指向核心素养的物理“实践课堂”分析

孙咏萍冯 杰

（1.内蒙古师范大学物理与电子信息学院，内蒙古 呼和浩特 010022；2.上海师范大学数理学院，上海 200235）

普通高中物理课程标准（简称课标，2017版）是一个既符合中国实际情况，又具有国际视野的纲领性教学文件.［1］其中的一大亮点即是“核心素养”的嵌入.所谓“核心素养”是指学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的基本知识、必备品格、关键能力和立场态度等方面的综合表现.根据高中物理学习的特点，课标阐明了物理学科核心素养的四维度——“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”及“科学态度与责任”.［2］

“核心素养”一经提出，立即引起学科教学领域的广泛关注.在CNKI数据库中，以“核心素养物理”为篇名搜索的文章（2016—2020）数量随年份呈大斜率的直线上升.在中学物理学科教学领域，研究者就如何落实核心素养的教育问题已经展开了热烈的研究，问题涉及教学目标设计［3］、课堂活动［4］和课堂教学设计［5］等等.本文则基于杜威“做中学”思想，提出在高中物理教学中构建行之有效的“实践课堂”的观点，说明“做中学”在实践课堂构建中的指导意义.鉴于思维、品质只有通过学生的学习行为来体悟，因此，教师必须聚焦学生的“做”，把握体现“做中学”意义的“中”之过程含义，引导学生真正的“学”——学生在课堂的行为实践中，习得物理知识、形成物理观念；体验物理逻辑、培养创新的科学思维；增强科学探究本领，涵养实践意识与能力；塑造意志品质，发展持之以恒的科学态度与责任.为此，首先诠释物理“实践课堂”的理论内涵.

1 “实践课堂”的理论内涵

1.1 知行合一：“实践课堂”的教育理念

“知行合一”凝练了杜威的教育观，［6］是对杜威“做中学”思想的贴切表述.从哲学视角，杜威认为籍感官刺激而得的单纯事实和靠思考辨别所获的抽象概念都不是真知.他从“行为”层面论证了知识需在人与外部环境的相互作用中不断得以修正，［7］即知识来源于行为及其结果的密切作用之中.换言之，学习者要在行动中借助理性之力实现知识的赋予，所谓知行合一.因此，知行合一被视为实践物理课堂的教育理念，应该贯穿课堂教学之始终.

需要明晰的是，在实践中，“行”兼具体验、类比、思辨、建模与创造等多种形式，［8］通过“实验、思考、类比和讨论”等探究行为，凭借“眼、耳、口、手、脑”感官去看、听、想、讲、尝试及思考；“知”可拓展为多学科互惠的整合性知识，不仅包括课堂主体在“行”中获取的信息（概念、定律、公式和符号等）、技能、价值观、情感、态度等，而且突出物理知识与人文素养的融合.如此可见，“实践物理课堂”无疑是涵育核心素养的主渠道.实践物理课堂以知行合一为引领理念，关注“知”与“行”的相互影响.在“行”中深化、领悟知识，潜心发展尊重、感受、求真等态度与观念；在“知”识的运用中，以科学的方式观察、思考和判断、以体现人文精神的思想和情感指导“行”动，提升行动能力，进而解决实际问题.

作为杜威的学生，陶行知结合中国国情，在“做中学”的理论中指出“做”有三种特征：行动、思想和新价值之产生.［9］那么，在新时代“核心素养”背景下的物理教学课堂，可将其理解为，通过学生实践习得知识技能，掌握思想方法，锤炼意志品质，激发创新思维.陶行知认为“做就是在劳力上劳心”，“劳力”就是“行”，［10］可运用书本、借鉴别人的经验及选择可用的工具等，这是“行”的表现；表达观点、听取建议、动手实验、切身感受等等，此为“行”的方法.从“行”中学习经验是最直接的，并对思维的产生和发散、理论的形成与理解、素养的习得与提高有推进之效.

毋庸置疑，“实践物理课堂”的“实践性”与大教育家杜威及弟子“知行合一”的教育思想如出一辙，符合“知行合一”教学观.换言之，杜威、陶行知的教育思想的价值意蕴依然熠熠生辉，具有重要的指导意义.［11］

1.2 民主的师生课堂共同体：“实践课堂”的形态

杜威倡导教育的民主性.他指出这个语境下的民主代表一种师、生、课堂环境共存的运行模式，一种发展的不断沟通且互助协调的经验.“实践课堂”突出强调师生、生生在行动中共同围绕教学目标启发互助、共享经验、获得新知.由此可断，“实践物理课堂”一定具备杜威的“民主”特征——多元的共同利益、自由的平等交往.

以民主为价值取向的教育绝非学生的独自作业，亦不是缺乏沟通的静听讲授，而是共享意义的“做中学”.“做中学”关注师、生、课堂环境在联合协同作业中的互相影响.这种影响又是一个开放的过程，一个共同做事、实现共同目标且生成充满和谐气氛优质课堂的过程.师生之间、生生之间在课堂交流中创造了共同的观点，学会了共同体生存之道.在“做中学”思想的指引下，实践课堂的形态呈现了民主的师生课堂共同体样式.这是一种能把老师、学生、学科知识、教育理念和课堂环境等要素联系起来，统合为“共同体”的课堂形态（如图1）

图1 实践课堂形态

当然，教书育人，交往为先.教与学的前提是“你”“我”“他”在一起，所有成员真实地构成一个积极的课堂交流空间.实践课堂要求教师必须做好实践性强、可行性好的教学设计，鼓励“你”“我”“他”相互交往与共同行动；课堂则为学生提供平等、自由交流经验的机会；学习者在交互联通中走出个体本身，破除了自我的认知局限，让只深藏于个体内部的思想与在场的他人分享.［12］为了实现共同利益，师生、生生之间在共同创设的课堂环境下通过对话切实地理解他人、重新认识自身，经历分工合作，平等交流，最终形成共识.所以，在交往中，老师、学生与课堂宜是一个不断发展着的民主共同体.

1.3 智与德相长：“实践课堂”的目的

杜威在《学校与社会·明日之学校 》一书中表明：“做中学”的目的不是生产物品，而是实现心理和道德的生长，保持智力与实践之间的平衡.也就是说，“做中学”不能仅仅以单一素养的培养为中心，而是将有利于学生身心发展的各种素养作为一个整体，且平等对待每一种素养，也只有这样，这些素养才能在个体的身上全面地发展起来.“做中学”以培养身心健全的人为宗旨.因此，基于“做中学”与“知行合一”理念的实践课堂之终极目的是指向培养全面的人——立德树人.

塑造全面发展的人是《中国学生发展核心素养》的目标；立德树人是教育之根本.若能在课堂教学中渗透道德生长，无疑可助推学科核心素养的发展，落实立德树人的根本任务.党的十八大、十九大以来，国家着力推进德育建设，主张各类课程与思想政治理论课齐头并进，在同向同行中形成协同效应，发挥育人功能，［13］旨在为各学段的教育都能真正做到以知“化”人、以德“育”人［14］提供有效策略.可见，在新的时代背景下，实践课堂的构建具有深刻的现实意义.它将呈现学生的行为在课堂教学的相互配合中，使学科知识与人文底蕴、科学精神、家国情怀及实践创新等素养在个体身上得到共同的发展，以此促进人的整全发展.

具体至高中物理学科，培养、发展物理核心素养是立德与树人的有效途径.核心素养是素养系统中使人进一步成长的基础性内核，可表现为正确的价值观念、必备品格和关键能力；学科核心素养是学科本质观、教育价值观的集中反映，所以聚焦学科核心素养也就抓住了学科立德树人的根本.若要学科核心素养真正内化为对学生终身发展有益的DNA，其培育应一以贯之.

实际上，在高中物理教学中，体验知识、道德相长与践行立德树人最直接而有效的策略就是以“核心素养”为导向构建物理实践课堂.进一步讲，在实践中，学生可通过课堂这个主渠道，获取知识、发展物理观念、涵养科学思维、提高探究能力和习得科学的态度与责任.应该强调的是，只有在参与的行为实践中、在“做中学”方可达成核心素养所赋予的目标.

2 指向核心素养的物理“实践课堂”

2.1 以“思辨创新”为目标导向的物理“实践课堂”

“思辨”是一个哲学上的概念，意指理论上以推理展开思考和辨析.高中物理的学习，不仅是摄取书本内容，更重要的是培养物理观念、形成和提高科学思维能力、且激发求知的欲望.问题是思辨运行的驱动力.学生对某个问题的回答有时可能是粗糙的，甚至带有错误认知，然而经过思辨，错误的答案可得到合理的纠正.这正是“思辨”在“做中学”实践课堂的体现.陶行知先生在《三代诗》中写道：“行动是老子，知识是儿子，创造是孙子.”［10］那么，“疑问—辨析—求解—论证……”所有这些“行”的支撑，必然会产生知识，知与行合一，进而在原有的基础上重组、建构、超越和创造.可见，问题是思辨创新过程的起点，巧妙的设置问题在物理实践课堂中尤为重要.如案例1.

案例1.

知识点：平抛运动

思辨层级递进问题（课堂导入环节）：

问题1：猎人朝着树上的猴子水平开枪，猴子沿树下爬逃跑，子弹能否射中猴子？

问题2：子弹的位置跟哪些因素有关？

问题3：当不考虑空气阻力时，子弹的运动轨迹如何？

问题4：什么是平抛运动？

尽管上述问题都可能让学生做出错误的，甚至不严密的回答，但是经过教学中“思辨”，有计划和安排的思考、质疑、推理和讨论，即“行”中学，将会孕育核心素养.

（1）物理观念：经对问题递进分析，知道平抛运动是有水平初速度、只受重力作用的匀变速曲线运动；

（2）科学思维：会用所学知识描述、分析和评价运动的特点（形成认知：虽然水平开枪，但是由子弹的运动特点，仍有可能击中猴子）；

（3）科学态度与责任：选用生活中的可能出现的惊险活动，创设物理情境，激发探究热情，习得科学态度与责任.

当然，整个实践过程也充分彰显了一种科学探究（核心素养之一）能力.学生习得平抛运动的定义、性质后，认知水平有所提升，接下来则是提高学生思维水平的最佳时机——鼓励学生以问题为驱动，经过放射性思考和聚敛性辨析，深化理解平抛运动.［15］于此，给出体现创新思维的问题设置（新课学习环节）.

问题1：请举例呈现生活中平抛运动.（可能答案：套圈、掷铅球、撇标枪中各物体的运动）

问题2：请结合平抛运动重新理解“刻舟求剑”的故事.（澄清与常识相悖的认识的机理）

问题3：你认为可以用平抛运动做哪些设计？（可能答案：儿童带轨道玩具、涉及位置随时间变化的游戏活动、滑雪运动员的滑行速度和路线等等）

基于问题，学生以没有固定模式的创新性思维进行思考、对话、交流与讨论等实践，参与式学习平抛运动.

思辨创新，即通过逻辑判断、推理及思维的发散，进行个体思维空间的拓宽.这一定是心智启发的过程，这种启发是思维的、理性的.那么，以此为导向的课堂活动必定是活泼的、生动的和实践性的.实践教学的目的就是起兴、激活学习者优雅而积极的身体力“行”，实现物理观念的形成、科学思维的拓展、科学探究能力的提升、态度与责任感的获得，最终知行合一.

2.2 以“科学探究”为操作依托的物理“实践课堂”

科学探究过程是构建物理“实践课堂”的必然要求.科学探究包括七个要素：提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与搜集数据，分析与论证，评估，交流与合作，同时科学探究也是核心素养的一个重要维度.从物理核心素养的描述看，学习者的科学探究素养主要是在遵循实验（物理学科的特点）原则、分析归纳、推理演绎、讨论应用各层次方法进而解决相应子问题过程中表现出来.教学中的科学探究要求学习者获得真知、产生观念、领悟科学家精神和研究方法等.因此，每一堂课（实验、理论、习题等）都可有科学探究［16］的成分.

在学习心理学视角下，科学探究是学生主体重要的认知与情感体验活动，同时还进行着有意义的自主建构过程.然而，以教育学的视角，科学探究不仅仅是建构新知，更主要是能够掌握探究要素，提高探究能力.的确，无论如何，充满了“行”的科学探究过程应该作为课堂教学的主要依托，从而增强物理课堂的实践性.为此，以科学探究步骤为纲领，提供案例2.

案例2.

知识点：牛顿第三定律

科学探究过程（非传统放羊式的分组实验）：

（1）提出问题（由实验观察）：a.两个同学拔河；b.玩具车在桌面上行驶；c.螺旋桨在空中旋转；d.放在玩具车上的蹄形磁铁与导线间的作用.分析归纳：物体之间力的作用总是相互的，但问题是：相互作用力的关系如何？

（2）猜想假设（分组合作）：主要的观点是“一对相互作用力的方向相反，大小可能相同”；

（3）设计实验（制定计划和数据搜集）：学生设计方案，交流后决定用两只弹簧秤对拉进行研究.多数学生是将弹簧秤水平放置的，也有学生做了弹簧秤竖直或斜向摆放的实验，结果两个力的大小都是相等的.教师肯定他们的做法，问学生：“至此可以得出结论了吗？”学生提出上述实验都是物体处于平衡状态下做的，他们试图做非平衡状态（如加速运动）时的实验，但读数困难.教师采用传感器演示，发现相互作用关系与运动状态无关；

（4）分析、论证、交流和评估：学生尝试总结规律，并进行自由交流，最终形成牛顿第三定律的完整认识：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上.（物理观念）

以“科学探究”为操作依托的教学，能够培养学生的科学探究意识，营造民主的师生课堂共同体，实现智与德相长.学生能在真实情境中提出物理问题、大胆猜想与假设，之后利用科学方法获取和处理信息，对话交流，促成结论.其中，学生参与科学探究的整个过程，通过触摸体验，易于经历“同化上位学习”，形成物理观念；更重要的是，彼此交流呈现了个体身心的整全融入，凸显师生在参与中基于身心整体激活的真实主体性，保持向对方学习与交流的开放姿态；有效的交流要激发彼此承认，促进彼此继续学习与发展的热情，并提供必要的引导、帮助；中肯的交流不仅可以帮助学生，同样可促成教师主体的成长；整个共同体彼此既尊重、接纳，又相互开放、激励，师生课堂民主和谐，智与德统一.

这与单靠“教师讲授”的教学形成明显的对比.传统教学缺少学习者的主动参与和建构，学生对知识难以深入理解和牢固掌握.那种只靠“教师讲授”的教法更有悖于科学的本质，长此以往，将使学生对科学形成错误认知.学习者可能会认为一切科学发现正是他们现在所看到的样子，甚至还会以偏概全，因此，得不到学生真正参与和无实践性的课堂一定有碍核心素养的培育.

3 基于核心素养的物理“实践课堂”教学反思

我们曾做这样一项简单调查：是否感觉平时上课听得很懂，师讲的题目能会做，可是题目稍有变化就卡壳？回答“是”的高中生数在样本中占82.3%.那么，教师将课本中的知识内容和解题方法教给学生，就算完成了教学任务吗？答案一定是“否”.因为教育不是机械的知识传授，它是个体与教育情境中的诸种事物相遇，所以，在行为参与中，个体的身心官能被激活，感官与理智充分地发挥与展现，从而获得自我在教育中的快乐与完满的体验，生长知识与道德.

知行合一、民主的师生课堂共同体和智德相长皆是现代课堂追求的样态.基于“思辨创新”和“科学探究”分别为目标导向和操作依托，落实课程内容、采用灵活多样的教学方式调动学生的感官能动性、鼓励师生民主进行“做中学”，这些不仅涵盖了实践课堂的理论内涵，而且体现了教育者实实在在创建实践物理课堂的深化课改之举.实践证明，指向核心素养的教学过程增强了教师的主导性、学生的参与度及教学的有效性.近五年来，本研究在中学物理教育实习实践探索及教学反思中逐步形成了操作性较强、相对稳定的教学实施基本思路（如图2）.

图2所示：在实践课堂教学中，师生多添了亲身“行”、“做”的环节，增加“思”的过程，加大“悟”的力度.“实践课堂”教学的弹性大，可以融入于概念课、规律课、习题课、选修课与拓展课之中.学生通过观察、思考、辨析、推理、创新、交流及合作建构新知识，并逐渐学会从物理的专业视角去观察事物和分析问题，从而对物理学习产生浓厚兴趣，变“让我学”为“我要学”.教师搭建“做中学”的平台，引导学生从“操作”中揣摩物理方法和物理抽象的过程；通过 “思辨”厘清概念、“悟”出经验和习惯，培养物理直觉和想象；勇于“创新”，敢于“创造”，最终切实提升学生的物理学习能力，呈现知行合一、智德相长和民主的师生课堂共同体样态.

图2 实践物理课堂实施过程的基本思路

指向物理核心素养的“实践课堂”是物理课堂教学的一种表现形式，也是一种尝试.本文重点给出了一个导向和一个依托，他们不是割裂的，而是相互交融的.正如陶先生所说：“通过做而发现生活教育，又通过做而证实生活教育和发展生活教育.”［10］在高中物理课堂教学中，通过“做”去发现和解决，又通过 “行”中学去探究和创造，可以在实践中感知物理的魅力，提升物理学科核心素养.

总结起来：“实践课堂”教学在物理抽象、逻辑推理、物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任方面给予学生直观的学习感受和有效的思维碰撞.它的形式可以多种多样，无论采取何种形式，都是围绕着核心素养的要求展开设计与教学的.其中，“实践物理”又不同于“物理实验”，物理实验是动手操作过程中形成的探究物理本质的活动，而实践物理则不仅仅局限于动手操作.实践物理课堂既可以是“物理实验”的课堂，也可以是“头脑风暴”的场所，还可以是“践行理论”的空间.因此，无论从思想上，还是操作上，实践物理课堂都应充盈“实践”的活力.