周金中
摘? ? 要:實(shí)驗(yàn)教學(xué)更強(qiáng)調(diào)探究素養(yǎng),實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)目標(biāo)應(yīng)著力于核心素養(yǎng)導(dǎo)向,指向強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)情境、可視化實(shí)驗(yàn)操作、深度思考實(shí)驗(yàn)證據(jù)、體驗(yàn)交流實(shí)驗(yàn)解釋等素養(yǎng)點(diǎn)的發(fā)展。而合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略旨在明確復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)、激發(fā)學(xué)生復(fù)習(xí)活力、促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)認(rèn)知重構(gòu)、聚力實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)資源,使學(xué)生只要經(jīng)過一輪復(fù)習(xí)就能擁有清晰的實(shí)驗(yàn)情境印象、深刻的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)點(diǎn)記憶。具體教學(xué)中,教師要以問題任務(wù)導(dǎo)向重溫實(shí)驗(yàn)過程,以證據(jù)意識(shí)導(dǎo)向激發(fā)深度思考,以解釋論證導(dǎo)向促進(jìn)認(rèn)知建構(gòu),以交流拓展導(dǎo)向反思實(shí)驗(yàn)收獲。
關(guān)鍵詞:合作講評(píng);探究素養(yǎng);實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)
高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課往往都是教師在教室里講授,而且往往是按照常見考試問題從頭強(qiáng)調(diào)到尾,但復(fù)習(xí)效果總是不盡如人意:器材記不住、操作要點(diǎn)把不住、數(shù)據(jù)分析總出錯(cuò)。但凡考試,實(shí)驗(yàn)都是失分的重災(zāi)區(qū),即使是一些理論知識(shí)掌握比較扎實(shí)的學(xué)生也是如此。而在“雙新”“雙減”背景下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)更強(qiáng)調(diào)探究素養(yǎng),一線教師迫切需要夯實(shí)探究素養(yǎng)、提升實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率。筆者以科學(xué)探究素養(yǎng)為導(dǎo)向,針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的難點(diǎn)和痛點(diǎn)開展了一系列教學(xué)實(shí)踐研究,探索出了合作講評(píng)復(fù)習(xí)策略。
一、策略構(gòu)想
(一)素養(yǎng)導(dǎo)向明確實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)指向
物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,不論是從物理教育教學(xué)目標(biāo),還是從考試要求來看,實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)目標(biāo)都不能簡(jiǎn)單停留在“實(shí)驗(yàn)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)技能”層面的籠統(tǒng)表述,而應(yīng)著力于核心素養(yǎng)導(dǎo)向下學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)的精準(zhǔn)有效評(píng)價(jià),指向強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)(模型)情境、可視化實(shí)驗(yàn)操作、深度思考實(shí)驗(yàn)證據(jù)、體驗(yàn)交流實(shí)驗(yàn)解釋等素養(yǎng)點(diǎn)的發(fā)展。
(二)合作學(xué)習(xí)激發(fā)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)主體活力
復(fù)習(xí)的主體是學(xué)生而非教師,因此,我們必須改變教師全程講的現(xiàn)狀,讓學(xué)生來講評(píng)。但現(xiàn)實(shí)課堂中,絕大部分學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解都比較片面,很難在短時(shí)間內(nèi)全面表述。吳磊峰等人的研究表明:“以生為本”的學(xué)生小組合作,集合眾家智慧來發(fā)言,能充分全面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)活力[1]?;趥€(gè)性化實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的合作學(xué)習(xí)不僅可以為學(xué)生創(chuàng)造交流時(shí)空,還可以“倒逼”學(xué)生積極參與表達(dá)。
(三)互動(dòng)評(píng)價(jià)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)過程深度建構(gòu)
維果茨基的社會(huì)認(rèn)知發(fā)展理論認(rèn)為:人是社會(huì)歷史的產(chǎn)物,所有的知識(shí)都起源于社會(huì)交流,認(rèn)知發(fā)展的過程很大程度上取決于人際交流。因此,評(píng)價(jià)是促進(jìn)學(xué)習(xí)的有效手段,特別是同伴的評(píng)價(jià),能從同伴學(xué)習(xí)的視角激發(fā)學(xué)生對(duì)問題的理解,使其深度思考、主動(dòng)建構(gòu)。學(xué)生之間的互動(dòng)評(píng)價(jià)不是表面上的認(rèn)真聽課,而是積極主動(dòng)地回憶并重建知識(shí)結(jié)構(gòu),在深度思考和系統(tǒng)整理中實(shí)現(xiàn)真正的復(fù)習(xí)。
(四)“學(xué)為中心”優(yōu)化實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)資源精準(zhǔn)聚力
鄭志湖老師大力倡導(dǎo)“學(xué)為中心”教學(xué)思想,認(rèn)為有必要主動(dòng)優(yōu)化課堂教學(xué)資源調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[2]。“學(xué)為中心”的互動(dòng)講評(píng)意味著教師活動(dòng)應(yīng)專注于教學(xué)的引導(dǎo)與管理(問題任務(wù)與問題串設(shè)計(jì)),以及教學(xué)資源的合理運(yùn)用(實(shí)驗(yàn)器材的展示、實(shí)驗(yàn)問題的發(fā)現(xiàn)、學(xué)生互動(dòng)點(diǎn)評(píng)與統(tǒng)計(jì)分析)。實(shí)施“學(xué)為中心”的互動(dòng)講評(píng)復(fù)習(xí),教師能從喋喋不休的講授課中解放出來,以擁有更多的課堂時(shí)間來調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)資源、課堂輔助資源,從而精準(zhǔn)指向?qū)嶒?yàn)復(fù)習(xí)的重難點(diǎn)。
二、策略內(nèi)容
科學(xué)探究素養(yǎng)主要是針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究作表述的,而《高中物理學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》則從五級(jí)水平來表述物理教學(xué)中對(duì)科學(xué)探究素養(yǎng)的要求。以最高的水平5(針對(duì)高水平大學(xué)選擇)為例,其對(duì)問題、證據(jù)、解釋、交流等探究素養(yǎng)的四個(gè)維度分別要求:能面對(duì)真實(shí)情境,從不同角度提出并準(zhǔn)確表述可探究的物理問題,作出科學(xué)假設(shè);能制訂有一定新意的科學(xué)探究方案,靈活選用合適的器材獲得數(shù)據(jù);能用多種方法分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)規(guī)律,形成合理的結(jié)論,用已有的物理知識(shí)作出科學(xué)解釋;能撰寫完整規(guī)范的科學(xué)探究報(bào)告,交流、反思科學(xué)探究過程與結(jié)果。盡管各級(jí)考試要求不同,如學(xué)考是水平2要求,選考是水平4要求,但評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都是從科學(xué)探究素養(yǎng)的四個(gè)維度出發(fā)的。結(jié)合實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的常規(guī)教學(xué)形態(tài),筆者認(rèn)為,合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略的內(nèi)容可從以下四個(gè)方面具體展開。
(一)問題任務(wù)導(dǎo)向重溫實(shí)驗(yàn)過程
基于復(fù)習(xí)課堂教學(xué)目標(biāo),教師要把復(fù)習(xí)內(nèi)容分解成若干子問題或者問題串,形成與之對(duì)應(yīng)的問題任務(wù)。圍繞問題任務(wù),學(xué)生先分組梳理,再作主旨發(fā)言,講述實(shí)驗(yàn)基本過程。問題任務(wù)重點(diǎn)設(shè)置在對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法、器材、操作步驟、數(shù)據(jù)處理方法的溫習(xí)和結(jié)論的表述上。對(duì)于常見的三種類型(探究型、驗(yàn)證型、測(cè)量型)實(shí)驗(yàn),問題任務(wù)可以是小組之間對(duì)同一主題層層遞進(jìn)重溫過程,也可以是某一小組對(duì)某一方案全過程展示并讓其他小組補(bǔ)充回顧,其施行方式詳見表1。
分層遞進(jìn)型任務(wù)適用于小組合作機(jī)制比較成熟的狀態(tài),其優(yōu)勢(shì)是能督促全員處于解決問題任務(wù)的“重溫”學(xué)習(xí)狀態(tài),不足是個(gè)別組員沉浸于局部問題而難以把握整體的實(shí)驗(yàn)過程;齊頭并進(jìn)型任務(wù)對(duì)于基礎(chǔ)比較薄弱的小組有很強(qiáng)的促進(jìn)作用,其優(yōu)勢(shì)是可重溫完成實(shí)驗(yàn)的過程,缺點(diǎn)是合作講評(píng)的緊迫感不強(qiáng)。
(二)證據(jù)意識(shí)導(dǎo)向激發(fā)深度思考
證據(jù)意識(shí)以證據(jù)心態(tài)、證據(jù)觀念、證據(jù)理論三個(gè)層次的心理活動(dòng)的形成與結(jié)果存在[3],常見于法律問題范疇。探究素養(yǎng)證據(jù)維度的重點(diǎn)是探究方案的“新意”,即對(duì)實(shí)驗(yàn)原理方法的研判以及對(duì)如何選擇與待測(cè)量精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的器材的思考。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的證據(jù)意識(shí)導(dǎo)向,意味著學(xué)生的合作要著力于讓組員親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)方案的猜想、驗(yàn)證、評(píng)估等證據(jù)獲得的全過程,且講評(píng)要引起他人對(duì)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)等證據(jù)材料的質(zhì)疑。為此,合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的導(dǎo)向就是要在探究方案的優(yōu)缺點(diǎn)、現(xiàn)象或數(shù)據(jù)獲得的途徑等方面激發(fā)學(xué)生的深度思考,詳見表2。
(三)解釋論證導(dǎo)向促進(jìn)認(rèn)知建構(gòu)
皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論認(rèn)為,智力發(fā)展是兒童與環(huán)境動(dòng)態(tài)、持續(xù)地相互作用的結(jié)果,單方面強(qiáng)調(diào)兒童的天性或單方面強(qiáng)調(diào)環(huán)境的影響是無意義的。解釋論證就是要分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析,論證猜想與假設(shè)是否成立、實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能驗(yàn)證已有理論或解釋學(xué)習(xí)中的疑問等,最終得出科學(xué)結(jié)論的過程。
在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中,學(xué)生建基于探究活動(dòng)和科學(xué)思維的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷經(jīng)歷“同化”“順應(yīng)”的“平衡”等心理過程,而解釋論證既可提供認(rèn)知建構(gòu)所需的環(huán)境,又可讓學(xué)生“動(dòng)態(tài)”參與。實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)中合作講評(píng)的解釋論證的導(dǎo)向主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。
(1)教師在解釋講評(píng)問題時(shí),關(guān)注學(xué)生分析論證的能力,解釋的主體問題緊密聯(lián)系目標(biāo)與證據(jù)之間的分析和推理邏輯。
(2)小組自評(píng)的重點(diǎn)是對(duì)數(shù)據(jù)處理過程的描述、解釋,突出使用不同方法和手段分析處理信息的系統(tǒng)誤差。
(3)組間互評(píng)的落腳點(diǎn)是數(shù)據(jù)疑點(diǎn)與探究結(jié)果、變化趨勢(shì)間的關(guān)系,助力學(xué)生內(nèi)化基于實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)講評(píng)而建構(gòu)的新實(shí)驗(yàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)。
(四)交流拓展導(dǎo)向反思實(shí)驗(yàn)收獲
科學(xué)探究的交流維度素養(yǎng)要求學(xué)生具有合作交流的意愿與能力,能準(zhǔn)確表達(dá)和評(píng)估探究過程與結(jié)果。對(duì)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)而言,合作講評(píng)的交流拓展導(dǎo)向三方面內(nèi)容。
(1)交流探究報(bào)告的規(guī)范與實(shí)驗(yàn)探究的注意事項(xiàng)?;诟鞣N實(shí)驗(yàn)問題(現(xiàn)象的辨析與調(diào)整),品評(píng)實(shí)驗(yàn)中不規(guī)范的表現(xiàn),著力于實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)的控制、實(shí)驗(yàn)偶然誤差的減少等環(huán)節(jié),總結(jié)實(shí)驗(yàn)問題的易錯(cuò)點(diǎn)與避免方法。
(2)拓展學(xué)生整合資源解決問題的可遷移能力?;趯?shí)驗(yàn)獲得的知識(shí)、原理、方法,交流相似條件下可以完成的其他實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用,從而橫向深度比較實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)要素。
(3)反思實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)收獲。交流個(gè)人在觀念認(rèn)識(shí)、思維方法、探究能力、科學(xué)本質(zhì)等方面的“獲得感”,認(rèn)識(shí)自己在復(fù)習(xí)深度、廣度、精度方面與他人的差異,在“平行教育”中提升實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)理解的高度。
三、策略實(shí)踐
(一)實(shí)踐環(huán)境
高三實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)時(shí),學(xué)生已經(jīng)掌握實(shí)驗(yàn)的一般學(xué)習(xí)程序,整體基礎(chǔ)不錯(cuò),有小組合作的基本組織和活動(dòng)習(xí)慣。每節(jié)課前,學(xué)生已經(jīng)提前完成了相應(yīng)復(fù)習(xí)內(nèi)容的預(yù)設(shè)練習(xí),對(duì)部分錯(cuò)誤問題也有一定的個(gè)性化思考。實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的關(guān)鍵問題都與操作和觀察有關(guān),復(fù)習(xí)教學(xué)的環(huán)境轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室,對(duì)部分有關(guān)器材、操作的問題,學(xué)生可以便利地再次體驗(yàn)?;谝陨戏治?,筆者以合作講評(píng)的四方面策略展開“雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)。
(二)實(shí)踐路徑
1.復(fù)習(xí)“操作”:基于問題串合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)環(huán)節(jié)
實(shí)驗(yàn)“操作”問題重在觀察和分析方面,分層遞進(jìn)適用于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材、數(shù)據(jù)分析的組間講評(píng),而實(shí)驗(yàn)步驟方面突出實(shí)驗(yàn)操作技能體驗(yàn),需要齊頭并進(jìn)式的全員參與。圍繞實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)環(huán)節(jié),這兩種任務(wù)問題串在講評(píng)中逐級(jí)推進(jìn),詳見表3(見下頁)。
2.復(fù)習(xí)“現(xiàn)象”:基于證據(jù)問題深度思考實(shí)驗(yàn)偏差
各組呈現(xiàn)本組發(fā)現(xiàn)的各種“偏差”現(xiàn)象——小燈泡不亮、觀察不到條紋、條紋很暗、條紋模糊不清、條紋傾斜、分劃板傾斜、只可見部
分條紋等不理想“證據(jù)”。組間集中思考并討論出現(xiàn)問題的可能原因,達(dá)成共識(shí)之后,跨組指導(dǎo)問題組調(diào)整實(shí)驗(yàn)操作、力求調(diào)節(jié)出理想的實(shí)驗(yàn)條紋,并做好相關(guān)操作優(yōu)化方法和現(xiàn)象變化的記錄。最終不論問題是否得到解決,都要真實(shí)呈現(xiàn)組間表述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化的全過程。
3.復(fù)習(xí)“數(shù)據(jù)”:基于分析討論夯實(shí)實(shí)驗(yàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)
不同組通過平板電腦呈現(xiàn)自己組的讀數(shù)情況——有游標(biāo)卡尺測(cè)量頭(20分度和50分度),還有螺旋測(cè)微器測(cè)量頭。交叉讀數(shù)分析、評(píng)價(jià),可暴露各種讀數(shù)易錯(cuò)問題。教師用平板電腦拍照呈現(xiàn)6個(gè)小組處理數(shù)據(jù)時(shí)的誤差分析(同時(shí)呈現(xiàn)預(yù)設(shè)的誤差相關(guān)問題):條紋間距個(gè)數(shù)記錯(cuò)、條紋與分劃線不平行、納米單位的有效數(shù)字保留不當(dāng)?shù)?。組間辨析數(shù)據(jù)誤差的根源,學(xué)生主動(dòng)從實(shí)驗(yàn)原理、方法等角度解釋問題根源。
4.研討“拓展”:基于總結(jié)展望打開實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新空間
教師呈現(xiàn)預(yù)設(shè)復(fù)習(xí)題中的高頻錯(cuò)題,引導(dǎo)小組結(jié)合復(fù)習(xí)課中的新認(rèn)識(shí)討論錯(cuò)因,然后選出組員分析講解錯(cuò)題,學(xué)生有不懂的可以及時(shí)追問。一方面,這可讓課堂復(fù)習(xí)成果和收獲在學(xué)生自主的錯(cuò)題講解中得到檢驗(yàn);另一方面,這又給予學(xué)生對(duì)創(chuàng)新型問題進(jìn)行表達(dá)的空間?;阱e(cuò)題或?qū)嶒?yàn)中的“奇思妙想”拓展實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)空間,如“不要凸透鏡”“不要單縫”“雙縫不同顏色濾光片”“單雙縫間有介質(zhì)”等創(chuàng)新型問題,既讓合作組員眼界大開,又讓“交流”素養(yǎng)生根發(fā)芽。
(三)實(shí)踐效果
“雙縫干涉測(cè)波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn),往往需要在考前二輪、三輪復(fù)習(xí)中,由教師扛著實(shí)驗(yàn)器材再次在課堂演示,甚至還有很多學(xué)生在考前再進(jìn)實(shí)驗(yàn)室反復(fù)練習(xí)以加深對(duì)考點(diǎn)的印象。而運(yùn)用合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略,只要經(jīng)過一輪復(fù)習(xí),學(xué)生就能擁有清晰的實(shí)驗(yàn)情境印象、深刻的實(shí)驗(yàn)錯(cuò)點(diǎn)記憶,自然也就不用發(fā)愁于對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試練習(xí)了。
四、策略反思
筆者在高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)方面作了一系列教學(xué)探索,發(fā)現(xiàn)基于探究素養(yǎng)的學(xué)生合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略能激發(fā)學(xué)生的探究活力,且能提高實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率。此外,也存在一些問題:基礎(chǔ)薄弱班級(jí),學(xué)生合作講評(píng)的熱情很高,但是講評(píng)的深度不夠,教師需要提供更多階梯和支架;實(shí)驗(yàn)室管理員工作量增大,需要任課教師積極參與器材的擺設(shè)與管理;實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)配套練習(xí)的減量增“養(yǎng)”,需要任課教師自主組編預(yù)設(shè)習(xí)題,且其既要保證密切關(guān)聯(lián)講評(píng)要點(diǎn),又要指向探究素養(yǎng)點(diǎn)考查??傊?,探究素養(yǎng)導(dǎo)向的合作講評(píng)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略雖行之有效,但需要任課教師更多專業(yè)投入的配合。
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