編者按:本刊顧問,我們尊敬的北京師范大學(xué)閆金鐸教授,于今年不幸病逝了。閆先生是我國物理教育界的學(xué)術(shù)泰斗,基礎(chǔ)物理教育研究領(lǐng)域的開拓者和奠基人,他的逝世令我們十分悲痛。本刊特邀閆先生的高足,北京師范大學(xué)物理學(xué)系郭玉英教授撰寫此論文,供廣大教師學(xué)習(xí)和思考,也作為對閆先生永久的紀(jì)念。
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2018)12-0001-4
2018年3月19日,我敬愛的導(dǎo)師閆金鐸先生永遠(yuǎn)地離開了我們。先生是我國物理教育界的學(xué)術(shù)泰斗、基礎(chǔ)物理教育研究領(lǐng)域的奠基人,為我國基礎(chǔ)教育事業(yè)作出了重要貢獻(xiàn)。大半年過去了,他的音容笑貌常浮現(xiàn)眼前,他的諄諄教誨仍回響耳邊。我從上世紀(jì)80年代初跟隨先生攻讀碩士,畢業(yè)后留校在先生的指導(dǎo)下工作學(xué)習(xí),90年代又跟隨先生在職攻讀博士。30多年來,先生的言傳身教總是伴隨著我,引領(lǐng)著我的專業(yè)成長。先生離去后,我一直想寫一篇文字紀(jì)念先生,但面對先生淵博深邃的學(xué)術(shù)造詣,著作等的學(xué)術(shù)成果,一時(shí)不知從何處入手。上月《物理教學(xué)探討》雜志社王柏廬先生約我寫紀(jì)念文章,我想,學(xué)生對導(dǎo)師最好的紀(jì)念,應(yīng)是不斷地學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)先生的學(xué)術(shù)思想,便擬定了這個(gè)題目,結(jié)合我的體會(huì)談?wù)剬ο壬锢斫逃枷氲拇譁\認(rèn)識。
先生的物理教育思想源自深厚的物理學(xué)功底和物理教學(xué)與研究實(shí)踐。先生1950年入北京師范大學(xué)物理系學(xué)習(xí),畢業(yè)后留校擔(dān)任前蘇聯(lián)物理教學(xué)專家的翻譯,做理論力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理、電動(dòng)力學(xué)以及量子力學(xué)的助教工作,此后獨(dú)立承擔(dān)了物理實(shí)驗(yàn)、理論物理、普通物理、熱力學(xué)四門課程的教學(xué)工作,還做了與低溫超導(dǎo)有關(guān)的科研工作。從1956年到文革前,參與了《物理通報(bào)》(原物理學(xué)會(huì)會(huì)刊)的編委工作,深入了解了中學(xué)教學(xué)并逐步形成了自己的看法。文革后進(jìn)入北師大物理學(xué)系的教法組,開始了系統(tǒng)的物理教育科研和教學(xué)工作,講授教材教法課程,擔(dān)任中央電大普通物理學(xué)課程的主講教師。先生在電大講的物理課形象生動(dòng),深入淺出,注重學(xué)生對基本方法的理解和掌握,不僅深受學(xué)員好評,清華、北工大等許多高等學(xué)校的大學(xué)物理教師也爭相收看學(xué)習(xí),先生成了當(dāng)時(shí)名符其實(shí)的“電視明星”。至今仍有教師在博客中寫道:“從閆先生的課里,真正感受到什么是物理學(xué),什么是上物理課?!?/p>
先生在教學(xué)和科研實(shí)踐中不斷汲取古今中外教育家的先進(jìn)教育理念,逐漸形成和發(fā)展了具有中國特色的物理教育思想,這些思想通過先生的講課體現(xiàn)在課堂上,通過先生的學(xué)術(shù)活動(dòng)、著作和教材引領(lǐng)著我國的物理教育研究與實(shí)踐。我學(xué)習(xí)先生的物理教育思想始于20世紀(jì)80年代初先生編著的《中學(xué)物理教材教法》,由此對本學(xué)科產(chǎn)生了濃厚興趣,決定報(bào)考碩士研究生。在這本書中,先生系統(tǒng)論述了中學(xué)物理的教學(xué)目的、原則、環(huán)節(jié)、方式、手段等,并對中學(xué)物理教材進(jìn)行了深入分析,比較系統(tǒng)地展現(xiàn)了先生的物理教育思想。此書后來的版本,以及先生和我合作主編的《中學(xué)物理新課程教學(xué)概論》,都是在先生學(xué)術(shù)思想精髓的基礎(chǔ)上,進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的修訂與補(bǔ)充。在90年代初出版的《物理教學(xué)論》中,先生闡述了孔子、柏拉圖、夸美紐斯、赫爾巴特、杜威等古今中外教育家的重要教學(xué)論思想,論述了物理教學(xué)論的性質(zhì)、對象和研究方法,為本學(xué)科的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。后來又陸續(xù)出版了《初中物理教學(xué)通論》《中學(xué)物理教學(xué)概論》《現(xiàn)代教學(xué)百科全書》《學(xué)科現(xiàn)代教育理論書系·物理》《科學(xué)技術(shù)社會(huì)辭典·物理卷》《新世紀(jì)版義務(wù)教育物理教材》等著作和教材。先生的思想博大精深,涉及到物理教育的方方面面,受文章篇幅所限,我僅從以下幾點(diǎn)談?wù)勛约旱膶W(xué)習(xí)體會(huì)。
1 中學(xué)物理教育要體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì)特征
本次高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂,在學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)框架下,重新深入探討了物理學(xué)科的教育價(jià)值,提出了物理學(xué)科核心素養(yǎng),包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面,并用以統(tǒng)領(lǐng)物理課程的設(shè)計(jì)。早在上世紀(jì)80年代初,先生就提出并探討了物理課程設(shè)置問題,在《物理教學(xué)論》中,將“體現(xiàn)物理學(xué)的基本內(nèi)容、特點(diǎn)和方法,發(fā)揮其應(yīng)有的作用”作為制定物理課程內(nèi)容的第一條原則。先生指出:物理學(xué)的知識,是自然科學(xué)和現(xiàn)代工程技術(shù)的重要基礎(chǔ),物理學(xué)的方法已具有普遍方法論的意義。物理學(xué)的發(fā)生和發(fā)展過程,對培養(yǎng)學(xué)生智力,提高能力,培養(yǎng)辯證唯物主義觀點(diǎn)、科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)造精神,有著極其豐富的價(jià)值。也就是說,物理學(xué)的內(nèi)容、特點(diǎn)和方法,在培養(yǎng)全面發(fā)展的人的過程中,起著極其重要的作用。先生的這一段話,極其精煉地概括了物理學(xué)的知識、方法、發(fā)生發(fā)展過程對于學(xué)生發(fā)展的教育價(jià)值,包含了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要素,在注重發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的今天重新閱讀這段話,使我有了更深刻的體會(huì)。
物理教育的根基是物理學(xué)科。要認(rèn)識物理學(xué)科的教育價(jià)值,首先要認(rèn)識物理學(xué)科的本質(zhì)特征。為此,先生在《物理教學(xué)論》中系統(tǒng)梳理了物理學(xué)的內(nèi)容,論述了物理學(xué)的主要特點(diǎn),重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了觀察、實(shí)驗(yàn)和科學(xué)思維,指出物理模型的建立、物理概念的形成、物理規(guī)律的得出,以及重大的發(fā)現(xiàn),都是觀察、實(shí)驗(yàn)同科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物。先生結(jié)合物理學(xué)的內(nèi)容深入討論了物理學(xué)中科學(xué)思維的突出表現(xiàn):第一是科學(xué)的抽象和概括,即建立理想化模型和概念;第二是科學(xué)的判斷,即運(yùn)用概念對事物、現(xiàn)象得出結(jié)論的過程;第三是科學(xué)的推理,包括歸納、演繹和類比。創(chuàng)新也是先生一直關(guān)注的要素,在許多著作中都有論述。由此可見,2017版《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的物理學(xué)科核心素養(yǎng),其中的科學(xué)思維的四個(gè)要素——模型建構(gòu)、科學(xué)論證、科學(xué)推理、質(zhì)疑創(chuàng)新,都是建立在先生提出的科學(xué)思維要素的基礎(chǔ)上。
2 中學(xué)物理教學(xué)的目的是培養(yǎng)全面發(fā)展的人
立德樹人是我們當(dāng)前關(guān)注的重要目標(biāo),先生很早就提出物理教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的高尚品德。改革開放以來,先生多次主持和參加了中學(xué)物理教學(xué)大綱的修訂工作。先生常說,中學(xué)物理教學(xué),與其他學(xué)科一樣,都應(yīng)體現(xiàn)中學(xué)教育的總目標(biāo),并為總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。他結(jié)合對物理學(xué)科教育價(jià)值的分析,將中學(xué)物理教學(xué)的目的概括為:掌握基礎(chǔ)知識;培養(yǎng)學(xué)生能力;激發(fā)學(xué)生興趣;培養(yǎng)高尚品德。有人說,本世紀(jì)初基礎(chǔ)教育課程改革首次提出了三維課程目標(biāo),對此,先生置之一笑:我們中學(xué)物理課程目標(biāo)從來就不是一維的。
先生不僅注重物理課程目標(biāo)的全面性,而且特別關(guān)注不同方面目標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系,專門論述了知識、方法和能力的關(guān)系。先生指出,知識是人們在實(shí)踐活動(dòng)中對客觀世界的認(rèn)識和總結(jié),主要是反映自然現(xiàn)象和事物本質(zhì)屬性的概念和規(guī)律。而方法是認(rèn)識事物、探索知識和運(yùn)用知識的手段,是影響活動(dòng)效率的基本因素。要使學(xué)生通過物理課程的學(xué)習(xí),掌握觀察、測量和做實(shí)驗(yàn)的基本方法,學(xué)會(huì)對事物、現(xiàn)象分析綜合的方法,進(jìn)行科學(xué)的抽象、概括和推理,認(rèn)識到自然和科學(xué)本身不是凝固不變的,而是發(fā)展、變化的,以實(shí)事求是的態(tài)度,按科學(xué)的途徑、方法進(jìn)行探索,善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。知識是培養(yǎng)能力的基礎(chǔ),只有在掌握知識的過程中才能發(fā)展能力,而能力又制約著掌握知識的快慢、深淺、難易和鞏固程度,能力的提高又為掌握知識提供了有利條件,只要學(xué)生具備了較好的能力,就可以主動(dòng)地、自覺地去學(xué)習(xí)。
先生提出,在傳授學(xué)生知識、培養(yǎng)學(xué)生能力的同時(shí),還應(yīng)注重科學(xué)精神的滲透。所謂科學(xué)精神,主要是指尊重事實(shí)、實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、按科學(xué)規(guī)律辦事的態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生相信科學(xué)、熱愛科學(xué),鼓勵(lì)學(xué)生提出問題和發(fā)表自己的看法,組織他們進(jìn)行必要的討論,并盡可能地組織各種形式的課外活動(dòng),充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造精神。
3 處理教學(xué)內(nèi)容要“一少、二精、三活”
當(dāng)前大家都在關(guān)注核心素養(yǎng),在教學(xué)內(nèi)容上注重核心概念,國際科學(xué)教育領(lǐng)域也提出“少就是多”的理念,并得到普遍認(rèn)同。其實(shí),早在上世紀(jì)末,先生就提出了處理教學(xué)內(nèi)容的“一少、二精、三活”原則,并有以下精彩論述:“少”的目的是分清主次,突出重點(diǎn),從實(shí)際出發(fā),精選內(nèi)容,少是為了學(xué)生能真正學(xué)到點(diǎn)東西;“精”是指對最有生命力的、最重要的基礎(chǔ)知識學(xué)得扎實(shí)一些,學(xué)得好一些;“活”是把知識和能力統(tǒng)一起來,能夠把所學(xué)的知識轉(zhuǎn)變?yōu)樽约旱膶?shí)際行動(dòng),能夠舉一反三,以一貫十。看到今天的物理課堂上,仍有許多教師過分關(guān)注授課的知識容量,而不關(guān)心學(xué)生到底學(xué)到了什么,學(xué)懂了什么,更加體會(huì)到先生提出這條教學(xué)原則的必要性和深遠(yuǎn)意義。
先生從物理學(xué)科的本質(zhì)特征出發(fā),結(jié)合中學(xué)教育的目的和學(xué)生特點(diǎn),對哪些內(nèi)容屬于必要的物理基礎(chǔ)知識也有明確論述。物理學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科,是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最一般的規(guī)律和物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的學(xué)科。作為中學(xué)教學(xué)科目的物理課程,使學(xué)生掌握所謂的物理基礎(chǔ)知識,指的是物理學(xué)最初步、最基本的知識,它是今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù),參加生產(chǎn)勞動(dòng)和有關(guān)實(shí)際工作所必備的知識。也就是說,使學(xué)生具有與現(xiàn)代化生產(chǎn)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的中等文化修養(yǎng)。因此,把在當(dāng)前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用最廣泛,物理學(xué)中最重要、最基本的主干知識,確定為中學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容,廣泛地聯(lián)系實(shí)際,擴(kuò)大學(xué)生的知識面,再根據(jù)學(xué)生現(xiàn)有的基礎(chǔ)、智力發(fā)展水平和潛力,確定教學(xué)內(nèi)容的深度和具體要求。先生這里所說的主干知識,與我們今天所重點(diǎn)關(guān)注的學(xué)科核心概念完全一致,體現(xiàn)了物理知識重要的教育價(jià)值,這就是物理觀念發(fā)展的基礎(chǔ)。
4 用啟發(fā)式和探究式教學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和內(nèi)在動(dòng)機(jī)
先生的物理教學(xué)深受學(xué)生歡迎,用的就是啟發(fā)式教學(xué)。先生的啟發(fā)式教學(xué)思想來源于孔子的“不憤不啟,不悱不發(fā)”,結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,將其靈活運(yùn)用于物理教學(xué)之中。在先生的課上,學(xué)生不可能分散注意力,因?yàn)橄壬坏v課形象生動(dòng),妙語連珠,而且常用認(rèn)知沖突,針對學(xué)生的錯(cuò)誤概念設(shè)置陷阱,學(xué)生一不小心就陷進(jìn)去了,由此引發(fā)學(xué)生深入思考。先生強(qiáng)調(diào),學(xué)生是物理教學(xué)的主體,為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)好物理,首先應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生喜愛物理,培養(yǎng)學(xué)生對物理的興趣,因?yàn)榕d趣是推動(dòng)學(xué)習(xí)的一種最實(shí)際的內(nèi)部動(dòng)力。教學(xué)應(yīng)從讓學(xué)生感到“有趣”入手,通過創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活相關(guān)的物理情境,利用學(xué)生的好奇心理,通過實(shí)驗(yàn)、板書、多媒體設(shè)備甚至生動(dòng)有趣的語言,引導(dǎo)學(xué)生的觀察與思維,將這種無意識的注意轉(zhuǎn)化為有意識的注意。在遇到困難時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生堅(jiān)持不懈,磨礪學(xué)生的科學(xué)精神,最終解決問題并達(dá)到對物理的熱愛。
先生對啟發(fā)式和探究式有獨(dú)到的見解,認(rèn)為啟發(fā)式與探究式雖然名稱不同,但其本質(zhì)卻是一脈相承的,即激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維。先生常說,不要看形式,而要看實(shí)質(zhì)。一句話,凡利于調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)真觀察、實(shí)踐,并積極主動(dòng)地思維,通過學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦,探索知識,運(yùn)用知識,完成認(rèn)識上兩個(gè)飛躍的教學(xué)過程,才是真正的啟發(fā)式或探究式教學(xué)。啟發(fā)式并不能簡單地理解為“提問”的方式,先生舉了一個(gè)生動(dòng)的例子:教師問“玻璃儀器容易不容易壞?”答曰“容易”,又問“搬運(yùn)時(shí)應(yīng)當(dāng)怎樣?”答曰“小心放置,輕拿輕放”,這種回答對于中學(xué)生來講,絕不是啟發(fā)式,因?yàn)椴]有調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極思維活動(dòng)。演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)也不一定是探究式,即使在一堂課上,教師做了很多演示實(shí)驗(yàn),或者在學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上,學(xué)生按照教材上寫的實(shí)驗(yàn)步驟,一步步親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn),也可能是注入式;相反的,如果采用講授法,教師用生動(dòng)的語言,學(xué)生積極思維,也可以是啟發(fā)式或探究式的。
很多人認(rèn)為科學(xué)探究是新世紀(jì)基礎(chǔ)教育課程改革才倡導(dǎo)的。早在上世紀(jì)80年代初,先生主編“五四學(xué)制”初中物理教材時(shí),就采用了引導(dǎo)學(xué)生開展探究的編寫方式。首先通過“觀察與思考”欄目,通過觀察實(shí)驗(yàn)或生活中的現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生觀察思考,了解現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題;再通過“分析與結(jié)論”欄目,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)觀察實(shí)驗(yàn)獲取的資料和已有知識,分析問題,認(rèn)識本質(zhì),得出結(jié)論;最后通過“應(yīng)用與練習(xí)”欄目,給學(xué)生提供真實(shí)情境,讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)到的知識解決問題,獲得成就感,引發(fā)學(xué)生求知的飽滿情緒,鼓勵(lì)學(xué)生熱愛科學(xué),逐漸樹立勇于攀登高峰、克服困難的意志。這套教材是我國出版的第一套按照科學(xué)探究的思路編寫的初中物理教材,也是現(xiàn)在發(fā)行的北師大版義務(wù)教育教科書《物理》的基礎(chǔ)。
5 用物理學(xué)的研究方法開展基于實(shí)證的物理教育研究
自從跟隨先生讀研究生,先生就要求我們將物理學(xué)的研究方法應(yīng)用于物理教育研究,倡導(dǎo)“小題大做”,圍繞“小題”開展實(shí)證研究。所謂“小題大做”,就是不要貪大求全,要抓住一個(gè)具體問題,開展深入細(xì)致的實(shí)證研究,這與國際物理教育、科學(xué)教育研究領(lǐng)域采用的方法是完全一致的。先生在《物理教學(xué)論》中,概述了常用的具體研究方法,包括觀察、調(diào)查和實(shí)驗(yàn),并帶領(lǐng)我們開展了“社會(huì)對中學(xué)物理知識需求情況”的調(diào)查研究工作。記得當(dāng)時(shí)我們幾個(gè)同門的研究生,都采用了實(shí)證和統(tǒng)計(jì)方法做了碩士論文。我的論文題目是《物理思維能力的因子分析(下轉(zhuǎn)第10頁)(上接第3頁)模型及主因素研究》,先生還把發(fā)表的論文作為研究案例收錄在《物理教學(xué)論》書中,這對我是極大的鼓勵(lì),引導(dǎo)著我在實(shí)證研究的路上走到了今天。我和我的研究生們?nèi)〉玫某晒?,都和先生的引領(lǐng)分不開。
在跟隨先生工作學(xué)習(xí)的幾十年中,我深深體會(huì)到,先生是應(yīng)用物理學(xué)思想方法的典范。在每一次和先生討論問題時(shí),先生總會(huì)問:本質(zhì)是什么?關(guān)鍵在哪里?認(rèn)識事物看本質(zhì),解決問題抓關(guān)鍵,這是物理學(xué)的思想方法,也是先生以身示范的物理教育思想的精髓所在。由此,先生才能在物理教育這個(gè)跨學(xué)科、綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的研究領(lǐng)域中,高瞻遠(yuǎn)矚,引領(lǐng)我們沿著正確的學(xué)術(shù)方向不斷前進(jìn)。
今年12月26日正逢先生88周年誕辰紀(jì)念日,謹(jǐn)以此文紀(jì)念先生。
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(欄目編輯 廖伯琴)