循证教学视域下的高中物理教学策略探讨

摘 要： “循证教学”是基于物理学科核心素养提出的一种以“证据”和科学研究为基础的教学策略，文章回顾了循证教学的内涵和实施方法，讨论了循证教学在高中物理教学中的应用，并提出了一些基于实证教学的教学案例，在由课堂教学到教学反思的教学流程中，建立证据链，达成高中物理教学从现象到本质的理性思考。循证教学的研究旨在提高学生的学习兴趣和参与度，提高教学效果，同时还能帮助教师更好地了解学生的学习需求和学习状况，从而更好地满足他们的需求，文章提出了一些具体的循证教学策略，探讨了循证教学在高中物理教学中的应用和优势，为未来的教学实践和研究提供了有益的参考和启示。

关键词：循证教学;真实证据;有效性;建构式教学

1 循证教学的研究背景

目前，高中物理的学习仍然是整个高中阶段学生的难点，在教学过程中，教师往往凭借已有经验进行教学，对学生的学情了解，以及学生的动态发展往往关注不够，甚至于在没有概念教学的地方进行概念教学，在没有规律的地方进行规律教学，从而使学生停留在知识的表面，背记结论，无法达成对知识生成过程的深度理解。而循证教学理念的提出，为这一问题提供了有效的帮助，循证教学是一种基于证据的教学方法，有研究者认为循证教学是“教育者在充分考虑教育者文化及价值观的基础上，遵循研究者创建的最佳证据或教育指南”[ 1 ]，可见它融合了教师的经验、教学智慧和教学证据。循证教学也是使教学经验与教学理念高度融合的教学方式，高中物理的概念教学，规律教学，实验教学都需要培育学生实证精神，“实证研究是以理性为基础的包括怀疑、独立、公益、变革等为内涵的精神体现和思想要求”[ 2 ]。循证教学主张在科学证据的基础上进行教学工作，材料收集和实验教学在高中物理教学循证中显得尤为重要，基于学科核心素养的教学对知识获取的过程需要有更加清晰准确的路径，循证教学强调将教育研究的实证成果应用到实际教学中，在反思中完成教学相长，提高教学的实效性。

2 高中物理践行循证教学，落实学科核心素养理念

2.1 巧用导学案，促使学生提前预习，发现问题

使用导学案，了解学生“会什么，不会什么”的问题，而不再是凭借以往的主观经验，循证教学与物理教学的科学，严谨，逻辑要素不谋而合。前置教学是循证教学的关键，对教学内容解构后，将教学目标转化为学习目标，让学生有目标性地进行预习。并记录学生的学习过程，使学生的思考过程清晰化展现。高中物理的学习注重理解，而学习方式的转变让有些学生觉着高中物理学习难度较大，如果可以在原理的论证阶段所需要的材料与过程在导学案上展示出来，则对学生的推理能力培养会起到较好的作用。如“动能定理”一节，要从力与运动的关系出发，结合功和动能的定义，以及建立模型进行推理，课前需要检测学生对牛顿第二定律，匀加速运动公式，功的计算式与动能的变化量等计算式的掌握情况，从而使原理的理论推导过程不再停留在只是观察教师的推导，发挥学生的主观能动性。

建构学习理论认为，学生的学习要建立在原有的学习经验基础之上，在学习自由落体之前，教师可以提前布置课前预习，学生对“轻重不同的物体，到底谁下落的快？”产生疑问，学生可以进行动手实验，设计几个小实验，亲自观察一下实验现象。让一个木块和一张卡片、一个木块和一张纸团从同一高度由静止释放，比较其下落的快慢，在看似矛盾的实验结果中，思考问题的所在。

2.2 设置问题链，激活课堂活力，引导学生进行生成式学习

问题链是引导学生进行深度学习的脚手架，一个好问题的建立已经使教学成功了一半，通过物理问题引起学生的学习和探索欲，在循循善诱的问题中，借助论证能力达成物理规律的学习。如在研究带电粒子在磁场中的运动时，要论证垂直射入匀强磁场中的带电粒子，在洛伦兹力的作用下，径迹会是圆弧时，可以设置提问（1）匀强磁场方向垂直纸面向里，一带正电的粒子以速度v垂直于磁场方向运动，粒子所受洛伦兹力的方向如何？提问（2）粒子会在哪个平面内运动？为什么？提问（3）洛伦兹力会不会使电荷速度大小发生改变？为什么？提问（4）洛伦兹力大小会不会改变？为什么？在这样的力的作用下电荷会做什么样的运动？通过问题的形式将论证过程进行分解，培养学生结合已知知识对问题进行分析推理的能力。又比如在探究光电效应的课堂实验中，在完成紫外灯照射锌板使验电器金属箔片张开的演示实验后，回顾阴极射线管产生电子的原因，提出问题思考（1）为什么需要光？思考（2）需要什么样的光？利用强光照台灯进行对比实验，产生思维冲突，引出极限频率的概念。思考（3）作为研究者，你最想知道光电效应的哪些规律？学生回答想知道单位时间逸出的电子的数量。接着思考（4）肉眼无法观测到光电子，如何测量单位时间逸出的光电子数呢？学生回答可建立回路测量电流。思考（5）光电流的大小能够准确表示单位时间内逸出的电子数吗？学生分析光电子逸出的方向不同，可以加电压来给电子加速，教师补充利用分压式电路提供较大电压，从而完成探究电路的设计。思考（6）光照频率一定时，饱和光电流的大小（单位时间逸出电子个数）与哪些因素有关？思考（7）如何测量得到光电子的初动能？结合动能定理公式，将正向电压反向。思考（8）最大初动能与什么因素有关？最大初动能与光的强度无关，而只与光的频率有关。思考（9）如何提出新的理论来解释光电效应？从而引出爱因斯坦光电效应方程。在探究光电效应实验规律过程中，教师充分调动学生的积极性，使学生参与到实验的设计中，应用所学知识解决问题，通过实验现象和数据作为进一步探究和探索的证据，重现物理学史中科学家对光电效应的探索历程。

2.3 通过小组合作式实验让学生对规律进行探究、分析

在学生进行充分的预习后，鼓励学习者在课堂上针对提出的问题进行猜想和小组讨论，教师对讨论中展现出的问题进行增值性评价和总结。在高中物理教学中，采用小组合作学习方法，有利于加强同伴习得，增进同学之间的交流，从不同的角度认识问题，弥补个体之间的差异性，也让学生的综合素养得到提升。合作的过程即是一个主动积极投入的过程，对学生的知识和能力的建构有着较大的促进作用。在分组实验的时候，教师巧妙设置有层次，有逻辑的探究问题，为学生的学习提供教学支架。在闭合电路欧姆定律这一课上，进行分组实验，合作探究，学生能有效建构起电动势和电源内电阻的概念。学生先思考：给一个3 Ω的电阻两端加3 V的电压，通过电阻的电流是1 A，那么，两节干电池的电压也是3 V，接上3 Ω的电阻后，通过电阻的电流还是1 A吗？学生之前已经学过部分电路的欧姆定律，且在以前的练习题目中，都是忽略电源内电阻，那么，实际中电源的内电阻对电流是否会有影响呢？接下来，学生可以利用小组内的干电池，电阻箱，电流表等仪器连接电路，检验内电阻对电流的影响。再让学生将电压表直接接在两节干电池两端，观察示数，看到电压表的示数略小于3 V，而不是正好3 V，接着引出电动势、内电阻和路端电压的概念。有了实验铺垫，概念的给出显得顺理成章。在测量电源的电动势和内阻实验中，通过水果电池的实验引发学生的思考，教师先用多用电表测出水果电池未接入电路时两端的电压接近1 V，那么三个水果电池串联后的电压接近3 V，将制作的电源接上小灯珠，却不能点亮小灯珠，这是什么原因呢？让学生利用手头器材，电阻箱，电压表，电流表等设计电路，并展示实验电路设计，点评各小组给出的设计方案。有的小组设计了安阻法电路，有的小组设计了伏阻法的电路，这样学生在电路的设计过程中，体验了将闭合电路欧姆定律的理论知识应用到实践中去。再让学生将测量数据输入电脑的Excel表格中，拟合出直线图像，根据图像的斜率和截距得出水果电池的电动势和内电阻，从而学习使用现代科技工具进行数据处理的方法。

2.4 结合评价量表进行教学评价，提升教学反思能力

建立科学的评价量表是进行教学评价的关键，通过自主评价的方式对学习内容进行反思，使学生对自己的学习成果进行评估，让学生对自己的学习负责，学会自主学习。教学和评价是捆绑在一起的循环往复的过程，这个过程中主要是：（1）发现哪些是学生已经掌握了的;（2）基于摸底评价的结果开展教学，在学生已有的知识基础上进行教学准备;（3）教学;（4）找出学生在学习中的困难或还没有掌握的地方;（5）决定如何继续教学，可以考虑用不同的方法再教一次;（6）如果学生已经掌握了的话，就继续新的学习内容。教师要构建教学和评价相容这样一个和谐的整体。如在评价对惯性的理解时，评价表中既要对结论进行评价，同时也要对得到这种结论的方式方法进行评价，惯性大小与质量有关是通过何种差异对比实验获得，惯性大小与物体速度无关又是通过何种差异对比实验获得，在评价时更能突出体现学科核心素养，在教学过程中培养学生的证据意识。在力的分解教学中，将矢量运算法则的评价占比15%，同时将模型建构和实验探究力的分解的评价占比20%，将课堂发言积极性占比5%，后测试题占比25%，作业情况占比25%，小组互评占比10%，通过量化评价表的建立，促使学生进行反思，不只是对知识点的反思，也是对探究过程的反思。

3 基于真实性证据进行物理教学的几点建议

教师应结合课程标准对目标进行结构，同时使学生在导学案中也明确本节课的学习目标，使学生通过预习环节，发现问题，带着问题参与课堂，对课堂中要使用的相关知识和材料进行准备。在导学案的设计中做到目标明确，内容具体，方式多样，时间适当，检查及时，评价多元，预习结果的好坏并没有那么重要，学生预习活动过程中的获得更值得关注与肯定。通过导学案、问题链、评价量表、小组合作探究方式搜集分析教学证据，在教学过程中观察收集课堂情况，分析学生行为，跟进教学证据，加强对教学证据的获取与评价研究，借助现代教育技术建立循证教学证据数据库，提高证据的科学性和有效性。以学生为中心进行教学，将学习者看作是学习过程中的共同创造者，学生的学习能力、动力、需求各不相同，教师应致力于运用差异化的教学方法，在学生以往的经验和知识基础上，确立更高的学习目标。

高中物理循证教学是一种基于真实证据的教学方法，它注重在教学过程中使用科学的证据来指导教学决策。这种教学方式要求教师要以学生为中心，关注学生的学习过程和方法，并通过观察、分析、反思等方式来收集相关数据，以此来调整和优化教学过程。具体来说，物理循证教学可以遵循以下几个步骤：（1）创设真实问题情境：首先，创设一个生产、生活中与学习主题相关的问题或情境，让学生能够直观地感受到所学知识的实际应用价值。（2）提取物理模型：引导学生通过自主探索和合作交流，结合之前所学知识，构建出对应问题的物理模型，从而理解和掌握相关物理概念和规律。（3）解释、应用与拓展：在建立物理模型的基础上，进一步解释其含义，并将所学知识应用实际生活中，进行拓展性学习和思考。如有些短视频拍摄中应用水果电池使灯泡发光是真的吗？在测量完水果电池的内阻后，利用相同方案测量电压表的内阻等。（4）评价反馈：通过收集和分析学生的学习成果和表现数据，及时提供评价意见，帮助学生发现并纠正错误，进一步提高学习效果。如在探究光电效应规律中，需要教师对问题链中学生的回答给与及时的点评支持，引导进入接下来的环节。（5）调整优化：根据反馈结果，不断调整和优化教学策略，以更好地适应学生的学习需求和实际情况。如在测量水果电动势的线性图像时，发现坐标轴中有的地方未使用到，可以在建立坐标系时不从零开始。

另外，为了更好地提升教学质量，还可以利用多媒体技术，如手机拍摄视频，Excel表格处理数据，位置追踪软件分析视频中物体位置变化等，将抽象的物理概念形象化，帮助学生更好地理解和掌握物理知识。

参考文献：

[1] 杨文登，谈心.教师实践智慧的五种常见误解及其澄清[J].教师教育研究，2016（7）：1-7.

[2] 袁振国，实证研究是教育学走向科学的必要途径[J].华东师范大学学报（教育科学版），2017（3）：4-17.