的事迹,分享思维型教学的典型经验,让更多学校、师生从中受益。
本文为“寻道思维型教学之教师篇”系列报道第八篇。
本文共3826字,仔细阅读需10分钟
▲杨晓峰
物理是一门非常核心的科学学科,但因其对思维能力的较高要求,能真正学好物理,对物理感兴趣的学生不在多数。作为首都师范大学附属育新学校一名任教刚五年的年轻物理教师,杨晓峰在思维型教学理论的引领下不断让自己的物理教学走向深度,也逐渐让学生寻找了物理学科的本源和意义。
他从最初的教知识,到教思维和方法,构建生活化的物理课堂,让物理走下“高台”,走近学生的内心。而他也在不断地实践中迅速成长为一位优秀教师。这些年,他先后在北京市海淀区青年教师物理教学展示中获得一等奖,在第十三届全国中学物理青年教师教学比赛中获得教具制作组一等奖。
物理要聚焦对人的培养
在接触思维型教学之前,杨晓峰所认为的教学还是一种偏重知识的教学,在教学目标的设计上也注重对知识的落实。而在接触到思维型教学之后,他经历了一种观念上的转变:教学上的所有方法和手段最终是为了培养学生相应的能力。
在物理教学中,思维是贯穿始终的。比如,作为一门反映现象的科学,物理从最初的现象到最后得出本质规律,这其中要经历分析、归纳、总结的过程,这个过程需要思维的深度参与。
在他看来,核心素养本质上是指向人的培养,这就意味着在教学中要时刻强调学生的主体地位。在教学中,他通过创设一定的情境,让学生通过自主探究与合作,来解决问题。“在这个过程中,让学生自主建构知识、发现规律和形成观念、发展思维,形成方法并逐渐养成态度。”
2019年,首都师范大学附属育新学校系统引入思维型教学。最开始,杨晓峰总感觉有些“抓不住”,虽然他非常认可思维型教学理论,但是却不知道该如何有效落实在教学之中。他不敢贸然地全盘推翻之前的教学方式,只能遵循理论一点点地尝试着改变。
▲杨晓峰在量子保密通信上海控制中心
这一年,思维型教学团队在育新学校开展的“思维型教学理论引领下的概念教学”和“思维型教学理论引领下的课堂提问”这两场专题培训真正对杨晓峰构成了冲击,而借助这两场培训所学到的“干货”内容,他开始迈出了思维型物理教学的第一步。
走向深度的物理教学
在“思维型教学理论引领下的概念教学”主题培训中,现代教学技术教育部重点实验室主任胡卫平教授提出:在概念教学中要给学生提供丰富的感性材料,让学生从材料中充分获得感性认识,通过思维加工,经历归纳总结和理解应用的过程,并最终形成概念。
比如,在上《大气压强》这一课的时候,杨晓峰给学生展示了三个小实验:
第一个是“矿泉水形变”实验:将热水倒入矿泉水瓶后晃一晃倒掉,拧紧瓶盖,此时瓶子会发生形变。
第二个是“广口瓶吞鸡蛋”实验:将火柴点燃一张纸丢入广口瓶内,在瓶上放一只剥了壳的鸡蛋,不久之后,鸡蛋掉入广口瓶中。
第三个实验是物理史上著名的“马德堡半球实验”。
▲马德堡半球实验
他让学生对三种实验现象的共同点进行归纳总结,抽象出大气压强的概念。
在给初二学生讲解“电压”这个概念的时候,杨晓峰则用了类比法来增加学生的感性认识。电压在初中物理中是一个非常重要的概念,但以往学生很难真正理解电压的本质是什么,何为电压的内涵和外延。他运用将微观电荷与宏观小球类比、电场力与重力类比、电势差与地势差类比的方式让学生通过感性认识逐渐深度理解电压的概念。
经过“思维型教学理论引领下的课堂提问”这场专题培训之后,杨晓峰对课堂提问有了一个较为系统的认知。“过去,我在课堂上进行提问是带着随意性的。”而经过这场培训,他意识到提问可以按照认知目标分类分为低阶思维问题和高阶思维问题。低阶思维的问题涉及到记忆、理解、应用维度的问题,比如让学生去定义、重复概念。而高阶思维的问题则涉及到分析、评价和创造维度。
在日常的教学中,他会有意识地去准备一些高阶思维的问题。比如在《密度》这节课中,他让学生通过实验去测量铁块和石块的密度。而一些学生在做实验的时候会选择大铁块而非小铁块。在他们完成实验之后,杨晓峰就向学生提问“你在实验的过程当中为何选择大铁块,而非小铁块?”学生就会回答因为小的铁块会造成较大的误差。
通过这样的问题让学生对实验过程进行评价,可以训练学生的高阶思维。在杨晓峰看来,一节通过实验来推导概念的物理不能仅仅停留在得出概念这样一个结果,还要让学生对实验过程进行评估和反思,让他们懂得如何去优化实验的过程。
去年,杨晓峰参与了《过程教学向导下的思维发展型课堂建构》课题,将他对物理教学新的思考和尝试纳入其中。这一课题以思维型教学理论为依据,旨在将物理课堂中学生的思维过程拉长,而非简单地导向知识结果。
比如,过去的概念教学往往简单地从现象引出概念。而思维发展型的概念课堂在让学生观察现象之后,会使学生经历比较、分类、抽象概括、推理等不同的思维过程,自主建构知识,并对学习本身进行评价,优化认知结构。
“在这样一个过程中让学生逐渐形成学科素养。”杨晓峰指出。
让物理更接近生活
身为一名初中的物理教师,杨晓峰有时会收到一些学生的“灵魂拷问”:学物理有什么用?面对学生对学科意义的追问,他想到能开发一些校本课程,让学生能够将物理学科与日常生活联系在一起,激发对物理学科本身的兴趣。
▲实验中的杨晓峰
基于这个初衷,他和学校其他物理教师共同进行《生活中的物理》校本课程的开发。
这其中,杨晓峰设计了一门课叫《测声速》。对于测量一般的速度,比如物体运动的速度,学生较为得心应手,而对于测量声速,则显得没那么容易。比如,如何选择合适的声源,如何控制合适的距离,在测量的过程中如何传递信息、减少误差等等,这些问题都需要一一解决。这对于学生本身即是一个项目式学习的过程。
而通过这样的一节课也让学生意识到,虽然物理知识简单,但在运用知识解决真实情境中的问题的时候则需要综合考虑诸多因素。
还有一节课叫《神奇的姆潘巴现象》。这节课的导入为一则关于牛奶中姆潘巴现象的新闻描述:在对牛奶进行冷却的过程中,温度高的牛奶比温度低的牛奶更容易凝固。在杨晓峰看来,这则新闻中有很多表述笼统的地方,比如温度高的牛奶比温度低的牛奶具体高了多少度,牛奶中是否加了糖等等
他引导学生去质疑这则新闻的真实性:温度高的牛奶是否真的比温度低的牛奶更容易凝固?整节课采用控制变量的方法,去检验这则新闻的真实性。通过这节课,他希望能够培养学生的质疑精神和批判性思维,“不要在网上随便看了某一条新闻就信以为真。”有两位学生通过这节课完成的实验探究作品,获得了北京市海淀区金鹏科技论坛的二等奖。
这样一套课程赢得了学生的喜爱,一些通过实验得出的结论与他们过往的认知产生了冲突,颠覆了他们的生活经验,而且学生发现通过物理知识可以解决大量生活中的实际问题。
在践行思维型教学一段时间以来,杨晓峰发现学生最大的变化在于思考问题的方式变了。过去,一些学生总想急于得到结果,而现在他们则更关注如何一步步地去解决问题。而在杨晓峰的影响下,学生对物理学科的认识也越来越趋近本质,成绩也随之提升。
有一名女生,初二时候的物理成绩一直徘徊在六七十分左右(满分九十分),她原先学习物理的方式是记忆结论和公式。而在杨晓峰的影响下,她逐渐学会分析问题,去探究知识背后的本质,在解题的时候也会对题目进行分析:题目的条件、所应用的原理,涉及的思维方法等等。最终,这名女生的物理中考得了满分。
▲杨晓峰参与第十三届全国中学物理青年教师教学大赛
从下个学期开始,杨晓峰即将带新的高一年级,他计划在复习课上做出一些改变。今年在“思维型教学理论引领下的复习教学”主题培训上,胡卫平教授的一番话对他产生了重要启发:“如果在新课复习、单元复习和期末复习阶段做得较好,三年总复习阶段可以达到事半功倍的效果。”新的三年循环,他希望改变传统的复习课授课方式,最终在三年之后结出新的硕果。
此外,他还希望运用单元整合的方式,对物理知识进行精简,避免过于抽象的内容对一些学生造成过多的认知负担,以满足学生的个性化需求。
总之,在思维型教学理论的引领下,让物理教学走向深度的征途,杨晓峰一直在路上。
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