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教学研究

新课程理念下物理知识观的重建

时间:2012-3-24 16:07:12   作者:柯妍   来源:走进教育科研网   阅读:1052   评论:7
内容摘要:物理知识无疑是学校物理教学活动中涉及的主要内容,也是师生关注的重点之一。教学实践中即便是针对同一物理知识内容,持不同的物理知识观,或者对物理知识有不同理解的教师,也会做出不同的教学设计,选用不同的教学方式和教学方法,进而产生不同的教学行为。物理知识观是教学观的基础。一般而言,教师...

物理知识无疑是学校物理教学活动中涉及的主要内容,也是师生关注的重点之一。教学实践中即便是针对同一物理知识内容,持不同的物理知识观,或者对物理知识有不同理解的教师,也会做出不同的教学设计,选用不同的教学方式和教学方法,进而产生不同的教学行为。物理知识观是教学观的基础。一般而言,教师的教学行为直接影响乃至控制着学生的学习行为,使学生采取与教学方法相适应的学习方式。因此,在新课程实施的过程中,要改变学生以往被动的、单纯的接受式的学习方式,实现教学方式和学习方式的多样化,首先要改变教师的教学方式和教学行为,要实现这种变化,就必须重建物理知识观。

(一)构建物理知识的学术观是认识物理知识的基础

一般而言,学术是指有系统的专门学问,它尤其偏重于纯粹的理论和逻辑理论的一致性。用这种观点审视物理知识,突显了人类对物理世界运动变化规律的认识结果和物理理论。例如,以此观点看待牛顿第二定律:它就是关于物体所受的合外力与物体的质量以及所产生的加速度的数学描述,是认识动力学规律的一个结果。用同样的观点审视安培分子电流假说,就会特别强调对分子电结构描述的结果。物理知识的学术观强调作为认识结果的物理现象、物理规律的重要地位和作用,有利于教学中物理知识和技能目标的把握及落实。

物理知识(尤其是教科书中以文字形式呈现的物理内容)表现出极强的学术性,这是一个无可争辩的事实,它也是物理知识理论性的充分体现。事实上,“物理理论所研究的‘物理实在’并非就是自然物本身,而只是人对自然提问方式的一种显现,是认识主体与自然客体相互对话、相互作用的产物”。仅就物理知识(特别是学术性物理知识)本身及其在教科书中的呈现方式而言,它并非是自然界实际存在的物质运动原原本本的照相,而是人们对它们进行思维加工,去伪存真,抽象出纯物理属性,抓住主要矛盾,构造出理想的物理模型和物理环境,进而用它们描述自然界物理现象和物理运动规律的一套理论。因此,也可以说物理知识就是关于物理世界中物质构造及其运动的理论。那么,何为物理世界呢?

笔者认为,所谓物理世界是人们经过思维加工,在自然界物理现象及其运动的基础上,构造出由物理模型和物理环境组成的理想化物质和时空存在形式。虽然物理世界是经过人们的思维加工构造出来的,但是,它却能够很好地反映自然界物质属性及其运动规律。

分析物理世界不难发现,其最主要的特征表现在三个方面。其一,物理世界与现实存在的客观世界有着密切的联系,物理世界源于现实存在的客观世界,现实客观世界是它形成和存在的基础。其二,物理世界与现实客观世界不同。物理世界仅仅抽象出自然界物质及其运动的纯物理属性,忽略了其中的次要因素,只突出主要因素,对自然界物质及其运动的物理属性进行研究和描述。其三,物理学揭示了自然界中最基本最普遍的物质结构及其运动规律。尽管物理世界不完全等同于客观自然界,但是自然界中物质的物理属性及其运动规律能够在物理世界中进行研究和描述。

物理知识作为一门学问,有极强的理论性和较为严密的逻辑结构体系,特别是教科书中呈现的理论知识,绝大多数是已经认识的物理规律和描述客观事物共同属性及其本质特征的物理概念,是人们经过思维加工形成的物理理论。作为自然科学和技术基础的物理学,与其他学科相比,其学科发展比较成熟,学科理论水平比较高。其主要体现在它不但应用数学工具描述物理规律和物理概念,而且学科本身已经形成了一整套带有方法论性质、逻辑严密的完整知识体系。以经典物理学为例,它不仅有其基本概念和基本理论,而且形成了一套研究方法体系和自身的基本知识结构。物理学的这些特征既决定了它的基础地位,也树立了与其他学科间进行研究和发展的楷模。

建立物理知识的学术观,承认物理学是一门学问,有利于教学中解决“物理学是什么和怎么样”的问题。但是,仅仅如此是远远不够的,因为物理新课程目标是三维一体的,物理教学不能也不应该只传授知识。按照新的课程理念,教学过程必须成为促进学生发展的过程。因此,要实现新课程的三维目标,我们不能把物理知识只看做人类认识的结果,还要更加关注与认识结果相联系的人类智力活动的过程,建立物理知识的过程观,从而深化对物理知识的认识。

(二)构建物理知识的过程观是对物理知识认识的深化

重建物理知识的过程观,既是对物理知识认识的深化,也是物理新课程理念的要求。从物理学本身考查,将物理知识仅仅看做人们认识物理现象和规律的结果是远远不够的。就结果与过程的关系而论,任何结果的获得都必须经历引向该结果的发现过程,物理知识也不能例外。事实表明,除了作为认识的结果,物理知识更多地表现为人类认识物理现象,探索物理规律的认识过程。而物理知识的形成过程承载着比知识结论更加丰富、更为重要,对学生的发展更有价值的内容。

从物理知识的形成过程分析,知识的结论是一系列探究过程发展的最终结果。可见,过程先于结论是不争的事实。任何知识的获得,都必然伴随探索、发现、认识事物的过程。并且研究问题的方法、动作技能、智力操作技能等都伴随着过程的进行而展开,情感、态度与价值观也渗透在过程的发展之中。由此不难看出,知识的形成过程和结论是有机的整体,获得结论不能撇开过程。否则,结论就成为无源之水、无本之木,它的意义就会大打折扣。如果离开形成知识的探究过程去把握知识的结论,绝对不会真正理解和掌握结论,也就几乎等于没有结论。从培养人的角度而论,物理知识的形成过程比其结论更有价值且更为重要。虽然教学中不能没有知识的结论,但不能也不应该只教给学生知识的结论,不能离开过程而教结论。否则就会误导学生采用机械记忆、死记硬背的方式学习。这样的物理教学就无法体现科学教育的价值,也就不能使学生真正理解和掌握知识,更谈不上体现物理新课程的三维课程目标,起不到培养人的作用。

事实上,就知识本身而论,结论与过程是一个有机的整体,它们分别体现了知识的不同侧面,是知识本身所具有的内在成分。但是对知识进行表述时,其结论更容易显性地呈现,而它的形成过程往往只能隐性地存在其中,只有经过挖掘与开发才能展现出来,表现出不思则无、思则深远的特性。就拿牛顿第一定律来说,它的结论在教科书中容易呈现且看起来简单明了。然而,只从结论本身却不能直接看到得出结论的过程。经过分析就不难看出,人类得出牛顿第一定律经历了一个最有价值的、充满智慧活动的漫长过程。在这个过程中,通过人类智慧火花的不断碰撞,展现了人类智慧活动的发展过程和科学研究的方法,逐步形成了惯性、力、参考系等最富成果的科学概念,使物理学规律渐渐浮出水面。

从物理新课程的角度分析,我们应该也必须把物理知识看做一个过程。在本次基础教育课程改革中,物理课程以基础教育课程改革的总体目标为指导,重新构建了中学物理课程基本理念和课程内容。新的物理课程标准把科学探究明确列入课程内容,而科学探究本身指的就是一个过程。所谓科学探究,就是运用科学的方法,通过探索发现未知事物及其规律的过程。物理课程中引入科学探究之目的,就是让“学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识和技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神”。由此可见,科学探究具有和作为结果的物理知识完全不同的内涵和教学目标,它强调的是科学过程,强调学生的亲身经历,强调让学生在所经历的探究活动中学习物理知识和技能,获得科学方法、情感、态度与价值观体验。

如果把人类所认识的物理事实及其规律看做结果,该结果的得出,一定存在着引向结果的过程,并且过程中包含丰富多彩、充满生机与活力的活动内容。这说明内容、过程和结果三者是密切相关的,它们分别强调了作为完整知识的一个侧面。就像不存在无过程的结果一样,也不存在无内容的过程。因此,以新课程的理念审视物理知识,就必须将物理知识看做内容、过程与结果的有机整体。既不能单纯地为了过程而过程,也不能用内容代替过程。因为过程是动态的,借助内容才能展开,它不可能也无法用静态的内容和结果代替。可见,建构物理知识的过程观不仅是实施新课程的必然要求,而且是对物理知识认识的深化。

(三)构建物理知识的文化观是认识物理知识的升华

通过前面的分析可以看到,从静态的维度审视,物理知识是科学认识的结果,是经验系统突出体现物理学内容中知识与技能方面的价值,从而形成物理知识的学术观。从动态的维度审视,物理知识是科学认识的过程,是人们求知的方法,是形成物理知识的过程观的前提,它突出体现物理学知识中过程与方法方面的价值。但是,根据新课程的理念,物理课程的目标强调知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的统一。因此,如果仅仅限于上述认识,情感态度与价值观的目标则难以理解和体现,这就要求对物理学知识的认识必须进一步深化。

根据建构主义的认识理论,虽然现实事物是不依赖于认识者而客观存在的,但是现实事物却是通过认识者的主观体验而感知的,主体在认识现实事物时,原有的知识和经验决定着他们的认识方式。也就是说,认识事物,获得知识是不断建构的过程,其中认识者原有的知识和经验在建构知识的过程中至关重要。根据建构主义的这个观点,一个人要获得知识,把人类业已形成的知识个体化,就必须经过亲自对知识的建构过程才能实现。从这个意义上讲,一个人获得的知识是个体化的,是主观和客观的统一。在统一的过程中,人的情感、态度与价值观不但参与其中,而且在不断地变化和发展,由此体现出知识的文化价值。因此在新课程理念下,要实现物理课程三维目标的统一,还必须深化对物理知识的认识,构建物理知识的文化观。相对物理知识的学术性内容而言,物理知识的文化价值是隐性存在的,并且超越了物理学科本身的界限。但是,从培养人的角度看,物理知识的文化价值比知识本身具有更重要的意义。

文化的核心是一个组织中人们行为里体现出来的价值判断。构建物理知识的文化观重点在于强调蕴含于物理学中的共同观念、价值判断和价值取向,它们不仅体现在主体与客体相互作用的过程中,而且与物理知识的形成及个体获得知识的过程密切相关。

从物理学中的共同观念分析,发现物理学的共同观念是物理知识最重要的基础,它不仅在某种程度上决定人们对物理学的态度,而且支配着人们研究和学习物理学的行为。物理学的共同观念有不同层次之分,物理学整体层面上的共同观念从宏观上引导并支配人们对物理学进行不断探索,某一领域中的共同观念则直接支配物理学家的探索行动并促进该领域的发展。例如,从总体看,自然界的物理运动是客观存在并且是有规律的,物理规律是可以认识的。这就是物理学的一个共同观念。该观念不仅决定了物理学工作者必须具备尊重客观事实,坚持实事求是的科学态度,而且引导并支配物理学家坚持不懈地探究物理规律的行动。为了追求物理学的真理,一些物理学家付出了沉重的代价甚至献出了生命。

价值判断对物理学的发展至关重要,它不仅直接影响人们对一个实践的重视程度,而且在一定程度上影响着人们的思维方式。在物理学研究和学习中,准确地把握物理事件的价值,就会引起人们对该事件的足够重视,深入对其进行研究,进而促进物理学的发展,物理学史不乏此类事例。

物理知识的价值取向也是其文化观的重要方面,它更多地涉及物理知识应用的社会层面,超越了物理知识的具体内容,物理学本身的研究主要解决“发现自然规律,能不能做到”的问题,而物理知识的价值取向主要解决“能不能做”的问题。物理知识的价值取向并不是人为加在物理学上面的东西,而是物理学应用于社会本身所具有的。重视物理知识的价值取向,是由科学研究成果的双面性决定的。众所周知,科学是一把双刃剑,它的研究成果既可用于为人类造福,也可能危害人类。例如,原子核裂变的研究成果,既可以用于原子能电站、核潜艇等服务于人类,也能够用于制造核武器对人类和平造成威胁。目前,核武器的竞赛与核威胁就是影响世界和平的因素之一。新的物理课程目标指出,在情感态度与价值观方面,要让学生“有将科学服务于人类的意识”。要实现这个目标,我们就不能不强调物理知识的价值取向。

综上所述,物理新课程构建了三维课程目标,要在物理课程实施的过程中自觉地实现三维课程目标,就要对物理知识有更进一步的认识,重建物理知识的学术观、过程观和文化观必然能够对课程的实施产生积极的促进作用。最后还需要指出,新课程的三维目标不是三维分立,而是三维统一。物理知识的学术观、过程观和文化观也是有机的整体,在课程实施过程中,不能将其分离机械套用,而应将其有机地结合起来,互相渗透,融入教学过程

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