提升物理教师教学设计能力的策略研究

张艳香 韩艳华

摘要：教学的终极目标是促进学生适应社会生活的生存发展需要、具有终生学习的能力，因此在教学过程中提升教师为了实现“以学生学为目的而进行的教学设计”是至关重要的。本文结合教学实际提出有效促进物理教师实现“以学生学为目的而进行的教学设计”策略。

关键词：教学设计;以学生学为目的教学设计;提升学生学习能力

doi：10.16083/j.cnki.1671-1580.2020.09.004

中图分类号：G642.4                               文献标识码：A                                 文章编号：1671—1580（2020）09—0018—04

由于中考的压力及学校课时的压力，目前物理教师“为实现教师教的目的而进行设计教学”的能力逐渐提升，“为实现学生学的目的而进行设计教学”的能力略显不足，或者教师的教学设计主要是围绕着自身的教学情况进行，或为完成实际教学而设计的，特别是有意识为促进学生的学习能力提升的教学设计能力处于踟蹰不前状态。针对目前物理教师的学科实践能力亟需提升，2017年在省教研员的指导和提供物理教师学科实践能力提升理论支撑下，松原市五个学校二十几名物理教师申报了省教育厅基础教育课题——物理教师的PCK发展策略研究，关于物理教师教学设计能力提升是本课题的一个重要的方面，因为教学设计是提升课堂教学质量的关系因素，也是学生形成物理思维能力和应用物理知识解决实际问题的重要组成部分，为此物理教师的教学设计能力也是提升物理教师学科实践能力的一个重要组成部分。

一、关于物理教学设计的概述

任何一件事情要想成功，首先要对事情进行周密的规划和设计，这样事情的进展才会顺利以及最后走向成功。物理课堂教学也是这样，要想使我们的课堂教学是优质的课堂，学生通过物理课堂获得最大的收益，这就要求我们物理教师在课前要对本节课进行精心的教学设计，如何作好教学设计是我们每位教师的基本功，也是我们教学成功的前提。

物理教师良好的教学设计能力必须依据先进的教学理念和目前课堂教学的特点而进行的。随着科学技术的迅速发展、教育的普及和社会的进步，科学教育的理念和目标也在不断发生变化，当代国际教育的核心理念是促进学生科学素养的发展。我国物理课程标准明确提出，物理课程的总目标是提高全体学生的科学素养，促进学生的全面发展。特别是2017年颁布的高中物理课程标准中提出高中物理核心素养是由四部分构成的，物理观念、科学思维、科学探究、科学态度和责任。我们初中物理也要顺应时代的潮流向培养学生核心素养进行转变，根据促进学生核心素养的课堂特征进行教学设计是每位物理教师应该进发的方向。

（一）促进学生发展的物理课堂教学的特征

1.真正以学生为课堂教学的主体，引领学生核心素养的发展

随着社会科学技术不断发展和进步、教育的极大普及，科学教育的目标和理念也在不断发生着变化。我国的科学教育的目标逐渐由培养精英教育走向培养合格公民教育，特别是2017年普通高中课程标准明确提出核心素养的概念，我国初中义务教育物理课程标准提出：义务教育课程标准旨在提高学生的科学素养，让学生学习终生发展必需的基础知识和方法，养成良好的思维习惯，在分析问题和解决问题时尝试运用科学知识和科学研究方法。这就要求我们的教育教学的终极目标是以促进学生终身学习能力发展，在课堂教学中应该以学生为课堂教学的主体，通过我们的课堂教学引领学生核心素养的极大发展。

2.引导学生在前概念的基礎上进行思维深加工，促进学生科学认知的发展

国内外大量教学实践充分证明，学生在正式学习物理知识（物理概念或物理规律）之前，在学生头脑中对新知识的理解有一个自身的认识，这个认识可能有助于科学概念的认识，也有可能阻碍对科学概念的认知，学生需要在教师的指导下，对于认识前概念中的有益成份进行加工，补充修正不正确的认知部分，引导学生在头脑中构建出正确的认知结构。如关于沸腾这一概念，学生在日常生活中应该是见过沸腾现象的，但是对沸腾这一概念并没有形成正确的前概念，好多学生认为生活中“水开了”就是沸腾，这样的前概念对于形成正确的沸腾概念还有点距离。如在教学中教师能正确引导学生认真观察，通过现象和教师的引导，学生结合自己的前概念就会形成正确的科学概念。

3.创设有助于学生进行科学探究的情境，引导学生主动进行观察和思考，做到教学过程既有预设又有生成

以往我们的探究活动都是在教师构建出一种理想化的情境，把生动活泼的物理实验演化成死板的、僵硬的、没有活力，硬塞给学生的一个实验，一个情境。学生在这样的情境中只是一个被动的知识接受的容器，形成一个机械的结论。如果现实中出现一个新情境，学生对于这样的结论怎么去应用，怎么去解释现象，一片茫然。因此在教学中我们倡导教师要构建一个真实的情境，引导学生在真实的情境中主动认知结构中构建新的知识生长点，这样生长出来的知识是生动的，富有生命力的，会主动引导学生在现实生活中或物理问题解决过程中主动应用它解决问题。

4.运用多种教学方式方法和策略，引导学生学会研究问题的方法，有效促进学生核心素养的发展

教学有法但无定法，引导教师不断开拓思维方式，以促进学生学会研究问题、促进物理思维发展、提升解决物理问题为目的的多种教学方式，不拘泥形式、不拘泥固定方式，集多种教学策略于一体，有效促进教师的教学方式方法的发展。

（二）教学设计的概述

中学物理教学设计的核心理念就是以促进学生科学素养的全面发展，或者说有效促进中学生的核心素养的发展。因此在实际教学设计时具体到每一个课题的教学设计，需要回答促进学生发展的有关问题，因此我们把物理教师的教学设计定义为以下内容：

物理教师教学设计就是指物理教师以先进的教学理念为指导思想，根据所面对的教学对象和教学目标，依据促进学生核心素养形成和发展的物理课堂教学特征，确定合适的教学起点与终点，将教学诸要素有序、优化地安排，形成教学设计方案的过程。

二、促进物理教师教学设计能力提升的策略

策略一：引领学生自主构建物理概念的教学设计策略

物理概念是一类客观事物的属性和本质特征在人脑中的反映，是在观察实验的基础上，运用科学的思维方法抓住一类事物或物理现象共同的本质属性，加以抽象和概括而形成的。 物理学科的核心概念由若干重要的概念的学习逐渐深入形成的，概念的学习是一个学科学习的核心，能作为理解或探究更加复杂概念的关键知识，也是促进学生思维能力发展的有效方法。

物理概念的教学应当根据物理课程标准的要求，在物理学科发展历程中物理概念的特点以及所教年段学生认知特点和规律展开，其教学过程大致有以下环节和步骤： 根据学生的生活实际状态创设问题情境，引入物理问题;了解学生的认知特点，有的放矢运用科学思维方法，引领学生自主构建物理概念;选择有代表性的具体问题，运用物理概念去解决实际物理问题。

（一）根据学生的生活实际状态创设问题情境，引入物理问题

创设问题情境的功能不仅仅在于引起学生好奇心，还应该是有助于学生从情境中发现问题、提出问题，并由此结合自身已有认知结构展开思维。因此，引入新课而创设的问题情境一定要明晰生动，带有趣味性，能够激发学生探究的热望，同时能够引发学生思维向纵深发展。好的问题情境不仅能激发学生学习的兴趣，也会引发学生思考，让学生产生欲罢不能的感觉。如有一位教师在讲《流体流速与压强的关系》一节时，首先展示乒乓球和漏斗，乒乓球是学生平时喜欢的体育器材、漏斗是实验室中的一个实验器材，这两件本身没有联系的物品展示出来，本身就有一定趣味性，接下来教师提出：把乒乓球放到漏斗下面，如果我从漏斗细口往下吹气，请同学想一想，乒乓球是落向地面、原地不动还是向上运动呢？在学生的观念中向下吹气，乒乓球毫无疑问是向下落的，这是一个不可怀疑的事实，但是教师实际操作以后，乒乓球不仅没有下落而且还有向上旋转。这样的情境设计不仅有助于学生兴趣的提升，同时也会引发学生的思维向纵深发展。

（二）运用科学思维方法，引 导学生建立物理概念

要使学生形成正确的物理概念，就必须在获得足够的感性材料的基础上，引导学生运用比较、分析、综合等思维方法，对感性材料进行思维加工，进而抽象概括出事物的本质属性，从而使他们形成概念。

（三）选择具体问题，运用物理概念

当学生初步形成概念后，必须及时给他们提供运用概念的机会，让他们将抽象的概念“返回”到具体的物理现实中去，使他们在运用概念联系实际或解决具体问题的过程中，巩固、深化和活化概念，丰富和发展物理概念的适用情境。对物理概念适用情境的丰富和发展具体表现在两个方面：一是增加物理概念适用的情境，比如原来只适用于直线运动的物理概念，逐步扩展到曲线运动;二是原有物理概念适用情境认识的更加深入，精细。同时，特别要注意逐步引导学生正确运用概念去分析、处理和解决物理问题的思路和方法，引导他们在运用已有的概念去面对新的物理现象时，勇于提出问题，勤于思考，扩大认识范围，逐步提高他们分析、解决物理问题的实际能力。所以，运用是使学生把学到的知识转化为能力的关键。

策略二：指导学生探究和理解物理规律的教学设计

物理规律教学的一般教学设计包括得出规律、理解规律和应用规律三个环节。以往以掌握知识为目的的教学设计往往偏重理解和应用规律环节，忽视指导学生探究规律的过程，这也就失去了非常重要的培养学生科学探究能力的机会。学生学习物理的最终目的不是记住规律，而是能够在理解物理规律得出的过程中促进自身的物理思维的发展，为自己未来的生活和工作打下坚实的基础，为获得终身学习能力打下坚实基础。对学生中的大多数人而言，一生最有用的不是某个具体的物理规律，而是通过经历探究规律的过程而有意识培养学生良好的科学思维方法与学到的研究方法进行总结和提升。因此，指导学生探究规律应该是物理规律教学的重中之重。另外尝试将获得的规律应用于新情境解决实际问题，也是规律教学的重要内容。不仅可以深化对物理规律的理解，巩固所学知识，从科学探究的角度而言，这也是探究过程的重要组成部分，是对之前探究結论的再检验、再认识。

策略三：促进学生认识整合发展的教学设计策略

中学物理学科教学在引导学生学会物理知识的同时，还需促进学生认知整合能力的发展。中学物理知识体系是由许多物理学科的核心概念和规律构成的，这个完整的知识体系本身具有关联性、层级性和系统性。从知识建构的角度上讲，物理概念和规律是形成物理知识体系的基本元素。但在物理核心概念或规律得出的过程中，所采用的科学思维方式和方法，特别是探究过程和方法、实验观察的方法、提出问题的方法、解决问题的方法等对于学生形成正确的认知结构，形成正确的对物理知识体系的认知是非常重要的。这些方法和思维方式对于促进学生形成良好的物理思维能力和应用物理知识解决实际问题的能力也是非常重要的。

物理学中许多概念或规律的得出过程都是应用许多物理学的科学思维方式和方法获得的。如果在教学中关注点只在知识上，学生学会的只是死的知识，从思维的角度是无源的，当然在应用知识解决问题的过程中，如果知识忘记了，一切都是枉然了，但是如果学生学会了方法，如果公式呀或原理忘记了，可以运用一定的方法进行推导获得。如初中电学中关于欧姆定律学完之后，为了加强对电学这部分知识的理解，通常设置一节专题课，用双表法或缺表法测电阻，以往的教学中教师都设计成固定的模式和固定的电路图来解决这个问题。经过三年课题历练的油区十二中学刘教师在讲这一专题时，摒弃了以往机械记忆与模仿的弊端，首先引导学生回忆伏安法测电阻的原理、滑动变阻器在电路的作用、串并联电路的特点，以三个知识为线索，给定电源、定值电阻、开关，一块安培表、导线若干，一个待测电阻，请画出电路图并写出待测电阻的表达式（注意，安培表可以移动位置）。在前三个知识的线索指导下，这个问题很容易解决，当问题解决完了，教师又继续引导，若只给一个伏特表呢？若电压表依然保持，把定值电阻换成滑动变阻器会怎么样呢？问题在教师的一步一步追问下，学生依据测量电阻的本质原理一步一步从实验操作上，从理论推导上完成本知识点的学习，同时提升了运用科学思维方法解决物理问题的能力。刘老师带领的课题小组以初中专题课为基点，在促进学生认识整合发展的基础上逐渐形成带有学科倾向的专题教学设计，并把研究成果在油区十二中进行转化，为全体物理教师的教学设计母本。

策略四：提升物理演示教学设计的基本策略

物理演示实验是为了展示物理现象，揭示物理过程的发生、发展、变化的过程，引导学生进行观察、思考，并配合教学内容而由教师操作示范的实验，它是物理教学中最富有活力的部分。因此在教学过程中教师对于演示实验的设计是教学成功的关键因素，也是促进学生学好物理知识，促进物理学习能力提升的重中之重。演示实验的教学效果一方面取决于实验能否顺利演示，能否出现预期的物理现象、过程和结果;另一方面取决于教师自身的实验技能和教学基本功以及教师对演示实验教学所采取的教学策略和对教学过程的设计。

厘清实验原理是促进演示实验成功的关健要素。实验原理是演示实验应该遵循的基本原理，实验原理是物理实验的核心，它不仅贯穿物理实验的始终，在一定程度上决定着实验的方法和步骤，从这个意义上讲充分理解实验原理是形成物理实验设计能力的基础和前提，教师在进行演示实验之前，如果能讲清实验原理，认真分析实验每一个步骤和每一步的目的，使学生真正体会到实验原理的本质，那么为学生下一步设计实验方案和操作起到积极作用，同时也会为学生透过实验现象归纳总结出更加普适的物理规律打好坚实的一步，作好铺垫，引领学生对规律和概念的本质属性和适应范围有更加清楚明了的认识。如在讲解摩擦力时，摩擦力总是阻碍物体相对运动和相对运动趋势，学生往往理解不好相对运动趋势，教师若能展动刷子（最好直观生动的彩色大刷子）在沙纸上移动（但未完全运动起来），把物体的相对运动及趋势展示得很好，这样学生就会真正理解什么是相对运动和相对运动趋势。再如平时我们教师在讲摩擦力时经常舉的例子都是物体在水平方向的相对运动和相对运动趋势，那么物体的相对运动和相对运动趋势不仅仅在水平方向上存在，而上课时教师的例子无形中引导学生形成思维定势：物体的相对运动和运动趋势在水平方向。一但形成这样的思维定势，当看到竖直方向上物理的相对运动和相对运动趋势，学生就无所适从了。因此演示时一定要厘清实验原理，思维不蕴于常规形成思维定势。

为学生学而进行的教学设计策略研究是一个系统的动态的过程，随着教育理论的不断深化和发展，教学设计策略也会随着发展变化，但是我们为学生终身学习能力发展的思想和目标不会变化，当然，一个能设计、有深度，完全为学生学的教学设计能力不是一蹴而就的，它需要我们物理教师在锤炼自己的教学实践能力方面不断探索、不断精进。

[参考文献]

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版集团，2017.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[3]郭玉英主编.中学物理教学设计[M].北京：高等教育出版社，  2016.

[4]孟秀兰，魏国强主编. 初中物理教师专业指导[M].北京：科学出版社， 2015.

[5]高凌飚著，张洪石主译. 学习质量评价（solo分类理论）[M].北京：人民教育出版社， 2015.

[责任编辑：黄可心]