基于学科核心内容的教学探索，本文主要内容关键词为：核心内容论文,学科论文，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、学科核心内容的理解 （一）学科核心内容的界定 本文将学科核心内容（Core Content）界定为某一学科中的主要内容、关键内容，是联系学科中各部分的中心和纽带。学科核心内容反映该学科的基本问题，是学科形成稳定的内容结构后保持不变的那些东西。每个核心内容都能整合或解释学科体系中的很多其他内容。 （二）高中物理核心内容 在已有研究中，对高中物理学科内容的研究大多是从核心概念的角度展开的。例如，有学者将高中物理核心概念界定为“对自然界中观察到的大量现象有广泛解释力和预测力的陈述”[1]；还有一种观点认为，“物理核心概念是那些经过检验并且位于物理学科中心位置的科学观念”[2]。综合已有研究，结合本文的研究目的，笔者将高中物理的核心内容界定为：联系和理解高中物理学的纽带与关键，每个核心内容都能整合和解释许多不同的物理现象，并且能使物理学中的众多概念、原理、定律及理论连贯起来。每个核心内容实质上都是一个核心内容团（Core Content Cluster），它包含的不是零散的知识点，而是综合了物理学知识结构和物理思想方法的丰富的组织体系，在物理学的内容结构中具有较高的抽象和概括程度。 物理学科经过多年的演进与发展，已经成为一门相对成熟的学科。高中物理学科内容是学生理解和把握物理的载体，是在物理学的科学体系中选择出需要高中生理解和把握的一部分内容。 二、高中物理核心内容的确定 高中物理包括力学、电磁学、热学、光学、近代物理五大领域，每一个领域都有各自的核心内容。本文以电磁学为例，分析高中物理学科的核心内容。电磁学仿佛是一个复杂庞大而又精细严密的机器，它的各部分之间有着密不可分的联系，有时甚至会“牵一发而动全身”，这给高中物理电磁学的教与学带来了很大的困难和挑战。一方面，教师无法把很多内容在高中物理教学中进行深入透彻的讲解，另一方面，人们又无法将它们人为地断然割舍。 因此，对于高中物理教学，教师首先要做的，是能够从看似繁杂的物理内容中，抓住核心和主干，帮助学生建立清晰明确的学科结构，使学生利用有限的时间和精力，掌握物理学的精髓。那么，在如此巨大而繁杂的电磁学“大机器”中，哪些内容是它的“发动机”，哪些内容对于学生理解电磁场理论起着决定性的作用？哪些内容才是电磁学的核心内容呢？ 本研究从三个维度分析和确定电磁学的核心内容。第一，追溯电磁学的历史发展过程，从历史推进和学科发展的角度，发现在电磁学的发展过程中起到“里程碑”作用的电磁学内容；第二，聚焦高中物理课程体系，通过对课程结构和课程标准的深入挖掘，提炼出高中物理电磁学的核心内容；第三，透过物理学科专家的视角，通过反复咨询聚焦电磁学的核心内容。最终，综合以上三个维度的分析，确定高中物理电磁学的核心内容。 （一）从物理学科的发展历程分析核心内容 纵观整个物理学科的发展，电磁学的发展历程漫长又曲折。相隔一定距离的电荷之间的相互作用是如何发生的？这是一个曾经使人们感到困惑，同时又引起人们各种猜想的科学问题。对于这个问题，物理学家们曾争论不休。在19世纪前期之前，很多物理学家认为，电荷之间的相互作用不需要任何媒介，也不需要经历时间，就能由一个电荷传到另一个电荷。在当时，这种认识被称为“超距作用”。“超距作用”观点所带来的迷幻色彩，及其与人类认可的理智与科学追求严重不符，使当时许多物理学家都难于接受。然而，人们又没有找到一种恰当的理论或观点来解释如电力这样非接触物体之间的相互作用力，物理学的发展陷入了两难的困境。[3]直到19世纪30年代，“场”概念引入物理学研究后，人们才摆脱了这一困境，开始对电磁学的发展和电磁学本质有了质的认识飞跃。这一发展要归功于两位物理学家：法拉第和麦克斯韦，他们在“电与磁”方面作出巨大贡献。正如爱因斯坦所说，“自从牛顿奠定理论物理学的基础以来，物理学的公理基础的最伟大的变革，是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面的工作所引起的”[4]。 在麦克斯韦之前，正如前文所提的，人类对于电磁现象的认识虽已取得一定进展，但对电磁现象学说都以“超距作用”观念为基础。在当时，持不同意见的只有法拉第，他认为上述这些相互作用与中间媒质有关，是通过中间媒质的传递而进行的，他主张“间递学说”，这就是“场”这一概念的雏形。其后，麦克斯韦不仅用数学理论发展了法拉第的思想，还建立了完整的电磁场理论体系，并将电磁场理论综合在一组方程中，即电磁场的数学方程——麦克斯韦电磁方程组。以简洁的数学结构，揭示了电场和磁场内在的完美对称。[5]“场”概念的建立，是物理学发展过程中的一个里程碑。而且，“从学科本质上来讲，电磁学中最重要的概念就是‘场’”[6]。 （二）从物理课程的结构体系分析核心内容 《普通高中物理课程标准（实验）》规定普通高中物理课程结构包括两个共同必修模块和三个系列的选修模块（见图1）。在三个选修系列中，都有电磁学的相关内容，具体安排见表1。学生完成共同必修模块（物理1、物理2）的学习后，在三个系列的选修模块中，需要再选择学习一个模块，以便完成6个必修学分的学习任务，即学生可以在选修1-1、2-1或3-1中选修1个模块。[7]无论是选修1-1、2-1还是3-1，都是电磁学的内容。由此可见，电磁学是继经典力学之后，高中物理又一重要的内容。
不同的选修系列侧重不同的方面。选修1系列注重物理学与社会生活的相互作用，突出学科人文特色，侧重与人文社会科学及日常生活的紧密联系；选修2系列关注物理学与技术的联系，重点体现物理学的实践性和应用性；选修3系列则是让学生能够全面系统地了解物理学的基本内容，进一步学习其思想方法，深入了解物理学对经济、技术、社会等方面的影响。[9] 选修3系列全面系统地介绍了高中物理电磁学的基本内容，对其进行分析，发现高中物理电磁学领域，共包括静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流、传感器和电磁波七大内容，每一个内容又包含若干具体内容，它们彼此间相互联系、相互影响。选修1系列和选修2系列中也有电磁学的内容，这些内容与选修3系列中电磁学的内容都有重叠，只是不同的选修系列，因其目标定位不同，内容的侧重点和掌握要求有所不同。为了系统分析电磁学的内容，本文以选修3系列为分析对象。 在课程标准中，对不同的内容有不同的学习要求水平。在知识技能目标部分，知识领域的要求水平从低到高依次为了解、认识、理解和应用，技能领域要求能够独立操作；在体验性要求部分，要求水平从低到高依次为经历、反应和领悟。笔者对内容标准中电磁学领域的具体内容进行目标要求水平的分析，如静电场这一内容中，共有16项具体内容，其中有10项内容，需要达到知识领域的“了解”水平，占静电场总内容量的62.5%；需要达到知识领域“理解”水平的有3项内容，占静电场总内容量的18.8%，依次类推，得到以下结果（见表2）。 由表2可知，高中物理电磁学领域，共有68项具体内容，按其所占总内容量的比例来看，电磁学的七大内容，从多到少依次为恒定电流（17项，25.0%）、静电场（16项，24.0%）、磁场（13项，19.0%）、电磁感应（8项，12.0%）、电磁波（6项，9.0%）、交变电流（5项，7.0%）、传感器（3项，4.0%）。从知识目标要求来看，传感器、电磁波、交变电流、静电场四个内容中，分别都有一半以上的内容要求只需达到“了解”水平，传感器甚至是所有的内容都只要求达到“了解”即可，需要达到“理解”水平的内容，按其所占各自内容团百分比多少的顺序，依次为电磁感应（37.5%）、交变电流（20.0%）、静电场（18.8%）、磁场（15.4%）、恒定电流（5.9%），而恒定电流内容团中，有近6.0%的内容需要达到“应用”水平。从技能目标要求来看，磁场、恒定电流、交变电流及静电场，都有一部分内容，需要达到“独立操作”水平。从体验性要求来看，静电场、磁场、恒定电流、电磁感应及电磁波都有一部分内容应达到“经历”或“反应”水平。 由以上分析可知，在电磁学七大内容中，内容包含量相对较多，在知识技能目标和体验性目标方面，需要达到较高水平的内容所占比例较高，是在高中电磁学的教学中，师生需要共同花费大量时间、精力来进行探究和讨论的核心内容。因此，从物理课程的结构体系来看，高中物理电磁学领域的核心内容为静电场、恒定电流、磁场及电磁感应。 （三）从学科专家视角分析核心内容 为了解学科专家对物理核心内容的看法，特别是对电磁学领域核心内容的看法，论文运用德尔菲法（Delphi Method）向学科专家进行意见咨询。德尔菲法，主要是由研究者编制调查问卷，按既定程序向专家组成员进行咨询，专家组成员以匿名的方式提交意见。经过反复咨询和反馈，专家组成员的意见逐步趋于集中，最后获得具有很高准确率的集体判断结果。[10]以高中物理电磁学领域梳理出的68项内容为基础，编制五级量表，从5至1依次是对“某一内容是核心内容”的认可程度的高低，向新一轮高中物理课程标准修订组的9位学科专家进行第一次意见咨询，将调查结果进行整理分析后，去掉所有专家一致认为不是核心内容的选项，即在五级量表中得分很低的内容，将剩下的31项内容再编制成问卷，向9位专家进行第二次意见咨询，得到以下结果（见下页表3）。
根据上述结果发现，那些平均分较高（大于4分）而标准差较小（小于1）的内容，分别包含于静电场、恒定电流、磁场和电磁感应中，如表4所示。而电磁波、交变电流与传感器，经过第一次意见咨询后，分别只剩一项具体内容，并且，在第二次意见咨询中，这三项的平均分都比较低。由此可以说明，从学科专家的视角分析，得出静电场、恒定电流、磁场及电磁感应是高中物理电磁学领域的核心内容。
（四）小结 综合物理学科的发展历程、物理课程的结构体系及学科专家视角三个维度的分析，可以确定，静电场、恒定电流、磁场及电磁感应是高中物理电磁学领域的核心内容，而这四部分内容之间有着密不可分的联系。场是电磁学中最重要的概念，而电场与磁场并不是孤立的，电磁感应中“电流的磁效应”与“磁生电”正是麦克斯韦所建立的经典电磁场理论最直观最简洁的说法，即“变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场”，由此可看出电磁感应的重要性。而表面看似与电场、磁场没有关系的恒定电流，似乎只用电流、电阻、电压及电动势就可以描述，但从本质上讲，恒定电流中的电路理论是电磁场理论的推论及应用，只是在高中阶段，不进行更深入的介绍。由此确定，静电场、磁场、电磁感应及恒定电流是高中物理电磁学领域的核心内容，这四大内容团又形成了一个更加丰富并彼此间有内在联系的电磁学领域的核心内容群。 在高中物理中，除了电磁学的核心内容群，力学、热学、光学与近代物理中也存在各自的核心内容群。这些内容群是高中物理学科最重要的组成部分，是教师教学和学生学习的根本和精髓所在。 三、高中物理核心内容的教学建议 高中物理教学的终极目标在于帮助学生从物理学视角认识、理解世界，构建关于自然界的物理图景。在物理教学过程中，教师应引导学生学会如何探究，并有意识地培养学生的创新精神与实践能力，帮助学生养成科学思维的习惯。分析确定高中物理的核心内容，是为了更有效地实现物理教学的核心价值和意义，为学生的终身学习和发展奠定良好的基础，为学生形成科学世界观和价值观作准备。而这些目标的实现，都有赖于教师富有成效的课堂教学。 （一）合理分配有限的教学时间是教师展开核心内容教学的前提 在整个高中阶段，物理学是教师和学生普遍认为难教和难学的一门学科，这一方面与物理学科内容“多而难”的特点有关，另一方面也与教师的教学有关。高中物理的核心内容，是整个物理学科的中心，也是联系其他内容的纽带，教师应该合理分配有限的教学时间和精力，将重点放在核心内容的教学上，这不仅可以帮助学生更好地完成核心内容的学习，而且对其他内容的学习也会起到促进作用，达到事半功倍的教学效果，以此提高物理教学的效率和质量。 （二）深入挖掘且不局限于教材是教师组织核心内容教学的基础 教材是教师教学的重要参考依据，但教师要想以教材为依据进行教学，就必须从不同角度对教材进行深入透彻的挖掘与分析，这样才能达到对教材利用的最优化。但是，教师即使做到了对教材的全面理解，在教学中也不能只依赖于教材。对于一些教材无法提供的真实情景与物理现象，教师需要及时关注多方面的信息与资料，关注物理与生活、生产、科技等的密切联系，能够将那些鲜活真实的物理现象带入课堂，为学生搭建从物理习题走向真实世界的桥梁，帮助学生完成从“会做物理题”到“真正懂物理”的顺利过渡。 （三）全面提升教学策略的运用能力是教师推进核心内容教学的关键 在设计、组织、实施核心内容的教学时，教师不能仅仅停留于对课程标准和教材的表层理解，教师要对课程标准、教材中呈现的核心内容的学科本质有透彻的理解和把握，对隐藏于这些内容中的科学方法要有清晰的认识和足够的重视，对学生学习这些内容的特征和课堂上反映出的学习困难要采取相应的解决措施，在设计教学时，教学策略的选择必须基于对以上各方面的考虑。只有这样，教师才能够有效地完成核心内容的教学。这对教师教学策略的选择、组织、实施能力提出了挑战。 （四）促进教师的专业发展是核心内容教学得以有效实施的保障 对于核心内容的教学，会受到来自教师、环境、高中物理课程本身等因素的影响，但是，究其根本，教师的影响占有决定性的地位。由此说明，对于高中物理核心内容的教学，教师是最关键的影响因素。所以，需要通过职前教育、职后培训、校本研修等多种方式，更新教师的教学理念，提高教师的教学能力，并进一步促进教师的专业发展，以保证核心内容教学的顺利实施，进而促进物理教学价值的实现。
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