《物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》重點(diǎn)解決基于學(xué)習(xí)心理學(xué)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)模式的具體應(yīng)用問(wèn)題。內(nèi)容上分為物理概念和規(guī)律意義學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)、物理習(xí)題解決的教學(xué)設(shè)計(jì)、物理系統(tǒng)化知識(shí)學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)等三編。每編結(jié)構(gòu)上由教學(xué)設(shè)計(jì)模式闡述和典型課例構(gòu)成。通過(guò)多樣化課例實(shí)施過(guò)程,顯示出各類教學(xué)設(shè)計(jì)模式的內(nèi)在一致性。本書重點(diǎn)解決基于學(xué)習(xí)心理學(xué)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)模式的具體應(yīng)用問(wèn)題。內(nèi)容上分為物理概念和規(guī)律意義學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)、物理習(xí)題解決的教學(xué)設(shè)計(jì)、物理系統(tǒng)化知識(shí)學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)等三編。每編結(jié)構(gòu)上由教學(xué)設(shè)計(jì)模式闡述和典型課例構(gòu)成。通過(guò)多樣化課例實(shí)施過(guò)程,顯示出各類教學(xué)設(shè)計(jì)模式的內(nèi)在一致性。
《物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》和《物理學(xué)習(xí)與教學(xué)論》兩本書一同構(gòu)成了基于學(xué)習(xí)心理學(xué)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)理論的體系!段锢韺W(xué)習(xí)與教學(xué)論》側(cè)重闡述學(xué)習(xí)心理學(xué)視角下物理教學(xué)設(shè)計(jì)理論的構(gòu)建,《物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》則側(cè)重于教學(xué)設(shè)計(jì)理論的具體應(yīng)用。
《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》提出培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是什么?如何在課堂教學(xué)中有效地培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的學(xué)科核心素養(yǎng)?這些是物理教學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)該給予回答的問(wèn)題!段锢斫虒W(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》依據(jù)學(xué)習(xí)心理學(xué)關(guān)于內(nèi)部表征、解決問(wèn)題的內(nèi)部過(guò)程等研究成果,揭示出學(xué)習(xí)者表現(xiàn)出的物理學(xué)科核心素養(yǎng)所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部機(jī)制。只有符合學(xué)習(xí)者內(nèi)部機(jī)制的教學(xué)才是有效教學(xué)!段锢斫虒W(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》提出建立在學(xué)習(xí)者內(nèi)部機(jī)制基礎(chǔ)上的教學(xué)設(shè)計(jì)方案,并通過(guò)豐富的物理課例來(lái)展示方案的具體實(shí)施,嘗試為學(xué)習(xí)者物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供一種可行的解決路徑。
叢書總序
課堂教學(xué)的科學(xué)
《學(xué)與教的心理學(xué)》在學(xué)科教學(xué)中的運(yùn)用
1987年,我在蘇州鐵道師范學(xué)院(今蘇州科技大學(xué))從事公共課心理學(xué)的教學(xué)工作。當(dāng)時(shí),我國(guó)高等師范院校一般只開設(shè)一門心理學(xué)課程(一個(gè)學(xué)期,每周23課時(shí))。教材內(nèi)容主要是從蘇聯(lián)引進(jìn)的普通心理學(xué),包括認(rèn)知過(guò)程: 注意、感知覺(jué)、記憶、思維、想象;個(gè)性心理特征: 能力、性格、意志等;另外還增加了有關(guān)兒童發(fā)展心理學(xué)和教育心理學(xué)等的內(nèi)容。學(xué)生對(duì)心理學(xué)這門概念多、實(shí)際運(yùn)用難的課程普遍不感興趣,認(rèn)為學(xué)了用不上。教育行政部門對(duì)這門課程也普遍不夠重視。在一次江蘇省教委的會(huì)議上,我提出心理學(xué)課程只開一學(xué)期,每周只有兩課時(shí),課時(shí)太少。一位教委負(fù)責(zé)人回答:給兩課時(shí)基層學(xué)校還嫌浪費(fèi),給三課時(shí)就更嫌浪費(fèi)了。
值得慶幸的是,國(guó)際心理學(xué)在20世紀(jì)七八十年代發(fā)起了認(rèn)知心理學(xué)革命。認(rèn)知心理學(xué)恰好回答了錢學(xué)森先生提出的教育科學(xué)的基礎(chǔ)理論問(wèn)題。他說(shuō):教育科學(xué)中難的問(wèn)題,也是核心的問(wèn)題是教育學(xué)科的基礎(chǔ)理論,即人的知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)的智力是怎樣獲得的,有什么規(guī)律。解決了這個(gè)核心問(wèn)題,教育科學(xué)的其他學(xué)問(wèn)和教育工作的其他部門就有了基礎(chǔ),有了依據(jù)。沒(méi)有這個(gè)基礎(chǔ)理論,其他也就難說(shuō)準(zhǔn)。所以,首先應(yīng)該集中研究教育科學(xué)的基礎(chǔ)理論。例如,加涅在20世紀(jì)70年代將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果分成言語(yǔ)信息、智慧技能、認(rèn)知策略、動(dòng)作技能和態(tài)度等五個(gè)類別。他在《學(xué)習(xí)的條件》一書中解釋了每類學(xué)習(xí)的過(guò)程和條件。除態(tài)度之外,其他四類學(xué)習(xí)結(jié)果都來(lái)源于知識(shí)。加涅系統(tǒng)地闡明了知識(shí)是怎么轉(zhuǎn)化為學(xué)生的技能和智慧能力(即錢先生所說(shuō)的應(yīng)用知識(shí)的智力)的一般規(guī)律。這樣心理學(xué)就從孤立地研究認(rèn)知過(guò)程走上將認(rèn)知過(guò)程與知識(shí)學(xué)習(xí)相結(jié)合的道路。
20世紀(jì)八九十年代,在認(rèn)知學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了一門新學(xué)科,即基于學(xué)習(xí)心理學(xué)的系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)。它通過(guò)四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),使教師教學(xué)行為建立在科學(xué)的學(xué)習(xí)心理學(xué)基礎(chǔ)上:
(1) 通過(guò)一套技術(shù)使教學(xué)目標(biāo)行為化,變得可以觀察和測(cè)量;
(2) 對(duì)教育目標(biāo)中的學(xué)習(xí)結(jié)果類型及其學(xué)習(xí)的條件進(jìn)行分析,據(jù)此決定學(xué)習(xí)的過(guò)程和條件;
(3) 依據(jù)上述分析選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)過(guò)程和方法,為有效學(xué)習(xí)創(chuàng)造合適的條件;
(4) 對(duì)照目標(biāo)設(shè)計(jì)測(cè)量與評(píng)價(jià)教學(xué)效果的工具(包括測(cè)驗(yàn)題、練習(xí)題)以及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
傳統(tǒng)上,教師的教學(xué)主要基于經(jīng)驗(yàn)。新教師上崗主要模仿老教師的做法。因此一般師范院校的學(xué)生認(rèn)為不用學(xué)心理學(xué),照樣可以當(dāng)教師。在系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)生并被移植到學(xué)校課堂教學(xué)之后,教師不學(xué)心理學(xué),寸步難行。因?yàn)椴欢睦韺W(xué),在備課時(shí)教師不會(huì)寫教學(xué)目標(biāo);在上課時(shí),教師不知道學(xué)習(xí)的性質(zhì)是什么,往往會(huì)將技能教成知識(shí),或用教知識(shí)的方法來(lái)教學(xué)生態(tài)度和行為,也不知道如何用外顯行為來(lái)檢測(cè)學(xué)生內(nèi)在的能力和傾向的變化。
為了反映國(guó)際學(xué)習(xí)心理學(xué)和教學(xué)設(shè)計(jì)方面的新進(jìn)展,改革高等師范院校公共心理學(xué)課程,我在1987年承擔(dān)高等師范院校公共心理學(xué)課程的教學(xué)工作之后,就著手改革高等師范院校公共心理學(xué)的教材內(nèi)容。經(jīng)過(guò)三年的努力,在華東師范大學(xué)心理學(xué)系邵瑞珍教授的指導(dǎo)下,蘇州鐵道師范學(xué)院聯(lián)合上海教育學(xué)院、浙江省教育學(xué)院、南京師范大學(xué)和寧波師范學(xué)院(今寧波大學(xué))部分心理學(xué)教師編寫了一本以學(xué)習(xí)心理學(xué)和教學(xué)心理學(xué)為主要內(nèi)容的高等師范院校公共心理學(xué)教材,取名《學(xué)與教的心理學(xué)》(1990年由華東師范大學(xué)出版社出版)。實(shí)際上,它是我國(guó)本基于科學(xué)心理學(xué)的教學(xué)論,簡(jiǎn)稱科學(xué)取向的教學(xué)論。
該教材一經(jīng)使用就受到試用學(xué)校的普遍歡迎。蘇州鐵道師范學(xué)院的公共心理學(xué)教學(xué)教材獲院內(nèi)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng),并獲江蘇省普通高校優(yōu)秀教學(xué)質(zhì)量三等獎(jiǎng)(1991年);寧波師范學(xué)院的公共心理學(xué)教學(xué)改革獲院內(nèi)特等獎(jiǎng),省內(nèi)二等獎(jiǎng)(1993年);《學(xué)與教的心理學(xué)》曾獲上海市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)優(yōu)秀著作三等獎(jiǎng)(1994年),優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)(1999年),2006年入選教育部普通高校教育十一五規(guī)劃教材。
《學(xué)與教的心理學(xué)》被作為高等師范院校公共心理學(xué)教材之后,受到了普遍歡迎,每年發(fā)行一萬(wàn)多冊(cè),近三十多年來(lái)經(jīng)久不衰。但試教學(xué)校的教師和學(xué)生普遍感到該書的特點(diǎn)是新和難。難在什么地方?不在文字,而在于如何運(yùn)用。因?yàn)閷W(xué)習(xí)公共心理學(xué)的師范院校的學(xué)生來(lái)自語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、歷史、地理等不同系科。公共心理學(xué)教材只講一般學(xué)習(xí)與教學(xué)的心理學(xué)原理,舉例也大多數(shù)是小學(xué)的例子。學(xué)科知識(shí)越簡(jiǎn)單,越容易被來(lái)自不同系科的學(xué)生接受。但各學(xué)科的學(xué)生如何在本學(xué)科的實(shí)踐中運(yùn)用學(xué)與教的一般心理學(xué)原理呢?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,不僅學(xué)生感到難,任課教師也感到難,而且作為教材的編者,也犯難,因?yàn)檫@是一個(gè)有待研究和開發(fā)的全新領(lǐng)域。同時(shí),這一任務(wù)不是心理學(xué)家、教學(xué)設(shè)計(jì)專家能獨(dú)立完成的,他們必須與中小學(xué)學(xué)科教師合作,只有經(jīng)過(guò)多年努力,才可能在理論研究和案例開發(fā)上獲得較大突破。自20世紀(jì)90年代以來(lái),我和我的碩士、博士研究生先后在華東師范大學(xué)附屬小學(xué)進(jìn)行多年語(yǔ)文教學(xué)研究,之后又連續(xù)三年在上海市寶山區(qū)十所中小學(xué)校的多個(gè)學(xué)科課堂中進(jìn)行應(yīng)用研究。在碩士、博士論文研究的基礎(chǔ)上,我們出版了學(xué)科教學(xué)論新體系叢書共七種: 語(yǔ)文、數(shù)學(xué)各兩冊(cè),自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和英語(yǔ)各一冊(cè)(2004年和2005年先后在上海教育出版社出版)。
此后,我和王小明、龐維國(guó)及他們的研究生的參與下,將修訂的布盧姆認(rèn)知目標(biāo)分類學(xué)《學(xué)習(xí)、教學(xué)和評(píng)估的分類學(xué): 布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)修訂版》(2001年)、加涅等的《教學(xué)設(shè)計(jì)原理》(2005年)、史密斯等的《系統(tǒng)化教學(xué)設(shè)計(jì)》(2005年)、迪克等的《教學(xué)設(shè)計(jì)》(2005年)和M·P·德里斯科爾的《學(xué)習(xí)心理學(xué): 面向教學(xué)的取向》(2005年)翻譯出來(lái),于2008至2009年在華東師范大學(xué)出版社先后出版,為深入進(jìn)行學(xué)與教的理論與應(yīng)用研究提供了資料。
從學(xué)科應(yīng)用研究來(lái)看,語(yǔ)文學(xué)科是難運(yùn)用學(xué)與教的心理學(xué)原理的學(xué)科。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累和近十年的集中研究,語(yǔ)文學(xué)科的應(yīng)用研究取得了重大突破。由我和合作者所著的《小學(xué)語(yǔ)文學(xué)習(xí)與教學(xué)論》和《小學(xué)語(yǔ)文教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》已經(jīng)完稿。由安徽師范大學(xué)文學(xué)院何更生教授(心理學(xué)博士)及其合作者所著的《中學(xué)語(yǔ)文學(xué)習(xí)與教學(xué)論》和《中學(xué)語(yǔ)文教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》、由華東師范大學(xué)教師教育學(xué)院陳剛副教授(心理學(xué)博士)及其合作者所著的《物理學(xué)習(xí)與教學(xué)論》和《物理教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》近期內(nèi)可以完稿。由北京師范大學(xué)張春莉教授(數(shù)學(xué)碩士、心理學(xué)博士)及其合作者所著的《數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與教學(xué)論》和《數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》實(shí)踐卷爭(zhēng)取在年內(nèi)完稿。因研究人員更換,由蘇州科技大學(xué)教育與公共管理學(xué)院吳紅耘教授及其合作者所承擔(dān)的《歷史學(xué)習(xí)與教學(xué)論》和《歷史教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》,由徐州市教研室副主任、英語(yǔ)特級(jí)教師李秋穎及其合作者所承擔(dān)的《英語(yǔ)學(xué)習(xí)與教學(xué)論》和《英語(yǔ)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施》爭(zhēng)取明年完成。
在2005年前,我們的教學(xué)案例開發(fā)是單科進(jìn)行的。自2005年起,廣州市花都區(qū)教育局提出了構(gòu)建科學(xué)課堂的任務(wù)。構(gòu)建科學(xué)課堂實(shí)質(zhì)上就是用科學(xué)取向的教學(xué)理論武裝教師,并通過(guò)在專家指導(dǎo)下的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的反復(fù)練習(xí),使該理論支配教師備課、上課和評(píng)課的行為。全區(qū)設(shè)立了七所實(shí)驗(yàn)學(xué)校(小學(xué)三所,初中、高中各兩所),同時(shí)聘請(qǐng)我的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)中的五名教授、一名副教授和一名特級(jí)教師進(jìn)行理論指導(dǎo)。經(jīng)過(guò)兩年不分學(xué)科與分學(xué)科系統(tǒng)培訓(xùn)與操練,實(shí)驗(yàn)學(xué)校的教學(xué)骨干才開始比較系統(tǒng)地領(lǐng)會(huì)了科學(xué)取向的教學(xué)論。一旦他們系統(tǒng)地領(lǐng)會(huì)了科學(xué)取向的教學(xué)論,他們的教學(xué)設(shè)計(jì)就能表現(xiàn)出創(chuàng)造性,F(xiàn)在廣州市花都區(qū)的科學(xué)課堂建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入第三年,正是到了出人才和出成果的時(shí)候。
在此我要十分感謝廣州市花都區(qū)教育局和教研室領(lǐng)導(dǎo)為我們提供了心理學(xué)專家、學(xué)科教學(xué)論專家、教研員和優(yōu)秀的一線教師四結(jié)合開發(fā)教學(xué)案例的機(jī)會(huì)。沒(méi)有你們的高瞻遠(yuǎn)矚和強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo),要完成這樣的大型工程是不可想象的。經(jīng)過(guò)三十年努力,供教師學(xué)習(xí)與運(yùn)用的心理學(xué)不僅有《學(xué)與教的心理學(xué)》的一般原理,不久又會(huì)有語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、物理、歷史等學(xué)科版的學(xué)與教的心理學(xué)教材出版。盡管不同學(xué)科的研究深度會(huì)有不同,可能還會(huì)留下遺憾,但我們已盡力了。
皮連生
編 物理新授課的教學(xué)設(shè)計(jì)
編 導(dǎo)讀
章 物理概念和規(guī)律學(xué)習(xí)理論概述
節(jié) 認(rèn)知策略的實(shí)質(zhì)與教學(xué)
一、 認(rèn)知策略的界定
二、 認(rèn)知策略的特征
三、 方法教學(xué)樣例
第二節(jié) 物理概念和規(guī)律意義的建立
一、 定性關(guān)系建立的邏輯方法
二、 定量關(guān)系建立的邏輯方法
三、 排除物理量間因果關(guān)系的邏輯方法
四、 物理觀念習(xí)得的實(shí)質(zhì)
第三節(jié) 物理概念和規(guī)律意義習(xí)得之理論分析學(xué)習(xí)途徑
一、 理論分析途徑解決科學(xué)問(wèn)題中的策略
二、 理論分析途徑學(xué)習(xí)過(guò)程分析樣例
三、 科學(xué)思維素養(yǎng)的實(shí)質(zhì)與實(shí)現(xiàn)
第四節(jié) 物理概念和規(guī)律意義習(xí)得之實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)途徑
一、 實(shí)驗(yàn)探究途徑解決科學(xué)問(wèn)題中的策略
二、 實(shí)驗(yàn)探究途徑學(xué)習(xí)樣例分析
三、 科學(xué)探究素養(yǎng)的實(shí)質(zhì)與實(shí)現(xiàn)
四、 拓展討論科學(xué)方法的層次
第二章 物理概念和規(guī)律意義學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)
節(jié) 教學(xué)設(shè)計(jì)理論概述
一、 教學(xué)設(shè)計(jì)概述
二、 教學(xué)任務(wù)分析
三、 教學(xué)方法選擇與教學(xué)樣例
第二節(jié) 教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明及樣例
一、 教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明
二、 牛頓第二定律教學(xué)設(shè)計(jì)樣例
第三章 物理概念和規(guī)律意義學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計(jì)樣例
樣例一:自由落體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例二:牛頓第三定律教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例三:太陽(yáng)與行星間的引力教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例四:電勢(shì)能與電勢(shì)教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例五:靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例六:安培力教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例七:楞次定律教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例八:光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例九:平面鏡成像教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例十:凸透鏡成像規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例十一:浮力教學(xué)設(shè)計(jì)
樣例十二:比熱容教學(xué)設(shè)計(jì)
第二編 物理習(xí)題課的教學(xué)設(shè)計(jì)
第二編導(dǎo)讀
第四章 物理習(xí)題教學(xué)理論概述
節(jié) 物理習(xí)題解決的學(xué)習(xí)機(jī)制
一、 物理習(xí)題解決領(lǐng)域的策略
二、 解決一類物理習(xí)題的學(xué)習(xí)結(jié)果問(wèn)題圖式
第二節(jié) 復(fù)雜物理習(xí)題解決的教學(xué)目標(biāo)
一、 問(wèn)題解決的研究對(duì)習(xí)題教學(xué)的啟示
二、 習(xí)題教學(xué)的目標(biāo)
第三節(jié) 復(fù)雜習(xí)題解決策略的提煉技術(shù)
一、 物理復(fù)雜習(xí)題策略提煉技術(shù)
二、 提煉技術(shù)應(yīng)用案例
三、 拓展討論
第五章 復(fù)雜物理習(xí)題的教學(xué)樣例
樣例一:一道運(yùn)動(dòng)、力、功能關(guān)系綜合題的新題教學(xué)
樣例二:一道傳送帶問(wèn)題的新題教學(xué)
樣例三:一道導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的新題教學(xué)
樣例四:浮沉狀態(tài)不同,液面升降類習(xí)題的教學(xué)
樣例五:物體受共點(diǎn)三力靜平衡類習(xí)題的教學(xué)
樣例六:存在相互運(yùn)動(dòng)疊加體類習(xí)題的教學(xué)
樣例七:溫度變化引起的液柱(活塞)移動(dòng)問(wèn)題的教學(xué)
樣例八:共點(diǎn)力的動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題的教學(xué)
樣例九:電磁感應(yīng)中的圖像問(wèn)題的教學(xué)
第三編 物理復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)
第三編導(dǎo)讀
第六章 物理系統(tǒng)化知識(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)
節(jié) 系統(tǒng)化知識(shí)的學(xué)習(xí)
一、 組織知識(shí)是人類學(xué)習(xí)的一種機(jī)制
二、 物理學(xué)習(xí)中組織知識(shí)的策略
三、 系統(tǒng)化知識(shí)的基本要求
第二節(jié) 物理學(xué)科系統(tǒng)化知識(shí)的教學(xué)
一、 系統(tǒng)化知識(shí)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)結(jié)果
二、 系統(tǒng)化知識(shí)教學(xué)目標(biāo)
三、 系統(tǒng)化知識(shí)學(xué)習(xí)的教學(xué)方法
第七章 物理系統(tǒng)化知識(shí)教學(xué)樣例
樣例一:萬(wàn)有引力定律一章知識(shí)系統(tǒng)化的教學(xué)
樣例二:靜電場(chǎng)一章知識(shí)系統(tǒng)化的教學(xué)