上海中学的学生们在进行物理实验。(徐臻成供图)
■本报记者 张鹏
如何设计一条电路,让普通干电池能为手机、无人机供电? 这个与日常生活紧密联系的操作,被上海中学物理教师廖灿“搬上”了课堂;无独有偶,在上海中学国际部,物理教师徐臻成也给学生们上了一堂“真实感”颇强的物理课———用视频软件分析运动会上学生们的各种运动动作,以此推演抛物运动的理论和公式。昨天,在上海中学的比较教学研讨会上,两堂特别的物理家常课展示,揭示出眼下高中物理课正在进行的新探索。
“物理课要对真实世界的问题进行探究,这是新高考后物理学科发展的趋势,也能帮助学生了解物理学习的意义所在。”看过这两堂物理公开课后,市教委教研室物理教研员汤清修说,在对真实世界问题的探究过程中,学生的科学思维才能得以激发。
物理课上,给学生一点“真实”的味道
做物理实验时,一旦实验结果与物理书上的理论数据有所偏差,学生们的第一反应大多为“老师,我的实验是不是做错了”。殊不知,物理书上的实验和理论数据,大多是在理想化的环境中生成的,而学生们在真实环境中进行实验,数据必然会有些差异。“学生的认知在理论与生活经验之间产生断层,长此以往,他们对学习物理的意义会产生迷茫。”徐臻成的这番话说出了不少中学物理教师的困惑。
这学期开始,上海中学在国际部设立PBL项目,即问题驱动课程。徐臻成开始了一种尝试———借助新技术软件,将真实生活中的问题设计成课堂教学的内容,让学生们在真实世界中对物理问题进行探究。
昨天的课堂上,徐臻成特别有心地展示了不少他录制的学生运动会视频。“投掷实心球过程中,实心球的运动路线经过视频分析软件tracker分析,与抛物运动的公式基本吻合;但是在跳远过程中,学生们的腰部和脚部运动路线差异较大,综合得出的运动轨迹与抛物运动轨迹有微小差异。”徐臻成从学生们生活经验出发,既展示了公式推演的过程,还巧妙地解释了理论和实践的联系与区别。
廖灿也尝到了用真实问题引导学生学习物理的“甜头”,他说,虽然学生的物理学习基础不同,但基于真实问题的教学更能引起学生们的兴趣,对于物理学科素养的培养更有好处。
新高考为物理学科教学提出新要求
“过去物理课上缺少对真实问题研究的情况需要转变。”汤清修表示,新高考为物理学科教学提出了新的要求,尤其强调学生的学科思维能力。传统的物理课上,学生思维能力的培养蕴含在学习的每一个环节中。而教师考量学生学科素养是否形成,大多凭借师生之间的对话,或者是老师对学生行为的判断。汤清修曾对师生课堂对话内容做过调研,结果显示,学生每一句发言平均只有四到五个字,无法判断学生思维的完整性、逻辑性和创新性。“看似师生之间互动了,实际上学生的思维大多还是被老师牵着走,教师留给学生思考的空间也不足。”
为此,相关物理教学专家呼吁,中学物理课堂回归真实世界的问题,提供给学生探索求知的空间。比如将上海的磁悬浮列车每一时刻的运动速度和行进时间罗列成数据表格,请学生计算出磁悬浮列车行走过的路程。在这个问题的探究过程中,学生们需要掌握作图技巧、建立数学模型,并对列车运行模式进行分析。“学生们计算出的结果与真实数据存在的误差小于5%。更重要的是,在解决真实问题的过程中,学生意识到了学习物理的价值,激发了他们对于学科的兴趣。”
在沪上高中,类似教学探索已经起步。汤清修透露,未来,物理课教学方式的改变也将会有课时、教材的支撑。