重理解重实践的初中物理课堂教学
游莉莉
摘 要：为适应时代、社会发展的需要，在课程标准理念的指导下，初中物理学教学应遵循学科特点、学生认知规律和教育教学理论以改进优化教学方式，重视运用概念转变理论，把握重理解重实践的原则，让学生在与生活相联系的真实情景和科学实践活动中深入理解概念，构建正确的概念，以实现深度教学和物理学科素养的有效落实。
关键词：概念理解；概念转变理论；科学实践；物理学科素养
从双基到三维目标再到核心素养的提出，新时代对人才提出了更高的要求。社会和知识发展日新月异，我们的学生们只有具备了核心素养才能面对并胜任未来面临的挑战。核心素养的形成需要各学科素养的支撑。概念的学习是培育素养的根基，没有学科知识，素养就成了空中楼阁。只有真正理解概念，建立起概念间的联系，并有能力利用概念解决问题才可能形成物理学素养。与此同时，素养培育的关键在另一维度上还取决于学生是如何学习概念，即概念的学习的方式。是被动的，还是主动的；是接受的，还是构建的，其效果截然不同。因此，物理教学课堂应该是重理解、重实践的课堂，在实践活动中，动手动脑，达成学科知识、学科技能、学科思维的充分融合。在这样的课堂中可能有很多策略手段，但是大多数教学都应该具备以下5个要素。
1 前科学概念的善用
学生在学习科学概念前头脑中并非空白，基于已有的知识和生活经验，他们或多或少都对将要学习的概念有所了解并有一些自己的看法，但这往往与正确的科学概念存在一些偏差，故被称为“前科学概念”[ 1 ]。在概念教学的过程当中，教师需要明晰学生的前科学概念，并助其转化成科学概念，建立对一个概念全面、多维和科学的理解。学生对概念已有的认知是非常重要的教学资源，是教学设计前需要调查掌握的。比如在《来自地球的力》一节中第一次出现重力这一概念。学生学习重力最困难的地方就是重力的方向，学生不理解重力的方向“竖直向下”，原因至少有三个：一是学生不明白“水平”的含义，二是学生在接触“竖直”之前，已经在几何中学习过“垂直”，三是许多情况的“竖直”往往也是“垂直”，两者容易混淆。又比如《压力的作用效果》一节中，因为平常学生接触到的都是水平面上的物体对另一物体的压力，而这个压力大小的确等于重力大小，方向也一致，学生易混淆。学生很容易混淆压力和重力。教师应善于发现并总结学生前科学概念的类型，并利用好该资源不断设计优化物理教学。
2 认知冲突的营造
在教學过程当中，有多种多样的导入方式，教师们也努力创设各种教学情景试图激起学生的学习兴趣。但是，有一个原则是需要考虑的，那就是这样的教学情境应该能够引发学生的认知冲突，即在这个情景中，学生发现其对概念的已有认知与教师提供的事实是矛盾、冲突、不符合的。这样，他们的思维才能更好地被激活，探究的欲望才能被自然激发。比如，《压力的作用效果》一节中学生存在“认为压力大小就是重力大小”的前科学概念，对此，教师可以请一个兴趣小组在正式上课前，完成家庭小实验，并录下视频。小实验内容：站在体重计上乘坐电梯，在电梯上升、下降过程中，拍摄体重计的示数变化。而后在正式上课时应用这段视频，让学生发现人的重力没变，但是对于体重计的压力大小却变化了，即压力大小并不等同于重力大小这个矛盾。这样学生有这个真实、有趣的情景中，其原有的认知受到冲击，自然而然就产生了一探究竟的求知欲。
3 科学证据的收集
大多数学生不容易真正转变其原有的认知，除非原有认知无法解释现象、解决问题，而正确的科学概念相比之下具有合理性、有效性和科学性，这样才能有效促进其发生概念转变。这就需要教师进一步提供探究机会，让学生获得更多支持正确概念，反驳前科学概念的有效证据。这种基于证据构建的概念的过程是深度学习的表现，这个概念不是教师强制灌输给学生，而是学生自主、主动构建形成的。相比于前者，后者的学习是深层次的，是理性的，其学习成果也能够更为长久的保持，真正内化为学生知识库中的一部分。同时，这种学习过程养成的重证据、重逻辑的理性思维和学习方式对学生是受益终身的。例如，《压力的作用效果》一节中为帮助学生进一步探究压力与重力的区别，可以设计如下实验：首先，将一个物体置于食品称上，将食品称水平放置，学生自行读出食品称的读数，并记录。而后，用一个氢气球绑在物体上，但是不要让物体脱离食品称，再读出食品称的读数，并记录。根据这两次的现象及实验数据提问，这个实验是否支持压力不等于重力这个观点，为什么？根据情况可以补充下列问题作为引导，食品称读数代表什么？为什么第二次的食品称的读数比第一次小？物体的重力与什么相关，是否改变？ 这样，在探究中学生获取进一步支撑科学概念的证据，其前科学概念得以有效的修正和转变。
4 有效评价的介入
在探究后学生是否真正实现从前科学概念到正确概念的跨越，还是只是表面上接受了所学概念，而观念中仍隐藏着原有的错误认知，这是需要教师提供平台让其的想法和观点外显化进行评价的。此外，要想检测学生是否真正理解概念，需要提供全新的情景对其进行检测，否则学生很可能是依靠机械记忆来应对。并且，在设计评价时，不仅要问是什么，更要多问怎么做，为什么？同时，学生如果有机会、有能力运用概念解决生活实际问题，那么他的学习将更加有意义、有实用性，其对概念的理解是深入、持久，且与其所处的世界、所进行的生活相关联。这样，学生对该学科的学习兴趣也必然提升。例如，《汽化与液化》一节中可设计有关生活中汽车除雾原理的评价： 冬天早晨起床，准备开车去上班，刚坐在驾驶座上，发现前挡风玻璃上起雾了，她打开雨刮器刮一刮，发现没用，一点都没有挂掉。为什么？雾在挡风玻璃哪一测，为什么？那她可以怎么除雾呢？是吹冷风还是热风？原因是什么？这样的评价既可以让学生口头进行表述，亦可以通过书面表达二者均能较好反映学生是否真正理解了所学概念。
5 科学实践的贯穿
科学工作是由不同科研工作者或相应机构一起进行协作，共同推理、验证和进行理论建设等等实现的。美国2012年发布的《K-12科学教育框架》当中不再使用“作为探究的科学”的表述，而改为“作为实践的科学”。科学实践强调的是学生学习的过程是主动参与的过程，在动手的时候更应该动脑。在实践活动中构建概念或者促进对概念的深入理解；发展迁移应用以解决生活现实问题的能力；提升利用物理学知识积极投身公众事务的讨论或作出科学合宜的个人决策的素养。美国《K-12科学教育框架》强调教学中至少应该包括以下8 种实践活动： ①提出问题或明确需解决的问题；②建立、完善并应用模型；③设计和实施调查研究；④分析数据并对其进行解读；⑤使用数学、信息学、计算机技术与计算思维；⑥提出理论或设计方案；⑦参加基于证据的论证；⑧获取，评估和交流信息[ 2 ]。一堂课中不需要也很难包括所有的活动，需要根据教学目标和所对应的知识载体选择合宜的实践活动。其中解读数据、建构模型以及进行评价等容易被忽略的活动应该得到足够的重视。另外，在前面的认知冲突的营造、科学证据的收集以及有效评价的介入等几个要素中都可以通过设计不同的科学实践活动来实现。
学生的物理学素养不是一蹴而就，需要在一堂堂重理解、重实践的课堂中不断生成。教师需要加强理论学习，领会课标思想，转变教学方式，尤其是学生的学习方式，设计合宜的科学实践活动让学生发展、建构、理解、应用概念。为了更好地设计科学实践活动，教师尤其需要注意物理学知识与生活的联系，选择合理的问题情境，能够利用简单易得的材料建立模型，设计模拟实验，便于学生观察、分析、建构。如此，便能切实实现深度教学，提升学生物理学素养。
参考文献：
[1]袁维新.概念转变理论及其对当代科学教育的启示[J].外国教育研究，2009（11）：11-16.
[2]王磊，黄鸣春，刘恩山.对美国新一代《科学教育标准》的前瞻性分析——基于2011 年美国《科学教育的框架》和1996 年《国家科学教育标准》的对比[J].全球教育展望，2012（6）： 83-87.
摘 要：为适应时代、社会发展的需要，在课程标准理念的指导下，初中物理学教学应遵循学科特点、学生认知规律和教育教学理论以改进优化教学方式，重视运用概念转变理论，把握重理解重实践的原则，让学生在与生活相联系的真实情景和科学实践活动中深入理解概念，构建正确的概念，以实现深度教学和物理学科素养的有效落实。
关键词：概念理解；概念转变理论；科学实践；物理学科素养
从双基到三维目标再到核心素养的提出，新时代对人才提出了更高的要求。社会和知识发展日新月异，我们的学生们只有具备了核心素养才能面对并胜任未来面临的挑战。核心素养的形成需要各学科素养的支撑。概念的学习是培育素养的根基，没有学科知识，素养就成了空中楼阁。只有真正理解概念，建立起概念间的联系，并有能力利用概念解决问题才可能形成物理学素养。与此同时，素养培育的关键在另一维度上还取决于学生是如何学习概念，即概念的学习的方式。是被动的，还是主动的；是接受的，还是构建的，其效果截然不同。因此，物理教学课堂应该是重理解、重实践的课堂，在实践活动中，动手动脑，达成学科知识、学科技能、学科思维的充分融合。在这样的课堂中可能有很多策略手段，但是大多数教学都应该具备以下5个要素。
1 前科学概念的善用
学生在学习科学概念前头脑中并非空白，基于已有的知识和生活经验，他们或多或少都对将要学习的概念有所了解并有一些自己的看法，但这往往与正确的科学概念存在一些偏差，故被称为“前科学概念”[ 1 ]。在概念教学的过程当中，教师需要明晰学生的前科学概念，并助其转化成科学概念，建立对一个概念全面、多维和科学的理解。学生对概念已有的认知是非常重要的教学资源，是教学设计前需要调查掌握的。比如在《来自地球的力》一节中第一次出现重力这一概念。学生学习重力最困难的地方就是重力的方向，学生不理解重力的方向“竖直向下”，原因至少有三个：一是学生不明白“水平”的含义，二是学生在接触“竖直”之前，已经在几何中学习过“垂直”，三是许多情况的“竖直”往往也是“垂直”，两者容易混淆。又比如《压力的作用效果》一节中，因为平常学生接触到的都是水平面上的物体对另一物体的压力，而这个压力大小的确等于重力大小，方向也一致，学生易混淆。学生很容易混淆压力和重力。教师应善于发现并总结学生前科学概念的类型，并利用好该资源不断设计优化物理教学。
2 认知冲突的营造
在教學过程当中，有多种多样的导入方式，教师们也努力创设各种教学情景试图激起学生的学习兴趣。但是，有一个原则是需要考虑的，那就是这样的教学情境应该能够引发学生的认知冲突，即在这个情景中，学生发现其对概念的已有认知与教师提供的事实是矛盾、冲突、不符合的。这样，他们的思维才能更好地被激活，探究的欲望才能被自然激发。比如，《压力的作用效果》一节中学生存在“认为压力大小就是重力大小”的前科学概念，对此，教师可以请一个兴趣小组在正式上课前，完成家庭小实验，并录下视频。小实验内容：站在体重计上乘坐电梯，在电梯上升、下降过程中，拍摄体重计的示数变化。而后在正式上课时应用这段视频，让学生发现人的重力没变，但是对于体重计的压力大小却变化了，即压力大小并不等同于重力大小这个矛盾。这样学生有这个真实、有趣的情景中，其原有的认知受到冲击，自然而然就产生了一探究竟的求知欲。
3 科学证据的收集
大多数学生不容易真正转变其原有的认知，除非原有认知无法解释现象、解决问题，而正确的科学概念相比之下具有合理性、有效性和科学性，这样才能有效促进其发生概念转变。这就需要教师进一步提供探究机会，让学生获得更多支持正确概念，反驳前科学概念的有效证据。这种基于证据构建的概念的过程是深度学习的表现，这个概念不是教师强制灌输给学生，而是学生自主、主动构建形成的。相比于前者，后者的学习是深层次的，是理性的，其学习成果也能够更为长久的保持，真正内化为学生知识库中的一部分。同时，这种学习过程养成的重证据、重逻辑的理性思维和学习方式对学生是受益终身的。例如，《压力的作用效果》一节中为帮助学生进一步探究压力与重力的区别，可以设计如下实验：首先，将一个物体置于食品称上，将食品称水平放置，学生自行读出食品称的读数，并记录。而后，用一个氢气球绑在物体上，但是不要让物体脱离食品称，再读出食品称的读数，并记录。根据这两次的现象及实验数据提问，这个实验是否支持压力不等于重力这个观点，为什么？根据情况可以补充下列问题作为引导，食品称读数代表什么？为什么第二次的食品称的读数比第一次小？物体的重力与什么相关，是否改变？ 这样，在探究中学生获取进一步支撑科学概念的证据，其前科学概念得以有效的修正和转变。
4 有效评价的介入
在探究后学生是否真正实现从前科学概念到正确概念的跨越，还是只是表面上接受了所学概念，而观念中仍隐藏着原有的错误认知，这是需要教师提供平台让其的想法和观点外显化进行评价的。此外，要想检测学生是否真正理解概念，需要提供全新的情景对其进行检测，否则学生很可能是依靠机械记忆来应对。并且，在设计评价时，不仅要问是什么，更要多问怎么做，为什么？同时，学生如果有机会、有能力运用概念解决生活实际问题，那么他的学习将更加有意义、有实用性，其对概念的理解是深入、持久，且与其所处的世界、所进行的生活相关联。这样，学生对该学科的学习兴趣也必然提升。例如，《汽化与液化》一节中可设计有关生活中汽车除雾原理的评价： 冬天早晨起床，准备开车去上班，刚坐在驾驶座上，发现前挡风玻璃上起雾了，她打开雨刮器刮一刮，发现没用，一点都没有挂掉。为什么？雾在挡风玻璃哪一测，为什么？那她可以怎么除雾呢？是吹冷风还是热风？原因是什么？这样的评价既可以让学生口头进行表述，亦可以通过书面表达二者均能较好反映学生是否真正理解了所学概念。
5 科学实践的贯穿
科学工作是由不同科研工作者或相应机构一起进行协作，共同推理、验证和进行理论建设等等实现的。美国2012年发布的《K-12科学教育框架》当中不再使用“作为探究的科学”的表述，而改为“作为实践的科学”。科学实践强调的是学生学习的过程是主动参与的过程，在动手的时候更应该动脑。在实践活动中构建概念或者促进对概念的深入理解；发展迁移应用以解决生活现实问题的能力；提升利用物理学知识积极投身公众事务的讨论或作出科学合宜的个人决策的素养。美国《K-12科学教育框架》强调教学中至少应该包括以下8 种实践活动： ①提出问题或明确需解决的问题；②建立、完善并应用模型；③设计和实施调查研究；④分析数据并对其进行解读；⑤使用数学、信息学、计算机技术与计算思维；⑥提出理论或设计方案；⑦参加基于证据的论证；⑧获取，评估和交流信息[ 2 ]。一堂课中不需要也很难包括所有的活动，需要根据教学目标和所对应的知识载体选择合宜的实践活动。其中解读数据、建构模型以及进行评价等容易被忽略的活动应该得到足够的重视。另外，在前面的认知冲突的营造、科学证据的收集以及有效评价的介入等几个要素中都可以通过设计不同的科学实践活动来实现。
学生的物理学素养不是一蹴而就，需要在一堂堂重理解、重实践的课堂中不断生成。教师需要加强理论学习，领会课标思想，转变教学方式，尤其是学生的学习方式，设计合宜的科学实践活动让学生发展、建构、理解、应用概念。为了更好地设计科学实践活动，教师尤其需要注意物理学知识与生活的联系，选择合理的问题情境，能够利用简单易得的材料建立模型，设计模拟实验，便于学生观察、分析、建构。如此，便能切实实现深度教学，提升学生物理学素养。
参考文献：
[1]袁维新.概念转变理论及其对当代科学教育的启示[J].外国教育研究，2009（11）：11-16.
[2]王磊，黄鸣春，刘恩山.对美国新一代《科学教育标准》的前瞻性分析——基于2011 年美国《科学教育的框架》和1996 年《国家科学教育标准》的对比[J].全球教育展望，2012（6）： 83-87.
