基于梯子模型对物理教学的研究

1、基于梯子模型对物理教学的研究北京市顺义一中 张福林研究回顾：全国新课程改革试点之初，提出了一些新的理念、倡导了多种新的教学方式。一部分教师在使用新课程理念所倡导的教学方式时，出现了由兴奋到盲目，由盲目到茫然，由茫然到纠结的情况。在这个背景下，我们在北京市启动新课程之前于2006年起开始展开“提高新课程背景下高中物理教学实效性”的课题研究。在研究过程中我们提出了物理教学梯子模型，并取得一定研究成果。课题立项（2006年）提高新课程背景下高中物理教学方式实效性的研究研究方法经验归纳、理性分析、行动研究提出物理教学梯子模型基于梯子模型对物理教学的研究成果一、关于物理教学梯子模型的构建（一）物理教师的

2、模型意识的启发物理教师自然有用模型研究问题的意识，由此我们想到能否用建模的方法研究物理教学。为此，我们以建构主义理念为基础，在秉承支架式、抛锚式教学模型的优点的基础上，从操作层面出发采用类比的方法构建出了物理教学的“梯子模型”。（二）构建物理教学梯子模型的作用帮助教师在选择物理教学方式时遇到的疑惑。教学模型应当是实际教学过程的抽象，具有简要、简单、简化的特点。教学模型要与教学过程具有对应关系，有助于对教学活动的解释，教学模型要有助于教师的教学设计，有助于把握教学过程，有助于教学方式的实效性评价，有助于提高教学效果。（三）“梯子”模型的内涵界定作为一种物理教学分析模型，我们可采用类比方法将模型与

3、物理教学原型的关系加以形象地展示。梯子的立足点成本种类阶梯性、坡度过程展现通畅性目标达成梯子的指向性综合调控综合效益结构、功能梯子的主梁物理教学的梯子模型搭建物理教学这部“梯子”是个系统工程，我们必须从系统的角度考虑其结构组成，考虑其结构是否合理？是否有较高的性价比？等等，由此所形成的有关方方面面因素可归纳如下：1.梯子的指向性（物理教学的价值取向培养科学素质）2.梯子的立足点（现实物理教学实际，特别是学生的实际）3.梯子的主梁（物理教学主干策略的选取）4.梯子的结构与功能（物理教学的环节设置与教学目标的关系）5.梯子阶梯性（目标的阶段性、教学环节跨度）6.梯子的坡度（教学方式风险性评估）7.

4、攀爬过程的展现（在攀爬过程中展现过程与方法，同时获得体验）8.梯子成本（教学成本物质成本、时间成本）9.梯子的种类（教学方式的互补性及兼容性）10.梯子通畅性（物理教学的实效性）11. 梯子的调控（调控教学系统，提高物理教学的综合效益）“梯子”模型的特点:系统性强、对应性强、实用性强、连续性好、自洽性好、方法性好、可操作性强的特点。这个模型有助于对教学活动的解释，有助于教学设计，有助于把握教学过程，有助于教学方式的实效性评价，有助于教学质量的提高。 二、用梯子模型对提高物理教学实效性的策略分析1.从“梯子指向性”看物理教学的价值取向对于梯子来讲，其指向性决定了将要到达的目标。新课程理念下的物理

5、教学的核心目标是培养学生的科学素质，并将目标三维化知识与技能、过程与方法、情感态度价值观。问题：由于教育的多元价值的存在，使得物理教学这部“梯子”的指向性往往会发生摆动，甚至脱离核心目标。现实生活中的近期范围内的核心价值（-高考成绩）取向与新课程理念所讲的核心价值（科学素质培养）取向存在巨大差距，这一点是造成新课程理念所倡导的教学方式不能普遍实施的思想根源。解决问题的策略：对物理学科中的知识与技能、过程与方法、情感态度价值观这三维目标进行系统化梳理，是系统贯彻贯彻物理教学的价值取向（梯子的指向性）的关键。为满足多元教育利益需求，需要将物理教学的三维目标进行协同化处理。知识与技能是显性的，教师对

6、知识与技能目标的落实比较充分；而物理方法、情感态度价值观是隐性，大多数物理教师对第二维、第三维目标的认识还没有达到系统化，因此造成第二维、第三维教学目标并没有像第一维目标那样落实到位。为此，我们对第二维、第三维目标做了一些梳理，以求对解决的问题有所帮助。2.“梯子的立足点”与物理教学的现实基础没有基础就没法立起相应的梯子。现实基础分为软件基础和硬件基础,软件基础主要指人的方面因素,硬件基础主要指物质基础。问题：教师原有的教学习惯，学生原有的学习习惯跟不上新课程所倡导的教与学理念。教师习惯于讲授、启发，比较重视培养学生分析问题与解决问题的能力，但是忽视了培养学生发现问题与提出问题的能力。学生习惯

7、接受、记忆、模仿，但对自主、探究式学习没有做好思想准备。解决问题的策略：在传统中教学理念中寻找有利的因素。处理好继承与发展的关系,在启发的基础上拓展物理教学方法，将发现问题与解决问题的能力协同培养。可以将重心前移，在引导学生进行质疑、提出问题上下工夫，以求得学生探究意识的提高。3.梯子的主梁与教学主干策略的选取梯子要由主梁支撑，物理教学要有主干教学策略支撑。探究式教学与科学探究有着本质的区别。科学在于探究，教学在于启发，物理教学既有科学要素又有教学要素，我们认为探究与启发构成物理教学这部梯子的两条主梁。教学科学启发探究主导主体梯子的两条主梁是相互协同、相互配合的，启发与探究既是教学方式又是教学

8、思想，启发与探究既可以在形式上协同，又可以在思想上融合。从物理教学的方式协同性来讲，探究为启发提供了平台，启发为学生进行有效的探究提供了保障。从教与学的双边活动来讲，启发体现了教师的主导作用，探究体现了学生的主体作用。“探究与启发相结合”这一教学策略的提出是创新与继承相结合的产物，它对于指导新课程理念下的物理教学有着重要的价值。4. 梯子的结构、功能与物理教学的环节设置及教学目标的关系梯子是有结构的，结构决定着功能。对于物理教学这部梯子的结构直接影响着物理教学的实效性。问题：如何搭建物理教学这部梯子？总目标培养学生的科学素质科学要素教学要素课堂教学结构主线：问题、实验、理性思维、科学方法、启发

9、与探究相结合科学认识过程课堂教学结构主线：问题、实验、理性思维、科学方法、启发与探究相结合科学认识过程注意通过问题引领将学科逻辑、学科思想、学科方法贯穿起来，注意抓住物理学科的科学要素（实验基础、逻辑体系、数学表述、思想方法、应用价值）来设计问题情景，注意问题设计的目的性、启发性、层次性、科学性（难度、开放度、思维跨度与学生的水平相适应）。5.梯子阶梯性对物理教学的启发（1）阶梯性与目标的阶段性在高中阶段的物理课如何实现课程目标有一个总的考虑。对于学生的科学探究能力的培养，我们可以在整个高中阶段设置不同阶段的工作重点。高一第一学期：重点改变学生过于依赖接受性学习的意识，向自主探究方向过度。高一

10、第二学期至高二第二学期结束，这个阶段是生长期，要抓住时机促进生长。高三学年：综合提升学生的探究思想与方法。例如，在高中起始阶段要培养学生的几个习惯：对物理现象追问的习惯，画示意图的习惯，独立思考的习惯，分析物理过程的习惯，因果逻辑推断的习惯，在实验中既动手又动脑的习惯，对物理知识进行整理与建构知识体系的习惯。（2）阶梯的跨度符合学生的最近发展区例如，教师在设计探究教案时，应该对不同案例的具体教学目标认真分析，以便了解学生在探究经历中的薄弱环节，及时采取改进措施。教师要从科学发展的角度认真研究教学内容，分析科学家提出和解决问题的研究方法；在充分了解学生的原有认识和思维方式的基础上，从学生发展的角

11、度把握每一个重要物理问题的提出、研究和解决过程，针对学生的实际将大问题分解成小问题，最后转化为学生感兴趣而又能够解决的问题。6.梯子的坡度设置与教学方式风险性评估我们知道，一部梯子在使用时必须先对对梯子的坡度做好调整，以减小攀爬梯子的风险性。受此启发，我们在采用一种新的教学方式之前，必须做好风险性评估，并做好相应的预案，这是教改实验不可缺少的步骤。7. 展示攀爬梯子的过程使学生获得科学体验在展现学生攀爬梯子的过程中要给学生自主参学进行探究的机会，让学生体验过程的乐趣。需要指出的是：展示攀爬过程，并不是只展示学生的外在活动，更要展现学生的思维活动。这样才能使学生获得深层次的感受与体验。提出问题猜

12、想假设推理论证实验观察实验检验分析归纳总结规律应用延伸（归纳法）（演绎法）8.“梯子成本”的启迪教学方式的选取必须重视时间成本搭建一部梯子，不能不考虑成本。对于物理教学这部梯子，要考虑硬件成本和时间成本。对于新课程背景下所倡导的探究式教学方式其最重要的成本是时间成本。在对北京市物理骨干教师研修班的教师进行调查发现，62%骨干教师认为探究式教学的最大困难是现行的课时不能保证实施探究教学有足够的时间。具体的应对策略:(1) 处理好问题的开放性与封闭性的关系，“应该让孩子重蹈最关键的步子，而不应该重蹈无数个错误”。教师要筛选最关键的问题，引导学生进行科学探究。要注意把握好问题的开放与封闭的平衡点，要

13、做到问题的开放性应适度。(2)在真研究与亚研究间寻找平衡点，要能够在有限的教学时空范围内将解决问题。（3）大胆处理教材,为有价值的探究节省出时间，应当在“为什么？”类的问题上下工夫，而不要在“是什么”类的问题上费时间。(4)处理好实验探究与理论探究的关系。(5)充分利用现代教育技术手段节省时间。9.梯子的种类与教学方式的互补性、兼容性个体社会接受探究交互式教学合作学习支架性教学基于问题学习情景学习发现学习探究性学习自我调节学习个别化学习直接教学接受学习教学模式的主体学习活动的性质（接受还是探究）以及其主体学习活动的社会互动程度（个体还是社会）两维度定位如图：我们要从教学方式的互补性和教育价值的

14、多元性出发，审视各种教学方式的优势与劣势，从系统的角度综合各种教学方式优势,发挥各种教学方式的综合整体效应。探究式教学并不是一种纯粹的单调的教学方式，科学探究需要接受式学习，接受式学习需要渗透探究的思想。在实际教学中，我们应利用教学方式的互补性和兼容性,将自主、探究、体验、合作、启发等教学方式进行协同运用，使教学目标、教学思想、教学方式、教学效益达到和谐统一。10.从梯子通畅性看物理教学的实效性通常在评价“梯子”的实用性时，往往要考虑人在攀爬梯子时是否通畅，是否有瓶颈现象，是否能迅捷地要到达的高度，这就需要全面估算“梯子”综合效益。有效不一定是高效，由于现在会考、高考都是外部评价，这种评价是不

15、问过程、不问教学投入的，它不能对教学的实效性作出科学的评价。我们认为，评价教学实效性要从教学投入与教学产出的关系来评价，低投入高产出就是高效。教学投入师生消耗的时间、精力消耗的物力、财力教学产出学生的素质教师的专业发展三维目标教学的实效性从可持续发展的角度来讲，那种通过高消耗而得到高产出的教学方式是不值得提倡的。我们可以利用物理教学的梯子模型，对物理教学的整个系统进行全方位评价。11.调控物理教学这部梯子，提高物理教学的综合效益物理教学是个系统工程，物理教学过程是个动态过程。根据实际情况对物理教学系统进行调控是必要的。物理教学“梯子”模型为物理教学的调控提供了线索，通过对教学方式进行分析、预设

16、、调控，以求得教学效益的的最优化。例如，对于探究式教学要处理好自主探究与教师的引领的关系，要在“开放”、“自主”与“秩序”之间寻找一个平衡点。要避免不必要、不应该的指导，也要避免不够充分的指导。要找准探究与启发的结合点、关键点，通过探究与启发相结合，使物理教学目标、教学思想、教学方式、教学效益达到和谐统一。三、几点感悟（一）教学方式的选取应当由经验化走向科学化，我们基于梯子模型对物理教学开展了研究，目的是为了提高物理教学的科学化水平，但我们不能将模型化变为教条化。模型一方面是对客观事物及其变化过程的一种近似反映，作为一种近似我们可以把实际的事物当做模型来处理，用模型来突出地反映了客观事物的主要特征，便于思维加工寻找规律；另一方面我们也要清楚地看到，在模型化的过程中舍去了大量的次要因素，因而造成模型与实际事物存在一定偏差。我们在教学过程中一方面用物理教学梯子模型指导教学，另一方面也要根据教学实际情况完善教学梯子模型。（二）真实的价值取向决定着真实的教学方式选取，物理教学的核心价值取向决定着核心教学策略的选取。（三）探究式教