李 婧，何仁生，邵冬梅，陳曉旭

(湖南大學(xué)，湖南 長沙 410082)

傳統(tǒng)意義上的混合教學(xué)模式往往指的是某種教學(xué)理論與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合的教學(xué)模式。本文所闡釋的混合教學(xué)模式是將不同的教學(xué)理念進(jìn)行有機(jī)整合，其目標(biāo)是滿足學(xué)習(xí)者多樣的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效率，通過與學(xué)生進(jìn)行情感交流和思維碰撞，強(qiáng)調(diào)有價(jià)值的學(xué)習(xí)目標(biāo)［3］，通過知識(shí)的運(yùn)用和手指尖體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)習(xí)過程能夠超越機(jī)械性記憶而走向深度學(xué)習(xí)［4］。實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的遷移、鞏固、升華，從而提高學(xué)習(xí)效率。這種新型的混合教學(xué)模式擬從課前問卷調(diào)研、課堂遷移講解、質(zhì)疑和討論、課后啟迪創(chuàng)新等遞進(jìn)式層次教學(xué)，實(shí)施大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的新型教學(xué)模式。

1 STS教育理念

STS(Science Technology and Science)是一門研究“科學(xué)—技術(shù)—社會(huì)”相互關(guān)系的新興學(xué)科［5］。其基本觀點(diǎn)是“科學(xué)解決理論問題，技術(shù)解決實(shí)際問題”科學(xué)最終受惠的是社會(huì)，使人類生活進(jìn)一步得到改善和提高，從而形成了一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)學(xué)科［6］。STS教育蘊(yùn)含需要層次理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和人本主義教育理論，提倡打破學(xué)科界限，強(qiáng)調(diào)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，旨在培養(yǎng)具有科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)，能參與科技決策、全面發(fā)展的新一代人才的教育觀念［7］。

STS教育是對(duì)當(dāng)代科學(xué)教育的一種理性反思，對(duì)傳統(tǒng)課程教學(xué)模式是一種挑戰(zhàn)，是我國培養(yǎng)國際型人才和實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的有效途徑。STS教育的實(shí)施方法靈活多變，在實(shí)際教學(xué)中經(jīng)常采用的教學(xué)方法有:課內(nèi)滲透法、實(shí)驗(yàn)操作法、決策模擬法、角色扮演法、課外活動(dòng)法、社會(huì)實(shí)踐法、專題討論法和科技講座法［8］。本文在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中著重采用課內(nèi)滲透法、實(shí)驗(yàn)操作法、決策模擬法、科技講座法和課外活動(dòng)法。

2 STS教育理念與遷移教學(xué)相結(jié)合

奧蘇貝爾認(rèn)為，一切新的有意義的學(xué)習(xí)都是在原有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的，不受學(xué)習(xí)者原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)影響的有意義的學(xué)習(xí)是不存在的［9］。認(rèn)知結(jié)構(gòu)遷移理論指出，學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)可利用性高、可辨別性大、穩(wěn)定性強(qiáng)，就能促進(jìn)對(duì)新知識(shí)學(xué)習(xí)的遷移。“為遷移而教”實(shí)際上是塑造學(xué)生良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)的問題［2］。在教學(xué)中，可以通過改革教材內(nèi)容和教材呈現(xiàn)方式改進(jìn)學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量以達(dá)到遷移的目的。

遷移教學(xué)側(cè)重知識(shí)與規(guī)律的梳理和思維邏輯的系統(tǒng)化構(gòu)建，STS教育則側(cè)重科學(xué)技術(shù)和社會(huì)之間的聯(lián)系，鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作參與實(shí)踐，理論聯(lián)系實(shí)際，注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)指導(dǎo)和優(yōu)化實(shí)踐，旨在培養(yǎng)具有科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)，能參與科技決策、全面發(fā)展的新一代人才。兩種教學(xué)理念各有側(cè)重，可相互補(bǔ)充，因此，本文著重研究STS教育理念與遷移教學(xué)相混合的教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用。

3 混合教學(xué)模式

通過長期與大學(xué)生的接觸和實(shí)踐教學(xué)的總結(jié)，筆者提煉出一套針對(duì)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)課程運(yùn)用STS教育理念和遷移教學(xué)相混合的教學(xué)模式，見圖1。

圖1 STS教育理念和遷移教學(xué)相混合的教學(xué)模式圖

3.1 課前問卷調(diào)研

建構(gòu)主義者強(qiáng)調(diào)，學(xué)生并不是空著腦袋走進(jìn)教室的，他們?cè)谌粘躺?、學(xué)習(xí)中，已經(jīng)形成了豐富的經(jīng)驗(yàn)。所以，教學(xué)不能無視學(xué)生的這些經(jīng)驗(yàn)，而是要把學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中“生長”出新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)［10］。奧蘇伯爾指出，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)中能否獲得新知識(shí)，主要取決于學(xué)生個(gè)體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中是否已有了有關(guān)的概念(即是否具備了同化點(diǎn))［10］。教師必須在講授有關(guān)新知識(shí)以前了解學(xué)生已經(jīng)知道了什么，并據(jù)此開展教學(xué)活動(dòng)。根據(jù)遷移教學(xué)理論要想有效的進(jìn)行遷移教學(xué)必須是有的放矢，有針對(duì)性的進(jìn)行教學(xué)［2，10］，因而在上課之前要對(duì)學(xué)生進(jìn)行預(yù)備能力的分析、學(xué)習(xí)態(tài)度的分析和學(xué)習(xí)需要的分析。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在前一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，把與下一次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問卷發(fā)給同學(xué)們，這些問卷包含下一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基本知識(shí)和基本技能問題，意在了解學(xué)生對(duì)將要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的前知識(shí)、前概念、前技能的掌握程度，為下次實(shí)驗(yàn)有針對(duì)性的講解，進(jìn)行遷移教學(xué)掌握第一手資料。如在學(xué)習(xí)“用板式電位差計(jì)測電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”［11］的實(shí)驗(yàn)時(shí)，課前設(shè)計(jì)的問卷有兩個(gè)相同電池的串聯(lián)和并聯(lián)問電路中的電流和任一電池的端電壓，意在由已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，引出“補(bǔ)償”的概念。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施過程中，這些課前布置的問題起到了意料不到的效果:不僅能對(duì)學(xué)生的遷移學(xué)習(xí)有積極影響，而且學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的態(tài)度有明顯的改變，就學(xué)習(xí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變來看，以“測定表面張力系數(shù)”實(shí)驗(yàn)為例，原來在講課中問及:“三線對(duì)齊的目的是什么?”時(shí)，立即回答出來的學(xué)生每次幾乎沒有，一屆學(xué)生也找不到幾位能立即回答出來的，到現(xiàn)在上這個(gè)實(shí)驗(yàn)課問及相同的問題能立即回答出來的16個(gè)學(xué)生中有5～6人，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)態(tài)度的優(yōu)秀率大幅提高(見圖2)。

圖2 學(xué)習(xí)態(tài)度優(yōu)秀率分析圖

3.2 課堂遷移講解、滲透STS教育

在課堂講授中，把課前問卷的問題拓展、延伸，進(jìn)行有效遷移教學(xué)。如在“用模擬法研究靜電場的分布”［11］實(shí)驗(yàn)講解時(shí)，利用課前問卷的問題:“在中學(xué)描繪等勢線的過程中，以什么為依據(jù)判斷場中兩點(diǎn)等勢?”在中學(xué)是用電流表判斷的，當(dāng)表中指針指零時(shí)，說明場中兩點(diǎn)等勢，而在普通物理實(shí)驗(yàn)中是利用電壓表來直接測量電壓的，當(dāng)電場中兩點(diǎn)電壓相等時(shí)，說明這兩點(diǎn)等勢，較之中學(xué)的這一實(shí)驗(yàn)精確度大大提高。在這樣的遷移教學(xué)的過程中，既起到了承上啟下的作用，又進(jìn)行了拓展。在“非良性導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測定”［11］的實(shí)驗(yàn)原理推導(dǎo)過程中，利用課前問卷的問題:熱傳遞的形式?熱傳導(dǎo)的速率與哪些因素相關(guān)?在課堂講授過程中分析熱傳導(dǎo)的速率影響因素，可以推出熱傳導(dǎo)的速率與溫差、距離、面積、材料等幾個(gè)物理量的定量關(guān)系，順勢提出溫度梯度、吸熱速率、散熱速率等概念。講解完實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器的構(gòu)造、實(shí)驗(yàn)步驟后，接下來的實(shí)驗(yàn)過程通過注重實(shí)驗(yàn)觀察和思考，滲透STS教育:科學(xué)家小故事、高新科技、生活常識(shí)、并且觀察要認(rèn)真細(xì)致，專心致志，對(duì)每一個(gè)細(xì)小的變化都不放過。丹麥物理學(xué)家奧斯特于1820年某日在大學(xué)講課時(shí)，機(jī)敏地觀察到通電導(dǎo)線附近放置的小磁針偏轉(zhuǎn)了，他緊緊抓住這一細(xì)微的現(xiàn)象，深入研究，得出電流周圍有磁場的結(jié)論，建立了電與磁之間的聯(lián)系，為電磁場理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。通過這樣的教學(xué)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的解讀絕不僅僅是心領(lǐng)神會(huì)，其教學(xué)效果得到了大幅提高，學(xué)生的課程合格率逐年提高(見圖3)。

圖3 課程合格率分析圖

3.3 質(zhì)疑和討論

質(zhì)疑能力是一個(gè)人最寶貴的能力之一，也是創(chuàng)新能力的重要表現(xiàn)。只有通過質(zhì)疑和提出問題，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)才能夠得到不斷強(qiáng)化，創(chuàng)新思維能力才能夠得以不斷提高。教師給予學(xué)生真誠的鼓勵(lì)，學(xué)生就敢于質(zhì)疑;教師給予學(xué)生科學(xué)的指導(dǎo)，學(xué)生就善于質(zhì)疑;教師努力創(chuàng)設(shè)民主、寬松和自由的教學(xué)氛圍［2，12］，學(xué)生就經(jīng)常質(zhì)疑。對(duì)于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的討論，可以結(jié)合科學(xué)技術(shù)、社會(huì)應(yīng)用、社會(huì)實(shí)踐等在課堂上，實(shí)驗(yàn)操作中，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的時(shí)間引導(dǎo)討論，即融入STS教育理念［1］展開教學(xué)。如在“磁體與運(yùn)動(dòng)非磁體導(dǎo)體相互作用實(shí)驗(yàn)”［11］可以引導(dǎo)討論，當(dāng)圓盤朝不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且測力杠桿沿圓盤半徑方向放置時(shí)，磁體所受力及運(yùn)動(dòng)狀況如何?當(dāng)圓盤朝不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，且測力杠桿不沿圓盤半徑方向時(shí)，磁體所受力及運(yùn)動(dòng)狀況又如何?為什么平衡桿偏離圓心方向后就無法觀察到磁懸浮現(xiàn)象?磁懸浮列車是否就是采用這些原理來制造和運(yùn)行的?在“全息照相”［11］實(shí)驗(yàn)中，可以引導(dǎo)討論全息照相方法為什么要強(qiáng)調(diào)“參考光”與“物光”的光強(qiáng)比、兩列光波的光程差限制、在底片上重疊的面積等?“全息照相”與日常生活中的攝影、3D電影各有何異同之處?這樣的質(zhì)疑和討論引導(dǎo)學(xué)生以蘇格拉底“刨根究底”的方法，采用步步遞進(jìn)的方式展開討論，提高學(xué)生發(fā)散思維的能力，可以全班范圍內(nèi)，也可以小組的形式開展，并且可以在學(xué)習(xí)了上一階段的實(shí)驗(yàn)課程后，專設(shè)討論單元課:討論之前實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)的收獲和困惑，提出各自的見解。

3.4 課后啟迪創(chuàng)新

維果茨基在心理發(fā)展上強(qiáng)調(diào)社會(huì)文化歷史作用，強(qiáng)調(diào)活動(dòng)和社會(huì)交往在人的高級(jí)心理機(jī)能發(fā)展中的突出作用。他認(rèn)為，高級(jí)的心理機(jī)能來源于外部動(dòng)作的內(nèi)化，這種內(nèi)化不僅通過教學(xué)，也通過日常生活、游戲和勞動(dòng)等來實(shí)現(xiàn)。另一方面，內(nèi)在智力動(dòng)作也外化為實(shí)際動(dòng)作，使主觀見之于客觀。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)一些相關(guān)的、具有一定深度的實(shí)際問題進(jìn)行及時(shí)啟迪創(chuàng)新［13］，時(shí)刻注重把內(nèi)在智力動(dòng)作通過課后反思和創(chuàng)新設(shè)想，以及一些小制作、小發(fā)明等一系列的實(shí)踐活動(dòng)提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)興趣。這樣的多種形式教學(xué)所產(chǎn)生的效果非同一般:如在分光計(jì)的調(diào)節(jié)完成后，大部分學(xué)生感到耗時(shí)過長，比較疲憊?！霸鯓硬拍芸焖?、有效調(diào)節(jié)分光計(jì)水平?”啟迪創(chuàng)新的問題會(huì)激勵(lì)學(xué)生廣開思路，去圖書館查閱相關(guān)資料或是從網(wǎng)上搜索等多種渠道大量閱讀和思考，直至問題得到滿意的解答。有的學(xué)生申請(qǐng)的實(shí)用新型專利成功授權(quán)，并在EI檢索的刊物上發(fā)表了一篇相應(yīng)的文章［14］;有的學(xué)生直接給出了另外的調(diào)節(jié)法:總結(jié)了4步“對(duì)稱法調(diào)節(jié)分光計(jì)［15］。

4 結(jié) 論

STS教育理念與遷移教學(xué)相混合，是一種新型的教學(xué)理念的混合教學(xué)模式，學(xué)生在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)中，不僅使得基本的知識(shí)與技能有了大幅提高，學(xué)生更加關(guān)注社會(huì)問題、科技的產(chǎn)出與社會(huì)的反饋，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣會(huì)越來越濃厚，學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力明顯增強(qiáng)。通過這一新型的混合模式教學(xué)，定會(huì)使學(xué)子們?cè)谝院罂茖W(xué)探索的道路上走的更深更遠(yuǎn)。

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