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高中物理“过程与方法”目标的价值取向

作者:胡青友




  《普通高中物理课程标准(实验)》在课程目标部分提出了“过程与方法”目标,注重科学探究,关注学习过程。如何在教学实践中落实这一维度目标成为理论与实践研究者关注的焦点之一。高中物理“过程与方法”目标中的过程包括科学过程和学习过程,一般以探究学习的方式来整合;方法是在探究学习过程中所运用的物理学的研究方法。课程实施并不是一种完全中立的执行标准的教学活动,它必须有价值参与期间的生存环境。教师需要有一定的价值判断,在教学实践中需要明确这“过程与方法”目标的价值取向,才能有清晰的方向。“三维目标”统一于学生的发展,这是基础教育课程改革的主要目标,同样“过程与方法”目标也应落实到促进学生的发展,而且应立足于学生学会学习。换句话说,“过程与方法”目标的核心价值取向是学生学会学习、获得发展把它落实到高中物理教学中,需要将科学过程和学习过程整合在一起,从感受、经历、领悟三个不同层次的过程来理解其价值取向。
  
  一、感受物理学的产生发展过程
  
  “过程与方法”目标要学生积极地参与科学探究的过程,首先要让学生能感受到物理学宏伟的发展过程,感受物理学的丰富思想内涵,这是一个很重要的价值取向。包括两个方面:首先,会欣赏物理学的成就与价值。物理学是一门很古老的学科,是自然科学的基础。从亚里士多德到伽利略,从牛顿到爱因斯坦,从经典力学到相对论和量子力学,逐步建立起物理学的理论架构,为科技的进步、社会的发展奠定了坚实的理论基础,极大地改变了人类的生产、生活方式,所以物理学是改变世界的科学。物理学的革命带来了社会生产力的发展,生活的改善,同时转变了人类的思维方式。学生要感受物理学的产生发展过程,能够体验到物理学的成就与价值。其次,物理学的产生发展过程为学生展示了一个具有丰富思想内涵的世界,会在学生的内心产生一定的震撼。教学中及时抓住学生对物理学的产生发展过程的欣赏和赞叹,引发学生对探究物理学的奥秘产生兴趣,形成强烈的求知欲。具有了科学探究的兴趣和求知欲,才会乐于探究,才可能体验到探索自然规律的艰辛和喜悦。感受物理学的产生发展过程需要从宏观上对物理学有所触动,对物理学的整体有个逐渐清晰的认识,具有科学探究的兴趣和求知欲。
  
  二、经历物理学的探究过程
  
  经历物理学的探究过程就是对科学过程和学习过程的有效整合,其中涉及到学生物理认知结构的完善,良好物理思维的形成,物理学研究方法的掌握,交流合作能力的锻炼等四个方面。
  
  1.建构完善的物理认知结构。
  经历科学探究的过程,像科学家研究科学问题那样学习物理,首先重要的是要获得自己探究而建构的知识。虽然有时并不强调学生经历一定的探究学习的过程所获得的知识结论如何,但这是指显性的知识,对于隐性知识还是需要的。物理认知结构是指物理学的基本概念、基本规律和思想方法在学生头脑中形成的内容和组织。建构完善的物理认知结构就是要促使学生头脑中的物理学知识内容更丰富,组织更牢固。认知心理学的研究表明,学生的学习过程是认知结构的重新建构。新的学习内容融入原有的认知结构,经过感知、同化、顺应、重组、创作等一系列阶段的转化,建构结构更完善,内容更丰富的新认知结构。
  
  2.形成良好的物理思维。
  思维是人脑对客观事物的间接的、概括的、能动的反应,以概念、判断和推理为基本形式。哲学、心理学、脑科学、思维科学以及日常生活都十分注重思维能力的发展。思维能力得到了发展,才能领悟到所体验的过程的实质,否则,学生亲历和感受的过程容易变成“流程”,并没有获得实质的发展。物理学的思维主要有抽象思维、形象思维、直觉思维。思维能力是学生学习物理所获得的核心能力。抽象思维更为重要,它是高级思维形式,也是常说的逻辑思维,需要以抽象的概念、判断和推理为基本形式进行分析、综合、比较、概括、具体化等基本过程。具备良好的物理思维对学生今后的发展具有重要的作用。
  
  3.掌握物理学的研究方法。
  物理学的研究方法包括三个层面:一是科学研究的普遍方法,包括分析与综合、归纳与演绎、分类与比较等。二是物理学科的研究方法,主要有观察方法、实验方法、理想化方法、类比方法、假说方法、数学方法等。三是解决物理学问题的具体方法,包括等效方法、对称方法、隔离与整体法等。正是这些物理学的研究方法让我们逐渐认识了这个世界,揭示了世界事物和现象的本质,同时也由于这些方法的运用而改变了我们的世界,让生活更完美。“中学物理教学的效果,在很大程度上取决于学生是否学到了物理学的思想和方法。”科学方法的教学比单纯的知识教学更有长远的意义,而在物理学的探究过程中获得的研究方法比直接讲授的研究方法更能体现价值。
  
  4.具有一定的交流合作能力。
  科学的探究过程不是一个人独立完成的,需要与他人相互合作才能发挥智慧。同时,探究的结论需要同他人进行交流和协商才能得到共识,才能形成一定的结论。教学中引导学生积极地交流与合作是非常重要的探究学习的过程和方法,教师与学生共同组建学习共同体,每个学生都要能在这个学习共同体中主动与他人合作,并能用物理学的科学语言来表述自己的理解和观点。学生经历物理学的探究过程所获得的启示和想法都可以相互交流,避免学生压抑问题和逃避问题。在这样的共同体中,要鼓励学生倾听、采纳、批评他人的观点,并积极表达、解释和论证自己的观点,在相互交流与合作中相互理解,获得共识,具有一定的交流合作能力。
  
  三、领悟物理学的思想方法
  
  领悟物理学的思想方法是学生经历探究学习过程的意义拓展,也是真正意义上的价值体现。主要体现在三个方面:运用物理原理和方法解决实际问题;具备一定的探究观念;形成真善美统一的科学情感。
  学生经历了探究学习的过程,建构了个体的物理知识,获得了物理学的研究方法,思维也得到了发展。但是这些仅是自身学习状态的保持,还要能领悟物理学的思想方法,学会迁移应用,在新的物理情境或生活实际问题中运用所学的物理原理和方法解决实际问题,才能真正理解物理学的内在价值。真正领悟物理学的思想方法是比较困难的,但体现在学生的迁移运用能力上应逐渐提高。迁移运用要超越学科界限,解决日常生活的实际问题。将物理原理和方法进行迁移运用是能力的外显,直接关系到学生对物理学的思想方法的领悟程度,它是“过程与方法”目标达成的高级层次。
  学生经历探究学习过程,自主理解、评价和创造,并形成个体的特质,具有自觉探究的意识。同样,学生所获得的科学方法本身也不能对学生发展产生影响,也需要经过一定的改组和创造,整合为自己思考问题的思维方法。所以,不论什么样的过程和方法,都需要形成学生个体的观念,这样才能在以后的学习生活中自觉地迁移应用。观念是一种潜在的意识,先于自己的思维和行动的超前表象。运用物理原理和方法探究具体问题的能力是内在的心理特质,还需要了解何时和怎样体现自己的能力,这就需要具备一定的探究观念。它是一种革新的观念、生成的观念、应用的观念。相比探究过程中获得的探究能力,探究观念对学生的终身发展更重要。
  最后是形成真善美统一的科学情感。探究学习过程中要注重学生精神世界的提升和情感的升华,形成真善美统一的科学情感。对高中物理而言,正确的科学情感是要学生能体验到物理学的真善美,并内化为自身的情感。简单地说,学生要在情感领域做到真善美的统一,真善美的统一是理科教育的价值追求。经历科学过程和获得科学方法的同时要能体验到科学世界的“真”,科学奉献的“善”,科学成果的“美”,自身也能形成求真求善求美的科学理想和追求。