物理教学设计比较研究的基础与方法论探询——以初中物理“压强”教学设计为例



物理教学设计比较研究的基础与方法论探询——以初中物理“压强”教学设计为例

张琪胡扬洋

（首都师范大学教育学院，北京100037）

【摘要】随着课程改革的深化，教学理念多元化，教学设计多样化，使得物理教学设计比较研究逐渐发展。文章在梳理其研究基础之后，提出了物理教学设计比较研究的三个基本维度：物理教学逻辑、科学方法显化、学生思维训练，并以初中物理“压强”教学设计为例，作具体阐述。

【关键词】物理教学；教学设计比较；比较教学；同课异构；教学设计；高端备课

胡扬洋（1988-），男，河南沁阳人，首都师范大学教育学院，在读博士研究生。研究方向：物理教学论。

一、问题的提出

新课程改革自2001年至今已有10余年，2014年又进一步提出全面深化课程改革，并把课堂教学改革作为课程改革的重点，改革着眼于优化课程体系，高中课程标准已展开修订。在物理学科教学领域，10余年来的改革不断深入，课堂教学理念不断丰富与多元、教学设计的样式不断增多，由此不可避免地产生了比较的需要，如“一课多讲”、“同课异构”等研讨模式为物理教学改进与教师发展提供了良好的平台，然而依旧存在不尽如人意之处，其原因在于教学设计比较的理论与框架有待清晰。据此，如何基于我国物理教学深厚的实践基础与比较教育学的最新研究成果，较为系统地构建物理教学设计比较研究的基础与方法论就成为了我们的研究课题。

二、物理教学设计比较研究的基础探询

（一）比较教学论研究的缘起与现状

比较教学论作为比较教育学的一个子领域，在近30年来已经成为比较教育学的重点研究领域之一。丁邦平教授提出：“比较教学论可以成为这样一个研究方向，因为这是比较教育学中最能够直接为课程与教学改革服务，尤其是为教师教育与教师专业发展直接提供学术支持的一个领域。”①近期，亦有论者将比较教学论运用在物理教学上，为学校科学教育作出了新的思考。②

我们认为，众多比较教育学者关于比较教学论研究的经验与论述，在当下彰显了重要意义，也为我们反思学校教学现状提供了新视角。也正如丁邦平教授所述：“教学论研究主体不仅要建构理论，更需要把这些理论运用到学校教育教学的变革实践之中，需要直接地与学校的校长和教师等接受主体建立起密切的工作关系。”③据此，选比较教学论作为比较研究的基础之一，有潜力真正做到为教师教育与教师专业发展提供直接的学术支持。

（二）“同课异构”研究的理念与实践

随着新课程标准的实施，为中学教学带来了全新的教育教学理念，“同课异构”这种具有理论与实践相结合特点的课题也逐渐成为了我国中小学教师校本研究的重要形式。“同课异构”即对相同的教学内容采取不同的教学设计和教学构思。“同课异构”研讨模式实质上形成了一线教师之间教学设计的比较，然而实践中，往往出现教师只是一味地求“异”，或为了“异”而“异”，亦或重“同”轻“异”。这些做法无一不将“同课异构”的理念带入了误区，阻碍了其潜在功能的发挥。我们认为，“同课异构”需在继承一线经验的基础上，探寻出教学设计比较研究的方法论，为教学实践提供更有意义的指导。

（三）物理教材比较研究的兴起与发展

1949年以来，我国中学物理教材的发展经历了“照搬套用、自主编订、10年停滞和改革复兴”等几个阶段，在几经变迁中逐步完善，形成了相应的时代风格和特点。2001年新课程改革以来，我国中学物理教材建设进入到了一个新的时期。根据地区的差异、学生智力发展水平的不同，以及知识基础、认知能力的不同，我国现行高中物理教材共五个版本，初中物理教材约有十个版本左右，这使得对不同时间、不同地区、不同国家的教材进行比较也渐渐成为了研究热点。

我国中学物理教材的比较研究源于1986年的一篇《中学物理教材改革对学生创造力的培养——谈甲、乙两种物理课本的新意与不足》，全面兴起于20世纪90年代。老一辈物理教育学家乔际平先生特别指出，教材之间“有比较才有鉴别”（1993）。④尔后，教材比较研究进一步着眼于内地与香港，中国与外国的比较。至21世纪，国内外都掀起了教材改革的浪潮，物理教材的比较研究也继续发展。首先是将我国教材与国外教材加以对比；其次，比较我国不同省市物理教材的使用情况；第三是比较新一轮课改前后中学物理教材。

物理教材比较研究的逐步发展为物理教学设计的比较提供了重要基础，而对物理教学设计的比较研究，则是物理教材比较的深入发展。

三、物理教学设计比较研究的维度提出

物理教学设计是为了在时空有限的课堂教学中，使学生理解物理知识，并体现物理学科中潜藏的逻辑思维和科学方法。对教学设计加以比较，能有效帮助教师掌握教学设计之间的区别，在对比中取优。乔际平先生指出：“比较是在一定关系上根据客观标准进行的，没有统一的标准就无法进行比较。”④因此，探寻比较研究的标准，则是抓住了比较的基本依据。

新课程改革以来，初中物理课程标准（2011版）明确提出“物理作为科学教育的组成部分，是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程。”而提高科学素养，又旨在让学生能够掌握自身发展必需的物理基础知识和方法，养成良好的思维习惯，能够尝试运用科学知识和科学方法解决问题。这些对知识、技能、方法和思维发展的需求，无一不是对学生能力培养的关注。据此，我们以“智能—技能—认知结构”能力理论、皮亚杰认知发展理论、科学方法显化教育理论为依据，提出物理教学设计的合理性主要取决于三个维度，即物理教学逻辑、科学方法显化以及学生思维训练，具体含义如表1所示。

表1　物理教学设计比较维度及其含义

由表1可见，物理教学设计的比较具有一个整体结构，三个比较维度相互支撑，环环相扣。选教学逻辑作为比较的第一个维度，是因其所表达的内容是知识呈现的过程。而要想进一步展开教学逻辑，就需要运用科学方法这一有效工具，将科学方法进行显化教育。同时，教学不仅包含一些外化操作，还应伴随着学生内部心理调控，这就需要对教学设计进行“学生思维训练”这一维度的比较。

四、初中物理“压强”教学设计的比较研究

物理教学设计比较研究力图促进物理教学的多样化、有序化和完善化发展，并突破现有教学模式的限制，具有很大的开拓空间。以下就依据上述基本理论和比较维度，就初中物理“压强”概念作具体阐述。

（一）教学设计比较研究对象的选取

物理概念是学生正确认识物理世界的基础，也是科学素养的重要组成部分。我们选初中物理压强概念一节为例，是因其为初中核心知识之一。此外，压强概念教学自建国以来就是物理教学界探讨的热点，积累了诸多重要观点。具体而言，“压强”在初中物理中不仅是学习液体和气体压强、阿基米德定律的重要基础，更对培养学生科学思维和提高分析解决问题能力有很大促进作用。我们在中国知网上进行搜索，将发表时间在1949年至2014年4月期间的压强教学研究文章进行整理归类，可以见教学设计主要分为两大类：一是中学一线教师根据《物理教学大纲》《物理课程标准》以及自身教学经验所写的教学设计，主要从教育教学、物理教学、课堂组织等角度对“如何上好压强这节课”提出了不同的建议；二是近两年出现的，由课程与教学论专业教授结合专业研究领域及深度理论知识完成的《压强概念教学的高端备课》，最终确定比较研究的对象如表2所示：

表2　比较研究的对象

（二）教材、一般教学设计与高端备课的比较

我们在确定研究对象的基础上，进一步总结一线教师教学设计共同之处，与教材、高端备课进行比较，其目的在于明确压强概念的建立过程，分析出教材、教学设计中不同教学方式会对学生掌握科学知识、学习科学方法和培养科学思维有怎样的影响，比较情况如表3所示。

1.从物理教学逻辑的维度看。纵观一般教学设计及其主线，大部分教师以教材为依据都按照“观察生活现象—引导学生猜想—实验验证猜想—归纳实验结果—得出压强概念—解释物理意义”六个步骤展开教学，整体上比较完整。本文选取的一般教学设计都注重实验展示并配合着“问题串”的形式引导学生建立压强概念，力求在知识讲授上增强逻辑性。然而，各环节的教学还略显零散，逻辑脉络不够清晰。特别是在实验验证中，都在强调“比较压力作用效果，要选取相同受力面积”，但却没有讲解其中蕴含的逻辑关系。

物理高端备课在教学的逻辑上，明确指出概念的建立过程应以比值定义法的逻辑展开，从比值定义法的逻辑动因直接比较压力的作用效果出发，进一步抓住“比较”的核心思想——选取相同标准，将选取标准化为“一平方米”，即采用比值“F/S”，并与压强建立联系，最后给出生活实例阐释压强的物理意义。整个教学过程条理清晰，展现了教学环节之间重要的逻辑联系。

2.从科学方法显化的维度看。教材、一般教学设计和高端备课主要体现为三种运用科学方法的形式，具体情况如表4所示。

表3　教材、一般教学设计与高端备课的比较

表4　压强概念建立过程中科学方法的运用

现行教材试图以“比值定义法”建立压强概念，并同时向学生渗透观察法、猜测法等研究问题的方法，一定程度上做到了知识向方法的转移。但对“比值定义法”这一科学方法的教学则采用了“含而不破”的隐处理方式，缺少科学方法过程性的体现。

中学物理教师在教学设计中大多采用“控制变量法”进行教学。然而，部分教师在给出压强表达式环节时，注意到向学生渗透“比值定义法”这一科学方法，运用联想与知识迁移策略，引导学生将压强与所学密度、速度进行类比，帮助其更好理解和运用压强公式。

相比之下，物理高端备课还完成了科学方法的过程性教学，即依据比值定义法的基本逻辑完成教学，在一定程度上实现了物理科学方法在教学中的显化。

3.从学生思维训练的维度看。现行教材、一般教学设计遵循着“感性认识—物理概念—练习作业”的教学模式，培养了学生的定势思维，使其形成了有序的知识体系，有助于学生整体把握物理知识结构。但教学设计中并未完全展现所包含的逻辑环节，对科学方法的运用也是含糊其辞。这势必会导致学生思维趋于肤浅，思维方式呆板、机械，对问题的解决也缺乏灵活性。物理高端备课对“压强”概念建立从“直接比较压力作用效果”的思路出发，抓住了“选取相同标准”这一核心思想，讲明了比值的物理意义，同时论证了“为什么要用比值”，使学生在学习压强概念的同时，经历了相对完整的思维训练过程，从而培养了学生抽象和概括能力，使其能把所学知识迁移到不同物理情境中去解决问题。

五、物理教学设计比较研究的总结与启示

物理教学设计比较研究并非是教学或教师的附属物，在某种程度上，突破了往往局限于个人经验层面的教学，将我国物理教学理论与实践相互融合。物理教学设计具有其系统性与多样性，教师首先要善于抓住教学的核心内容，在整个学科的知识结构中向学生讲授知识点，挖掘知识背后所蕴含的科学方法。其次，要运用好教学资源，依据物理学史、科技史等，尽可能呈现当时知识形成的思维与研究过程。第三，要注重学生已有经验和特有情感，创设多样且有效的体验情境，激发学生学习兴趣，使学生从行为到心理、思维都得以参与。第四，要关注课堂教学的实效性，从根本杜绝为“异”而“异”的教学设计。每一个教学环节的设定要明确且有实际意义。对物理教学设计比较研究进行梳理既是对物理一线教学经验的总结，也是对比较研究理论的初步探询。希望在未来的研究中，可以深入探明这一研究的理论，厘清其在教育研究中的层次与地位，为中学教学实践提供引导与支持。

注释：

①丁邦平.比较教学论:21世纪比较教育学发展的一个重要领域[J].教育研究,2013,03:12-19.

②胡扬洋,刘锐.中美太空授课的比较教学论研究[J].上海教育科研,2014,11:10-13.

③丁邦平.反思教学论研究——基于比较教学论的视角[J].课程·教材·教法,2012,09:26-31+49.

④乔际平,张宪魁.初中物理教材的选择与分析[M].北京:高等教育出版社,1993.

⑤邢红军,胡扬洋,石尧,王慧.压强概念教学的高端备课[J].中学物理教学参考,2013,10:18-20.

作者简介：张琪（1992-），女，北京人，首都师范大学教育学院教育，在读硕士研究生。研究方向：物理教学论；

中图分类号：G423

文献标识码：A

文章编号：1005-5843（2015）03-0129-03