中学物理“导学案”的价值追求

    汪晓晓 林钦

    

    

    

    摘? ?要：基于“导学案”的教学是目前流行的一类教学模式，“导学案”是此类教学的核心和关键，但对中学物理“导学案”的分析表明，当前的“导学案”普遍存在过于注重知识点的记忆和应用，而忽略学生思维方法的培养的问题。在“导学案”中渗透思维方法的训练是培养学生物理核心素养的应然要求。

    关键词：中学物理导学案;思维方法;核心素养

    “导学案”是由教师个人或者集体共同设计的一种学习方案，其目的是通过自主学习，培养学生综合素质[ 1 ]。最初“导学案”是以“讲学稿”的形式出现在东庐中学的课堂上，后来杜郎口中学开展的“三三六”自主学习模式使“导学案”步入大众的视野[ 2 ]。目前基于“导学案”的教学成为一种流行的教学模式[ 2 ]，各式各样的“导学案”也如雨后春笋般不断涌现。

    1? 中学物理“导学案”现状

    不同的“导学案”的板块略有不同，但总的来说“导学案”主要包括预习指导、合作交流和达标测试三个大板块。其中预习指导模块主要提供学生自主学习，完成相应的预习任务;合作交流模块主要是课堂上使用，由教师指导学生合作交流探索预习中的问题;达标测试模块则用于课后的复习巩固。可见学生对物理的学习是基于“预习指导”模块展开的。我们收集了8份市面上发行的导学案参考用书以及优秀导学案案例，对每份“导学案”中预习指导模块的内容进行统计。将题目分为记忆性知识的题目和探索、解决问题类的题目两部分。

    记忆性知识的题目是指那些只为了使学生复述学习到知识的问题;

    例如，我们周围的空气受到的__________作用，空气也具有__________，所以空气内部也有压强，这就是__________，简称? ? ? 或__________。

    探索、解决问题类题目是指学生在学习过程中需要自己综合学习到的知识，应用学习到的方法进行解决的问题。

    例如，①在托里拆利实验中，玻璃管裝满水银的目的是什么？

    …

    ④实验中玻璃管倾斜对实验结果没有影响，理由是什么？若实验用的玻璃管换用粗一些的，会有影响吗？

    ⑤还有测量大气压的方法吗？说说你的想法，想想你的方法较托里拆利实验的优缺点。

    笔者以此分类为依据对这些市面上的“导学案”的部分章节的预习指导模块进行统计。统计结果见表1。

    通过图1发现，目前“导学案”的导学部分着重知识性的内容，而探索、解决问题类题目几乎没有。“导学案”普遍存在过于注重知识点的记忆和应用，而对学生思维方法的培养则比较弱。由此可见当前的许多“导学案”存在背离“通过自主学习，培养学生综合素质”的初衷，表现出过于重视学生对知识技能的获得而忽视了对学生思维方法的培养的问题。

    2? 思维方法在“导学案”中的重要性

    我们常常听到这样一句话“学过的知识都还给老师了”，那教育到底带来了什么？关于教育我们可以听到很多种声音，冯·劳厄曾说过教育无非是所有知识遗忘后所剩下的东西。也就是说教育的价值不在于知识本身而是内在的——在学习过程中所获得的能力和品质[ 3 ]。目前我国提倡以核心素养为导向的物理教学，目的在于使人的能力和品格得到提升，最终培养全面发展的人，从而实现教育真正的价值。物理核心素养包括 “物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”四个部分。在这四个部分的共同作用下，让学生掌握物理思维和方法，发展学生的思维能力和探究能力[ 4 ]。思维方法是在经验的积累下人们总结归纳出的，可以有效地提高学生的思维能力。通常用思维品质作为判断学生的思维能力的高低的量度，主要包括深刻性、灵活性、批判性、独创性和敏捷性五个方面[ 5 ]。

    例如，（1984年.全国卷.四（4 ））已知地球半径 R=6.4×106m，试估算地球大气层空气的总重量。最后结果保留一位有效数字。__________

    ________________________________________

    解决问题的整个思维过程如图2所示[ 6 ]。题中的实际问题是指估算大气层的空气的总重量，要解决这个问题首先需要分析得出大气压强是大气重力产生的原因。所以大气的重力可以近似地看成地球表面所受的大气压力，即G=F，并建立相应的物理与数学模型。在这个过程中个体对事情的理解程度就是深刻性的表现，一般运用最多的是分析、抽象和概括的思维方法。之后我们又将地球上的大气压强看作一个标准大气压，这是一个抽象问题的阶段，在物理学中我们经常运用这类理想化的方法。最后再根据已学知识F=PS，算出大气层的总重量。

    通过上述分析可以发现解决问题的整个过程离不开思维方法的应用，其有效地促进思维品质的形成，培养学生的核心素养。而基于“导学案”的教学采用的是一种先学后教的教学模式，其目的是使学生的能力和品质得以发展。学生通过“先学”使新知识与已有的认知结构之间发生联系，最后将其纳入已有的认知结构中，最终培养学生的自主意识和能力[ 7 ]。“导学案”不是让学生将书本的知识誊写过来的工具，它的意义在于让学生学会学习。因此“导学案”本身应该注重思维和发展，而不是知识的记忆。

    3? 关于“导学案”的建议

    如何使“导学案”在自主学习的过程中起到培养学生思维方法的作用成为需要解决的难题。以测量大气层重量为例，若直接让学生估算大气层的重量，学生难以完成，那是否可以通过展示思维过程的方式来引导学生解决问题呢？我们知道青少年正处于形式运算阶段，具有一定的抽象思维。青少年又可分为少年期（主要指初中生）和青年初期（主要指高中生）。少年期的抽象思维需要感性经验来支撑，而青年初期可以通过理论推导形成抽象思维，这种从感性到理论的过渡从初二开始到高二基本完成。因此，对于正处于初中阶段的学生来说以示范的方式向其展示解决问题的整个思维过程是符合学生的思维发展特点。就此笔者提出以下两种具体操作建议。

    （1）以问题串的方式培养学生的思维方法

    以问题串的方式带领学生运用分析、综合、抽象、概括等思维方法解决问题，最终学会自主应用思维方法是符合学生思维发展的。对测量大气重量的题目改编如下：

    液体由于受到重力的作用，对容器底部、侧面都会产生压强。压强大小可用P=ρgh计算。气体和液体都属于流体，气体的压强是否也可以看成是气体受重力作用的结果呢？

    若我们在高山脚下测得的大气压和高山顶上测得的大气压大小__________? ? ? （“相同”或“不同”），则我们可以认为__________? ? ?。理由是：__________? ? ?。

    若我们已经知道了水平面附近的大气压为P=1.0×105pa，我们是否可以根据压强和压力的关系估算大气层对水平面的压力呢？

    由此是否可以估算大气层的质量呢？

    改编后的题目将抽象、分析的部分用文字展示出来，然后以问题串的方式帮助学生一步步地构建物理模型，最终解决问题。大气属于一种物质，具有质量，这要求学生具有正确的物理观念。除此之外，还侧重对学生构建物理模型的能力的考察。在整个解决问题的过程中，要求学生学会运用分析、抽象、推理等思维方法，培养学生的物理观念、科学思维和科学推理的素养，发展学生的思维能力。

    （2）添加物理学史中科学家思维过程的内容培养学生思维方法

    在19世纪法国哲学家奥古斯特·孔德就已提出将物理学史融入教育，随着对物理学史越来越深入的研究，目前已有不少学者提出物理学史对教育的价值，其中包括帮助学生构建知识、发展科学思维和情感态度价值观等。物理学家发现、解决问题的思维过程与人的思维发展过程是一致的。在“导学案”中加入的物理学史的内容可以起到展示其中的思维过程、教给学生类似的思维方法的作用。仍以大气压强这节内容为例，在大气压强的教学中，托里拆利发现大气压强并且测得大气压强，但是对这一发现和探究的过程描述往往是空白的。

    例如，托里拆利在研究真空是否存在时发现一个有趣的现象，他将一端开口且装满水银的玻璃管倒扣在水银槽中，发现水银只能保留大约76cm的高度，若玻璃管内装的是水，则这一高度可以达到10m，并且他们上方都会有一段空白。这段空出来的就是没有任何物质的真空。托里拆利认为玻璃管中水银上方的真空是由于大气的压力不足造成的，即大气的重量只能支撑76cm的水银柱。并由此估算了大气层的高度，大家能否由此推理出托里拆利的计算方法？

    托里拆利并不满足于猜想，于是他设计了估算大气层高度的实验验证：他认为如果大气压确實只能支撑76cm的水银柱，那么在高山上做这个实验时，水银柱高度应该更小，因为大气的高度变小了。这个实验由他的学生帕斯卡来完成，并证实在高山上大气所能支撑的水银柱高度小于地面。

    今天我们知道大气层中的空气并不均匀分部，越高的地方空气越稀薄，因此托里拆利的估算结果是不合理的。但他的这种大胆猜想、小心求证的思想是值得我们学习的。我们知道水平面附近的大气压为P=1.0×105pa，同学们能否受托里拆利的探究故事的启发，估算一下大气对水平面的压力大小，并根据压力和压强的关系估算地球表面大气的质量。

    这样一个发现问题、分析问题、推理验证的思维过程在潜移默化地影响学生，让学生学会像物理学家一样地思考问题，使思维得到训练，最终养成相应的思维方法，同时使学生的物理核心素养得以提升。

    4? 小结

    思维方法是人们在长期经验积累下而总结出的，包括分析、综合、抽象、概括、推理、比较等。利用思维方法培养学生的思维能力是核心素养的应然要求。因此，如何在“导学案”培养学生的思维方法成为需要解决的问题。鉴于“导学案”主要用于学生在学习新知识之前以及学生的思维特点，笔者主张在“导学案”中以示范的方式展现解决问题的思维过程来培养学生思维方法，促进学生物理核心素养的形成。最后本文给出了具体的案例供大家参考，希望今后大家能够注重对学生思维方法的培养，实现教育真正的价值。

    参考文献：

    [1]张海晨.高效课堂导学案设计[M].济南：山东文艺出版社，2010.

    [2]李舒波.“导学案”的源起、意义、问题及改进[J].教学与管理，2014（21）：123-125.

    [3]林钦，陈峰，宋静.关于核心素养导向的中学物理教学的思考[J].课程.教材.教法，2015，35（12）：90-95.

    [4]胡卫平.物理学科核心素养的内涵与表现[J].中学物理教学参考，2017，46（15）：1-3.

    [5]田世昆，胡卫平.物理思维论[M].南宁：广西教育出版社， 1996.

    [6]邢红军，陈清梅.论原始物理问题的教育价值及其启示[J].课程.教材.教法，2005（1）：56-61.

    [7]朱智贤.中国儿童青少年心理发展与教育[M].北京：中国卓越出版公司.1990