以学为中心的高中物理教学探讨①

(浙江省温岭市新河中学，浙江 温岭 317502)

以学为中心的高中物理教学探讨①

蔡千斌

(浙江省温岭市新河中学，浙江 温岭 317502)

建构以学为中心的教学已成为广大高中物理教师的基本价值取向，本文在揭示以教为中心的物理教学弊端的基础上，阐释了以学为中心的高中物理教学的内涵、特征与策略，提供了具体的教学设计案例。

以学为中心；高中物理；教学设计

1 以教为中心的高中物理教学分析

以教为中心的高中物理教学主要表现为以下4个方面。

(1) 以教为本

以教为本主要由教师来推进教学的进程，日本教师在观看上海教师的教学录像后，给出了这样的评语：“课堂进度太快了。这对于10%～20%的学生是有利的，但很可能伤害其他的学生。”此类情况在高中物理课堂中也莫能例外。

(2) 多教少学

在浙江省等地7选3的高考背景下，有些学校在高一下学期就让学生参加第一次物理会考。由于物理考试范围广、任务重，教师赶时间上新课，以便抽出时间用于复习，对一些非考试重点的内容，就将教材上的两节内容并成一节来上，课堂上出现教师多教多讲的现象，挤占了学生自主能动的学习时空。

(3) 以教定学

教师主要从自身的教学经验出发，来确定物理学习的内容，并没有很好地关注学生的学习基础和需求。笔者曾听了“功率”一课，发现授课教师无视学生的学习基础，课上设计了多个实验来引入功率的概念，而后阐述功率的单位，补充已被废除的功率单位——马力，讲述“马力”的含义。殊不知，学生在初中已学过功率的定义、定义式和单位，对于学生熟悉的内容，教师多讲无益。对于已经废除的功率单位，教师讲了，也显多余。

(4) 以教论教

在教学评价上，高中物理教师普遍关注“教什么、怎么教、教得怎么样”，较少关注学生“学什么、怎么学、学得怎么样”。教学评价过多地聚焦在教师的“教”上，将“学”看成为“教”的附庸和陪衬。可是，学习终归是学生自己的事情，无论教师教得怎么好，学生却不一定就学得好，教学评价不能侧重在“教”上。

为了革除以教为中心的弊端，建构以学为中心的教学已成为广大高中物理教师的共同追求。

2 以学为中心的高中物理教学的建构

2.1 以学为中心的高中物理教学的内涵

所谓以学为中心，包含着两层意思，一是指以学生为中心，由于学生是学习的主体，以学为中心要以学生的情感、需求为中心。二是以学习为中心，由于学习就是一种行为方式，所以以学为中心要求以学习主体自主、能动的行为方式为中心。以学为中心的高中物理教学是指以学生学习活动为整个课堂教学中心的教学。在这里，学生要自主、能动地学习，教师要设置活动，引起并促进学生的学习。

2.2 以学为中心的高中物理教学的特征

与以教为中心相对应，以学为中心的高中物理教学也具备四个特征，分别是“以学为本、少教多学、以学定教、以学论教”。

(1) 以学为本

以学为本指以发展学生的核心素养为本，以促成学生自主、能动的学习为本。教师充分激发学生的学习动机，针对物理教学内容，设置物理学习情境，安排物理学习顺序和节奏，主要靠学生来推动课堂教学的进程。

(2) 少教多学

尽量减少教师单向传授的时间，努力增加学生自主、能动的学习时间。对于学生自己能看懂、讨论能解决的物理内容，教师放手让学生自己去学习、表达和归纳。对于学生难以解决的疑难问题，教师再做出有针对性的点拨。

(3) 以学定教

教师要学会倾听学生的声音，根据学生的学习困惑来确定物理教学内容。根据物理学习内容的特点和学生学习心理的特点来确定物理教学的方法、策略和教学组织形式。比如，学生实验技能的获得，教师就不能通过在黑板上讲实验的方式来进行，而是要让学生进入实验室，通过亲身体验后获得。

(4) 以学论教

从学生学得怎么样的角度来评价教的效果：① 评价学生在物理学习中的探究兴趣、参与程度和思维深度。② 评价学生物理学习的成功、困惑和失败之处。③ 评价学生物理学习后发生的变化和取得的进步。④ 评价教师在物理学习氛围营造和引领学生有效学习上的成功做法。

2.3 以学为中心的高中物理教学模式

美国著名教育学家梅里尔教授提出的首要教学原理为本研究提供了理论基础，首要教学原理在国际上影响深远。梅里尔指出：在“聚焦解决问题”的宗旨下，教学是由不断重复的“激活原有知识、展示论证新知、尝试应用练习、融会贯通掌握”四个阶段循环进行的。师生“聚焦解决问题”，教师“激活学生的原有知识”，学生“展示”自己的想法，师生共同“论证新知”，学生“尝试应用练习”“融会贯通”。显然，梅里尔将师生的活动合在了一起，而没有刻意区分开来。

笔者基于梅里尔教授的首要教学原理，将学生、教师的活动区分开来，提出如图1所示的以学为中心的教学模式。

图1

在教学中学生聚焦问题，激活头脑中原有的知识，进行意义建构，然后迁移应用所学知识，尝试练习，通过整合反思，形成洞察力。教师创设真实的物理问题情境，进行演示实验等，用以激发学生的学习动机，激发学生的认知冲突，指导学生将新信息意义化、结构化，储存到长时记忆中。提供实例，评价学生的理解程度。根据学生的掌握情况进行调整补救，以完善其认知结构。

2.4 以学为中心的高中物理教学策略

2.4.1 了解学习基础与需求

首先要了解学生的学习基础，只有做到了这一点，教师设置的情境或问题才能激发起学生的动机，学生才会集中精力，聚焦问题。例如，在“功”的学习中，学生在初中已经掌握的内容有：(1) 功的概念；(2) 功的两个不可缺少的因素：物体受到的力F和物体在力方向上通过的距离s；(3) 功的计算公式：W=Fs；(4) 功的单位：焦耳(J)；(5) 会利用功的两个不可缺少的因素，判断力对物体是否做功，会用功的公式求解力与物体运动方向一致时力对物体做功大小的问题。

其次，了解学生的学习需求，教师要明确学生不清楚的地方，然后确定学生的学习需求，这是学生能力的生长点。例如，在“功”的学习中，学生的学习需求是：(1) 为什么初中讲功时说：“有力作用在物体上，物体在力的方向上通过一段距离，则这个力对物体做了功”，高中不讲“通过一段距离”而讲“通过一段位移”，这有什么区别？(2) 如何解决力与物体运动方向不一致时，力对物体做功的问题？(3) 功的标矢性。(4) 物体受多个力作用时，力对物体所做总功的计算方法。

2.4.2 为学习设计物理教学

知道了学生学习的基础和需求，接下来的工作就是为学生的学习设计物理教学。教师要明确三点：该教什么？不必教什么？教了后怎么样？现以“功”的教学为例来说明。

(1) 该教的内容：恒力做功的一般计算方法、功与能的关系、功是标量、负功的意义、总功的计算方法。

(2) 本节不必教的内容：变力做功。

(3) 教了以后的效果：教了功与能的关系后，学生对功是标量、正负功的意义会更清楚。教了合力功等于各力做功的代数和后，学生能进一步清楚功是标量，也能总结出总功的计算方法。

3 以学为中心的高中物理教学设计

3.1 以学为中心的“学的设计”

下面以“功”的教学为例，从学的角度来说明“以学为中心的高中物理教学设计”，主要解决怎么学的问题。

聚焦问题1：(1) 回顾初中学过的功的概念。(2) 水平桌面上的物体在水平拉力F的作用下沿力的方向运动了一段距离s，求拉力、重力、支持力、摩擦力对物体所做的功。

激活旧知1：(1) 物体在力的作用下，在力的方向上通过了一段距离，则这个力对物体做了功。(2) 拉力对物体做功W=Fs，重力、支持力对物体都不做功。

意义建构1：拉力与运动方向相同，拉力的功用是加快物体的运动。重力、支持力均与运动方向垂直，均不做功。摩擦力的方向与运动方向相反，阻碍物体的运动，做负功，即W=-Ffs，负号表示物体克服摩擦力做功。

迁移应用1：水平桌面上的物体受到斜向上的拉力F作用，拉力方向与水平方向的夹角为α，物体在水平方向上的位移为s，求拉力对物体所做的功。

整合反思1：(1) 通过分解拉力的方法来求拉力对物体所做的功，与运动方向一致的“拉力分力”做功为W=Fscosα，与运动方向垂直的“拉力分力”做功为0，则拉力对物体做功为W=Fscosα。(2) 反思W=Fscosα中α的含义，即使F、s的大小一定，α取不同值时，如0°≤αlt;90°、α=90°、90°lt;α≤180°时，功均不同。说明做功与力和位移间的夹角有关，因此，在初中基础上将功的定义改为：物体受到力的作用，且在力的方向上通过一段位移时，则力对物体做了功。(3) 反思W=Fscosα公式的推导过程，说明这一公式的适用条件。

聚焦问题2：(功的本质)物体在力的方向上运动一段位移，是力在空间位移上的一个累积过程，它到底累积了什么？

激活旧知2：将一叠很重的书从地面搬到桌面，或将一箱很重的货物往前推动一段位移，会有什么感觉？

意义建构2：搬书过程，人做功，要消耗体内的化学能。做功过程就是能量转化的过程。做功越多，能量转化越多。能量是标量，因此功也是标量，功的正负不表示方向。力做正功，使受力物体获得能量。力做负功，使受力物体失去能量。例如，摩擦力做负功，物体的运动会减慢。

迁移应用2：求图2中F合对物体做的功，F1、F2对物体做功的代数和。

图2

整合反思2：(1) 合力做功等于各力做功的代数和。(2) 由于“合力做功等于各力做功的代数和”，同样说明了功是标量。(3) 总功计算有两种方法，一种是先求合力，再求合力做的功；另一种是先求各力做的功，再求各力做功的代数和。

3.2 以学为中心的“教的设计”

以下从教的角度来说明以学为中心的教学设计，主要解决怎么教的问题。

激发动机1：水平桌面上的物体在水平拉力F的作用下沿力的方向运动了一段距离s，求重力、支持力、摩擦力对物体做的功。

制造冲突1：由于摩擦力与物体的运动方向相反，而初中没有学过这种情况下力做的功，那么摩擦力到底做不做功？引起了学生的认知冲突。

指导编码1：拉力起加快物体运动的作用，摩擦力起阻碍物体运动的作用，因此摩擦力要做负功。

提供实例1：拉力与物体运动方向成一定夹角时，如何计算拉力所做的功？

调整补充1：(1) 力是矢量，用矢量分解的方法来分解力，将这种情况转化为熟悉的情况，即力与运动方向一致、力与运动方向垂直的两种情况来处理。(2) 根据推导出的公式W=Fscosα可知，α为钝角时，功为负值，印证了上述例子中摩擦力做负功的情况。(3)W=Fscosα的适用条件。

激发动机2：功是力在空间上的累积，它累积的是什么？

制造冲突2：人搬重物或推重物，在做功的过程中，物体的机械能发生了变化，人感到累，那么人消耗的体能与功有什么联系吗？

指导编码2：将功与能的转化联系起来。让学生初步认识到：做功的过程就是能量转化的过程。

提供实例2：寻找合力做功与各分力做功的关系。

调整补充2：(1) 由合力做功与各分力做功的关系说明功的标矢性。(2) 总结总功的计算方法。

4 结语

以学为中心是针对以教为中心的缺陷而提出，以学为中心的高中物理教学是站在学生学习立场上开展的教学，通过聚焦问题、激活旧知、意义建构、迁移应用、整合反思这五个阶段在整个教学过程中循环进行。在实际教学中，还可灵活加以应用，比如只出现聚焦问题、激活旧知、意义建构这三个阶段，而没有涉及迁移应用与整合反思。

[1] 陈佑清.建构学习中心课堂：教师面临的挑战与回应[J].中国教师，2016，(10):10.

[2] 钟启泉.课堂研究[M].上海：华东师范大学出版社，2016:67.

[3] 盛群力.教学设计[M].北京：高等教育出版社，2005:252.

[4] 陈佑清、张彦平.以学习中心课堂为旨趣的教学活动设计的逻辑[J].教育研究与实验，2015，(5):28.

① 本文系2017年度浙江省教科规划重点研究课题“高中物理‘微课程群’的构建与实施”(编号：2017SB073)、浙江省台州市教研规划课题“为学习设计物理教学的研究与实践”的研究成果。