提升物理教师教学设计能力的策略与途径，本文主要内容关键词为：教学设计论文,途径论文,物理论文,策略论文,能力论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、高中物理教师教学设计能力的不足与原因 当前高中物理教师“为教师的教而设计教学”的能力普遍有余，“为学生的学而设计教学”的能力略显不足，或者说是没有很好地从学生学的角度来设计高中物理教学活动。主要表现为： （1）教学结构溃散，导致教学的重点难点没有突破；教学逻辑不够顺畅，导致学生思维的中断和跳跃。其原因是教师对物理教材的理解不够到位。 （2）该讲的未讲透，不必多讲的讲得过多。其原因是教师对学生学习的困惑了解不够。 （3）教学目标不够清晰，教学随意性较大，教到哪里算哪里；教学方法比较单一，学生不懂的地方只是重复讲无变化，讲三次、四次的效果与讲一次的效果几近相同，不懂的人依然不懂。其原因是教师没有做好物理教学的顶层设计。因此，从高中物理教学现状来看，高中物理教师教学设计能力的因素主要有三个：理解物理教材的能力、理解学生学习困惑的能力和理解物理教学的能力。 二、促成高中物理教师教学设计能力提升的策略 （一）提高“理解物理教材”的能力 1.凸显物理教学的重点难点 “突出物理教学的重点，突破物理教学的难点”，似乎是一句老掉牙的话，可事实上，高中物理教师普遍讲得过多。教师在教学中有时“冲淡了教学的重点，淹没了教学的难点”，连他自己都没有感觉到。教师只有在深刻理解物理教材的基础上修剪无关枝节，提取精要内容，才能精心设计教学活动，凸显物理教学的重点难点。比如，高中“重力基本相互作用”一节的教学，学生在初中就已学习过力的概念、力的作用效果、力大小的测量、力的单位、力的三要素、力的图示、重力的概念、重力大小的计算、重力的方向等，高中要学习的新知识是重心的概念、物体的重心与何有关、四种基本相互作用。力的图示在后续“探究求合力的方法”实验中要用到，力的示意图是后续受力分析的基础，四种基本相互作用是了解性知识，因此教学中就要突出“力的图示和力的示意图的画法”“重心概念”与“影响重心位置因素”的教学。力的图示、物体的重心与何有关是教学的难点。可以这么说，抓住高中物理教学的重难点就把握了高中物理教学设计的正确方向。 2.遵循知识发生的逻辑顺序 高中物理教师在理清知识脉络的基础上，按照物理知识发生的逻辑顺序来设计，使高中物理教学符合学生的思维顺序。某教师教“重力基本相互作用”时，以一个“锥体爬坡”的实验引入课题，指出在学了本节课后能解释这一现象，接着就另起话题讲力的概念、力的作用效果、力的示意图、重力、重心、重心与何有关，再解释“锥体爬坡”的实验现象。“锥体爬坡”实验在引课中除了起激发兴趣作用外，没有多大效果，反而使学生学习的逻辑顺序发生了中断。不如将“锥体爬坡”的实验放到“重心”学习之后再来演示，然后让学生解释这一现象。经过这样的调整后，知识的获取过程才变得有序。 （二）提高“理解学习困惑”的能力 1.理解学生是怎么学习物理的 知道了学生是怎么学习物理的，才能有针对性地“为学生的学习而设计物理教学”。比如惯性大小的教学。“惯性是物体本身固有的属性，惯性的大小与速度无关与质量有关，物体的质量越大惯性越大。”学生习惯于记住这个结论，然后利用这个结论去判断物理现象。实际上，即使学生将结论背得滚瓜烂熟，但惯性的大小为什么与质量有关与速度无关，他们还是没有搞清楚。一到关键时刻，“速度大惯性大”的想法仍会不由自主地冒出来。 2.于学习路径障碍处设计教学 奥苏伯尔指出：“影响学习的唯一最重要的因素，就是学习者已经知道了什么。要探明这一点，并应据此进行教学”[1]。做到这一点，高中物理教学设计才是有针对性的。高中物理教师在了解学生知道什么的基础上，判断学生学习路径中的障碍，然后根据这一学习障碍选定解决的办法，帮助学生排除学习障碍。只有找准学生学习过程中的障碍，教师才能设计破解学生学习障碍的方法。仍以惯性大小的教学为例来说明。教学内容是：“惯性是物体本身固有的属性，惯性的大小由物体的质量决定，与物体的速度无关。”分析学生的学习障碍：教学中从“属性”一下跳到“大小”，学生的思维发生了中断。解决的办法：在“属性”（性质）与“大小”之间建立一个中间地带——“本领”，即“惯性是物体抵抗运动状态变化的本领”。理由是“属性”无法跟“大小”直接联系起来，而本领有“大小”，本领的大小能跟惯性的大小联系起来。因此教师可将精力集中到“本领”这个中间地带上，逐渐突破教学难点。教学沿着“惯性是物体固有的属性→惯性是物体抵抗运动状态变化的本领→惯性的大小就是物体抵抗运动状态变化本领的大小→物体抵抗运动状态变化本领的大小取决于物体的质量，与物体的速度无关→惯性的大小由物体的质量决定，与物体速度的大小无关”这样的学习路径展开。首先明确“惯性是物体固有的属性”“惯性是物体抵抗运动状态变化的本领”“惯性的大小就是物体抵抗运动状态变化本领的大小，因此惯性大小与速度大小无关”，然后教师设置情境：两辆相同型号的卡车，一辆空载，一辆满载，在相同大小的牵引力作用下，都由静止开始加速至100km/h。问：哪一辆卡车启动快？学生凭生活经验可知，空载的卡车启动快，运动状态变化快，说明空载卡车抵抗运动状态变化的本领小；满载卡车启动慢，运动状态变化慢，说明满载卡车抵抗运动状态变化的本领大。由此可知，物体抵抗运动状态变化本领的大小与质量有关，由质量决定，即惯性的大小由质量决定。再结合“惯性的大小就是物体抵抗运动状态变化本领的大小，因此惯性大小与速度大小无关”“运动状态变化的快慢（即加速度）与物体的速度大小无关”可得出“惯性的大小由质量决定与速度无关”的结论。 （三）提高“理解物理教学”的能力 理解高中物理教学主要指理解以下四点： （1）为什么教这节物理课？ （2）这节物理课教什么？ （3）怎么教这节物理课？ （4）这节物理课教得怎么样？ “为什么教这节物理课”是高中物理教学的价值所在；“这节物理课教什么”是指高中物理教学的内容；“怎么教这节物理课”是指高中物理的教学方法问题，如怎么提升学生的科学素养等；“这节物理课教得怎么样”是对高中物理教学效果的评价。 比如牛顿第三定律的教学。 （1）明确教这节课的价值。在此之前，我们研究的都是单个物体，从牛顿第三定律开始我们研究的是两个物体。牛顿第三定律这节课是我们从研究单个物体到研究两个物体的一个分界线。 （2）清楚这节课要教的重点难点内容。教授“两个物体之间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上”并非难事，难在讲清“总是”两字。“总是”体现在“静止物体之间”“运动物体之间”（包括做“匀速直线运动”“匀变速直线运动”和“曲线运动”的物体之间）。“总是”体现在“固—固”“固—液”“固—气”物体之间的相互作用。“总是”体现在接触力这样、非接触力也这样的物理现象中。 （3）知道提升学生科学素养的方法。物理教学的过程是提升学生科学素养的过程。教师分析了“用手背敲桌面，手感到痛”“人游泳时手和脚要往后划水，人才能往前游”两个例子，然后指出：第一个例子是固体与固体之间的相互作用，第二个例子是固体与液体之间的相互作用，再启发学生，“你觉得生活中还有什么例子能说明其他种类物体之间的相互作用呢？”学生反思上述两个例子及生活中的例子，提出：“直升机停在空中时，直升机的螺旋桨将空气往下推，对空气有往下的作用力，被往下推的空气对直升机有向上的反作用力，使直升机停在空中。这是固体与气体之间的相互作用。”学生在教师所举例子的基础上说出直升机的例子，说明所学知识实现了内化。通过这个教学过程提升了学生的科学素养——对生活现象的物理学反思。 （4）评价这节课的教学效果。教师问：“马拉车匀速前进时，马对车的拉力等于车对马的拉力；马拉车加速前进时，马对车的拉力大于车对马的拉力。这种说法对吗，请说明理由。”目的是检测学生的学习效果。 三、促成高中物理教师教学设计能力提升的途径 促成高中物理教师教学设计能力提升的途径主要有两个，开展高中物理说课活动和撰写高中物理教学故事。这两者各有侧重点，可互为补充，相辅相成。 以高中物理说课活动为载体促成高中物理教师教学设计能力的提升是一种依赖于教学同伴的合作活动，需通过教学同伴的合作研究才能展开，如有专家的参与指导，就能迅速地提升高中物理教师的教学设计能力。这是一项针对某一节完整教学内容所开展的研究活动。 以高中物理教学故事为载体促成高中物理教师教学设计能力的提升是一种依赖于自身个体的反思活动，需通过对自身教学设计中某一教学事件的拷问，运用所学教学理论进行教学分析，形成个性化教学主张的研究活动。这是一项针对教学内容某一局部细节或整体架构所开展的研究活动。 （一）开展高中物理说课活动 说课是一项要求说课者说清教什么、怎么教、为什么这么教的教研活动。如果在高中物理说课中能说清楚这些要素，那么上述“理解物理教学”的策略就落到了实处。因此高中物理说课活动是“理解物理教学”策略的一个落脚点，它能有效地促成高中物理教师教学设计能力的提升。比如“自由落体运动”一节的说课。 （1）讨论轻、重物体谁下落得快。教师演示一个粉笔头和一张白纸在等高处释放谁先下落的实验，提出问题：是否重的物体一定比轻的物体下落快。教师让学生在提供的粉笔头、一张白纸、半张白纸这三样东西中选择合适的器材并设计实验来证明自己的观点。目的是激发学生的求异思维，培养学生的质疑能力。学生将揉成一团的半张白纸与平铺的一张白纸在等高处释放，得出轻的物体下落快。学生将揉成一团的半张白纸与揉成一团的一张白纸在等高处释放，得出轻的物体与重的物体下落一样快。在不同条件下得出三个不同的结论。为了追求科学规律的简洁性，我们循着历史的足迹探索物理的基本规律。教师介绍伽利略的“落体悖论”思想，否定了亚里士多德“重的物体比轻的物体下落快”的结论。目的是让学生经历物理思辨的逻辑推理过程，感受物理思维的伟大力量。然后提出伽利略的结论同刚才学生实验所得出的三个结论相悖，到底是什么原因干扰了我们对落体运动的研究？再利用“牛顿管”实验来验证伽利略的想法。比较牛顿管在“抽掉少许空气”“抽掉较多空气”“尽可能多地抽掉空气”的不同条件下金属片、羽毛下落快慢的实验，推理在真空环境下的实验现象，再播放月球上宇航员的落体过程。让学生经历“问题→实验→推理→牛顿管实验→月球上的实验”这一过程，充分感受到逻辑推理与实验完美结合的美妙之处。进一步明确了在不考虑空气阻力，只考虑所受重力的情况下，重的物体与轻的物体下落得一样快。由此建立自由落体运动的理想模型。目的是让学生体验物理模型的建立过程。 （2）自由落体运动的性质。通过模型的建立，得出自由落体运动的定义，明确自由落体运动的条件。提出问题：自由落体运动是一种什么样的加速直线运动，是匀加速直线运动还是变加速直线运动？怎么证明？教师在学生提出方案的基础上做自由落体运动的创新实验。教师将“能发出紫外线的频率可调的LED频闪光源球（如频率调至50Hz）”由静止释放，利用小球发出的紫外线使贴在黑板上的涂有荧光物质的光影画布感光，感光出每隔0.02s时小球所在的位置。只要在光影画布和黑板之间铺上复写纸和白纸，在光影画布感光后，通过复写纸在白纸上做记号，揭开光影画布和复写纸，就可通过白纸来研究小球做自由落体运动的规律。利用直尺测量相邻相等时间内小球下落的位移就可验证自由落体运动的规律，并求出下落的加速度大小。目的是通过创新实验达到频闪照相的效果，以方便地研究落体运动的性质和求出落体加速度的大小。再用PPT展示一张排列杂乱的不同纬度处重力加速度值的表格，让学生寻找g的规律。目的是打乱书上表格按纬度增大g增大的排列顺序，增加学生的思维含量，避免一眼就能看出结果缺少思维含量的做法。 （3）自由落体运动的规律和应用。让学生通过回忆初速度为零的匀加速直线运动的规律来推导自由落体运动的规律。通过破解“时间尺”测量学生反应时间的秘密，达到学以致用、灵活运用物理规律的目的。 （二）撰写高中物理教学故事 高中物理教师可采用“一个自身亲历的教学事件+教学分析+由此产生的教学主张”的写法来撰写属于自己的物理教学故事，通过反思形成自己的教学主张来提升高中物理教师的教学设计能力。它具有亲身经历、短小精炼、启迪教学智慧、便于改进教学设计的鲜明特征。当积累的高中物理教学故事多了后，还可将某几个相关联的教学故事组成一个“教学故事串”，提炼出新的教学主张。这对提升高中物理教师的教学设计能力有极大的帮助。比如关于弹力的教学故事串： 教学事件1 教师先展示一副动漫图片（图1）：一颗橡皮子弹击中动漫人物路飞的大肚。然后解说，路飞的大肚将橡皮子弹反弹回去，说明路飞的大肚对子弹有弹力的作用。