走进“认知物理教学”时代——浙江省高中物理教学研究与教学改进介绍，本文主要内容关键词为：浙江省论文,教学研究论文,认知论文,物理教学论文,高中物理论文，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。
如果有人问，浙江省高中物理学科近十年在教学研究与教学改进上的追求是什么？我们可以明确地回答：正努力走进“认知物理教学”时代。
认知物理教学时代是以认知心理学研究成果为基础，基于对“人是如何学习的”认识，而开展教学活动的时代。这是一个体现教学科学性和专业性的时代，更是将对人的认知过程研究成果与人类教育经验相融合的时代。
回顾与体味这十年，“入之愈深，其见愈奇，而其感愈美”。这是一个探幽入微的过程，是一个扬弃传统概念、接受新概念的过程，是一个越来越让人看到希望，路越走越宽广的过程。这是一个教学目标、教学过程与教学方法的优化过程，是一个越来越能够对教学行为进行理性思考与分析的过程，是一个对有效教学认识越来越清晰的过程。
一、对新授课“学教模式”的建构
一堂让大家认可的好课是否具有合理的内核？一堂优质课的教学方法是否可以推广？“先学后教”是否适用高中物理的所有学习内容，所有学习阶段？“3·15”模式，即将45分钟划分为3段，每段15分钟分别用来预习了解、探究理解和随堂练习，是否是一个好的教学模式？……
上述问题都涉及教学中的一个基本问题——教学模式包括哪些要素？应该怎样构建才是合理与有效的？
通过研究、比较最近几十年来国内、外教学模式的发展，我们认识到，基于教学经验的归纳和提升的教学模式是教学模式发展的初级阶段，往往缺乏系统性、完备性和深刻性。现代的教学模式都是在一定的教育理论或教育思想指导下构建的。例如，斯金纳程序教学模式的理论基础是行为主义心理学，布鲁纳发现法教学模式的理论基础是认知心理学等等。
在对不同教学模式进行分析、比较中，教学模式发展变化中的一些特点引起了我们的关注，如：有的对教师行为与学生行为进行区分，有的已经从认知心理学角度分析学生学习活动，还有的对不同类型学习进行分类，这些探索中的有益尝试都被吸纳到我们的教学模式结构之中。
决定我们对先前模式进行扬弃与吸收是有思考和依据的，决定我们最终模式结构框架也是有逻辑的。根据认知理论，知识具有不同类型，根据学习理论，不同类型知识的学习心理过程是不同的，其对应的学习条件、教学活动内容和教学策略也应该是不同的。
以认知理论和学习理论为基础，结合人类在教学模式建构过程中的有益尝试，我们开始系统地构建新授课的教学模式，我们根据其特征称为“学教模式”。
称之为“学教模式”而不是“教学模式”，是由于我们“学教模式”构建的逻辑顺序。我们首先基于认知心理学的研究成果，确定学生学习某一类型知识的认知心理过程——一再确定为了实现学生认知心理过程而需要开展的学生学习活动——最后确定为了使学生学习活动顺利达成所需要的教学活动。
这是基于对学生学习心理过程、学习活动过程分析而进行的教学活动过程建构，这是基于学生学习心理达成和学习活动实现而设计的教学过程与活动，有着鲜明的特征——基于学的教，为了学的教。这也是我们使用“学教模式”，以区别传统意义上的“教学模式”的原因。具体包括[1][2]：
（1）物理概念学教模式；（2）物理规律学教模式；（3）物理模型学教模式；（4）物理方法学教模式；（5）物理知识学教模式；（6）物理实验学教模式；（7）物理器件学教模式。
学教模式的具体内容，可详见有关书籍[1][2]。
二、对复习课功能与目标的研究
现实告诉我们：
有的教师能够上出精彩的新授课，但是不舍得花时间充分展开新授课，留下时间讲习题。
有的新教师在新授课教学时，基本能够做到“有板有眼”，与老教师差异不大，但碰到单元复习课和综合复习课时，只能“炒冷饭”或“照本宣科”。
有的教师虽然在课堂教学比赛中获得了好的名次，但没有得到学生、同行和学校领导的认可。
有的教育行政领导要求，教师不应该将三年的物理课程“压缩后”用两年时间完成，留下一年进行复习，而应该“按部就班”上好课，完成新课后即参加高考，但全国几乎所有的学校都没有按照上级领导的要求做。
有人将上述矛盾和困惑归结为高考，认为如果不高考了，就不需要复习课了。我们想问的是：学习是否仅仅是听懂新课，是否需要深度理解和掌握应用。
我们认为前面所述的现象、问题和困惑涉及一个问题——复习课的功能与目标，或者说新课学习与完整学习的差异。
中国古代学习理论中的“学而时习之”，“温故而知新”揭示了怎样的教学规律？
如何破解上述矛盾与困惑？我们起初的关注点是在教师的差异和成长上。我们认为“精彩的新课”是一个优秀教师的必要条件，但并不是充分条件，一个优秀教师应该是设计、组织好学习全过程的人。如“精彩的新课”、“精彩的复习课”、“典型的例题”、“有目标的习题”、“合适的试卷”等等，为此，我们进行了教师教学能力方面的研究[3]。
后来，我们关注到了学习本身——教师在新课教学时，基本能够做到“有板有眼”，是因为新课教学时有教科书，书中所述的物理现象、物理概念、物理规律、物理方法等容易被教师所意识和把握；教师在单元复习课和综合复习课教学时，只能“照本宣科”或“炒冷饭”，是因为单元复习课和综合复习课教学时，教师没有参考资料，或只有高复用书，只见例题和习题，以为教师讲题和学生做题就是复习教学本身，迷失了教学目标。
我们面对一个一直存在、但很少被研究者关注的问题——复习课的功能和目标。我们认为这是一个非常有意义的问题，也是有效教学的难点问题。
我们认为，新课教学只是“知识点”的教学，如果只有新课教学，学生松散的“知识点”就像建造房子前堆放的水泥、砖块、钢筋、沙子、管道、电线等，虽然建造房子需要这些材料，但这些材料在被“建构”起来之前并不是房子，没有房子的功能。松散的“知识点”不仅缺乏解决问题的功能，而且还有可能被很快遗忘。
复习课是有价值的，复习课的主要功能在于知识的联系与区分、知识的丰富与拓展、知识的整合与提升，只有经历上述过程，知识点才能建构成完备、稳定、既联系紧密又层次清晰的知识结构，才能解决问题和实现迁移。
我们认为，传统意义上的新授课、单元复习课、综合复习课的划分有一定的合理性，但存在一定的缺陷，最大的问题是不知道复习课与知识结构改变之间的关系。对此，我们进行了相关的研究。
三、对教学目标内容及表述的研究
通过对学生在问题解决中的缺陷进行分析，我们认识到这样一个问题：目前中学物理教学是有缺陷的，造成这一缺陷的原因之一是教学目标的缺陷。
拓展教学目标内容的努力一直在进行，从新中国成立以后提出的“基本知识、基本技能”教学目标，到后来提出的“加强方法教学”，再到新课程提出的三维目标。
三维目标虽然提出了“过程与方法”，揭示了方法教学必须与知识的发生、发展过程相结合的教学法意义，可能也隐含了与教学过程相关的其他内容，但缺陷是“过程”并不是教学目标，没有指向学习的本质——对人的思维与行为的改变。
科学史上，我们可以找到许多案例，实践性经历、经验不仅让科学家解决了许多问题，引发了对许多问题的研究，也激发了创造性的思考。从人才应该具有的知识结构角度思考，我们确定了“基础知识、基本技能、基本思想方法和基本经历”这一“四基目标”[4]。
新课的教和学并不是完整的学习过程。教学目标不应该只针对新授课，而须针对知识建构的整个过程。教学目标应该指导知识建构的整个过程，如知识的联系与区分、整理与提升、丰富与拓展，使知识成为更有结构、更有层次和更具稳定性的知识结构。
教学目标其实就是学生的学习目标。正如“跳多远”是跳远运动员的目标，“跳多高”是跳高运动员的目标，对于学生，达到什么水平才是学习的目标，所以教学目标必须包括学习水平这一维度。甚至可以这样说，没有学习水平维度的教学目标是缺失了“目标”的教学目标。对此，我们提出了教学目标的三维结构[5]。
为了使教师和学生明确教学的目标，教学目标不能表述成“知识点”，表述成“要求”，而应该陈述目标本身，为了使教学目标便于被学生存贮、调用，必须研究学生贮存和调用信息时的形态。
经过认知心理学的学习，通过理论与实践结合的思考，我们认识到，教学目标理应表述得完备和明确，理应符合学生存贮与调用信息的形态。按照这一要求，我们组织骨干教师进行了研制。
四、对教学行为进行解释和规划
认知物理教学既是一种教学行为，也是一种教学理论，当我们用它分析和解释教学行为时，我们感受到了它的优势，体现出了一种“好理论”的基本特征。下面进行一些案例分析。
（1）如何评价“导学案”。“导学案”常常在教师中引发争议，有的教师认为很好，使用“导学案”有利于提升学生的学习成绩。有的教师认为“导学案”影响了正常的学习、探究过程，是一种低层次的学习活动。我们认为：对于只重视课堂教学，或者只会讲授的教师来说，“导学案”的最大价值是有助于他重视对课前、课中和课后的学生学习活动的规划与安排。但“导学案”仅仅是一种形式，设计好的“导学案”需要教师对学生的基础有清楚的了解，对学生的知识结构建构顺序有明确的规划，对所用素材（含问题、例题和习题）的功能和价值有清晰的认识，对学习内容、学习条件、学习方式与学习效果之间的关系有正确的把握，所以好的“导学案”与教师的专业发展水平之间存在着显著的相关。教师如果不能认识有些学习条件（如实验演示、情景再现、问题探究等）是不能依靠纸质的“导学案”达到，将“导学案”绝对化，就会使教学活动形式化、机械化。反之，当教师具有较高的专业水平之后，自然会重视学生学习活动的设计，重视课内、外学习活动的安排等。
（2）讲实验与做实验的差异。有些教师擅长演讲，会用“讲”实验替代做实验，认为这仅仅是教学方法上的“扬长避短”。这种认识是否合理？我们的回答：不合理。基于中学物理“四基”教学目标，用“讲”实验替代做实验，会导致教学目标的缺失，实验现象所呈现的表象，其所含有的信息不是语言描述可以包含的（千言万语说不清，一见实验就分明），实验经历，包括操作方法、过程和技能，也不是语言表述可以替代的（做过与没做过不一样）。
（3）“照搬”高考题是好的做法吗？中学物理复习课中，常见的教学行为是将高考题（或模拟考题）作为典型例题或习题使用，这种做法合理吗？我们的回答：这种做法不合理。理由如下：高考试题与教学用题的目的与功能并不相同。高考题是用于检测和评价，在考题有限的条件下，如何评价学生的智力水平和知识结构好坏，就像是探矿，试题采用了“抽样”的方法，针对同一问题背景，不同选项考查不同的知识点，或同一大题的不同小题考查不同的知识内容。教学用题是用于建构，需要针对具体的教学目标来设计，就像是矿藏的有序、高效开采。很显然，“照搬”高考题（或模拟考题）必将干扰教学目标的达成，无法让学生按照学习规律高效学习，这也许可以部分解释教师的困惑：为什么我讲过的内容，学生并非真正掌握。
（4）“一题多解”与“多题一解”的功能与适用条件。“一题多解”与“多题一解”是教师常用的“变式”教学方法，如果不知道它们的功能和适用条件，有可能导致教学的低效，甚至无效。“一题多解”的教学功能主要体现在“可用多种规律或多种方法解决同一问题”，这丰富了问题表征和问题求解的方法和策略，是一种高层次的知识建构。“一题多解”还有一种功能是评价功能，具体表现在“能用多种规律或多种方法解决问题的人具有更好的知识结构”。
“多题一解”是围绕同一知识结构要素设计多个问题进行求解，虽然外在形式有变化，但求解所用的方法和策略有同一性，便于学生通过学与练真正掌握。
当学生还处于需要按序进行知识结构要素建构阶段时，如果教师采用“一题多解”的教学方式，可能无法达成教学目标。如果学生已经完成知识结构要素建构，需要拓展问题表征的深、广度和训练求解方法的灵活性时，不能及时运用“一题多解”的教学方式，也很难达成教学目标。
（5）医生角色与教师角色的比较。医生在社会上易被认为是一种专业化的工作，教师虽然也是专业化的工作，但社会认同度要低得多，原因何在？如何改善？
之所以想到将医生与教师进行比较，是我们认为教师在复习阶段的行为（给学生的认知结构“看病”）与医生的行为确实很相似，下面我们对此进行比较。
通过医生行为与教师行为的比较，不仅使我们看到了差距，也看到了前进的方向。
五、“认知物理教学”研究的成果及推广
认知物理教学时代的到来，首先取决于认知心理学理论与物理教学理论的结合。我们构建了基于不同物理教学内容的高中物理“学教模式”；我们提出了高中物理学教的“四基目标”和高中物理教学的三维目标结构；我们对适合教师教和学生学的教学目标表述形式进行了探究；我们对适合教师教和学生学的教学目标具体内容进行了研制；我们正努力探寻隐藏于大量习题背后的高中物理知识结构的内容。
认知物理教学时代的到来还取决于“研究——实践——推广”机制的建立，从个人研究，到小组攻关，从研究到实践，从实践到全省推广。下面是相关研究、推广活动的开展情况。
2008年，《教学内容·教学模式·教学设计》（光盘）（人民教育出版社），提出不同类型知识的学教模式，按照内容选择学教模式，遵照学教模式进行教学设计。在全国多个省新课程教师培训时做过此讲座，人民教育出版社也将此讲座拍成录像后向全国发行。
组织省内部分优秀教师对不同类型的物理知识，按照新构建的“学教模式”进行教学设计，研究成果在“知识分类的学教模式与教学设计-2010年浙江省疑难问题培训会议”上进行介绍与推广，并以《高中新课程教学案例研究（物理）》（浙江教育出版社）正式出版公开发行。
2012年《认知物理教学研究》一书（浙江教育出版社）出版，本书以认知心理学为理论基础，全面介绍了物理教学的目标、方法、评价和教学设计，是一本基于认知理论的“物理教学论”。
研究成果的推广以大型主题教研活动的方式进行。如：“重视学生学习活动设计的教学——2010年浙江省高中物理教学年会”；“单元复习课的教学目标与教学方法——2012年浙江省高中物理教学年会”；“适合师生的教学目标编写框架与方式——2013年浙江省疑难问题培训会议”等等。
教学是科学，也是艺术。说教学是“科学”，是指教学有确定的内容、一定的程序，也受到规律的制约；说教学是“艺术”，是指教学可以体现教师的个性，也需要教师的创造。教学的科学性，就是所有教师都应该遵循的规定性，是教学专业性与有效性的基础，只有在科学性基础上的艺术性，才是有根的花朵，而不是插花。
如果说浙江省高中物理教学研究与进展有自身的一些特色，我们认为核心就是开展了对所有教师成长都有价值的教学科学性方面的研究，如教学目标框架、内容、建构过程与表述方式的研究，学教模式的探寻，不同类型课型教学功能与目标的研究，基于诊断的复习教学研究等等。我们的研究，绝不是暴风骤雨，虽来势凶猛但一扫而过。期望我们的研究是教学科学化与专业化的源头活水，唯有注入活水，提高水位，我们广大教师的教学水平才能“水涨船高”。