在行动中开展物理教育研究.pdf

物理教师 移 教师研修与成长 在行动 中开展物理教 育研 究 朱铉雄 华东师范大学物理系上海2 0 0 0 6 2 物理学科 的教育教学研究是用科学 的理性精神 与人文精神来考察物理教育教学现象 教学规律以及 教 学双方在教学动态过 程 中的相互作 用 并且通过 一 定的方法和途径改革物理教学原有的结构 内容和 形态以满足教学主体的教育价值需求的一种科学的 认识和实践活动 物理教师应做 怎样 的研究 在教育研究中由于研究者的身份和地位的不同 研究的领域和研究的方法也不相同 从研究者关注 的 问题和研究 的方法 看 大致 上可 以分 为 就 理 论 理 就 事 论 事 和 就 事 论 理 三种 就 理 论 理 是对主要 由教育专家 教育科研 人员进行 的研究工作方式的一个概括 他们 的研究涉 及教育的一般理论 国内外教育 比较 教育 的模式 等 教育 的大问题 研究这些问题的主要途径是从理论 到 理论 讲究理论研究的逻辑性和思辨性 这些研究成 果对于教育的宏观发展 例如更新教育观念 制定教 育规划 为决策者提供教育信息和咨询等是必要的 但是对教育教学实际问题的解决却一时难 以起到指 导作用 学科 教师对于学 习这样 的理论并 不十分 感 兴趣 与 就 理 论 理 相 比 目前处于基础教育第一 线的广大从事学科教学 的教师和教育管理工作者进 行 的研究工作 比较多的是属 于一种 就 事 论 事 的方式 他们在教育进行过程中面临着许多教育教学 的实际问题亟待解决 例如 对教材 内容怎样做出符 合教学规律的处理 如何改进教学方法提高学生的学 习兴趣 怎样使学生在学习知识 的同时提高学习和创 新的能力等 这些学科教师有一定 的教学经验 他们 力图找到问题 的解决办法 改进 自己的教学工作 提 高教育教学的水平 但是这些学科教师 包括物理教 师 往往缺少教育理论 的素养 对 于有效地进行教育 教学研究的基本方法知之不多 不善于从理论上进行 归纳和分析 又迫切希望找到实际问题的答案 因此 他们研究的主要途径是从实际到实际 就 事 论 事 地提出问题和解决问题 讲究教育研究的实用性和可 操作性 他们的研究可以提出富有启发的 做什么 和 怎么做 但对于 为什 么这样做是成功 的有效 的 的道理却没有很有见地的说明 常常会听到一些教师 感叹 一地成功的课堂教学经验在另一地却行不通 除了学校和学生的具体条件不同以外 其 中一个主要 的原因就在于对这些好 的教学经验没有从理论 上进 行总结 难以推广 以上两类研究显然各有所长 也各有不足之处 正是基于这样 的状况 很多教育工作者寻求着第 三条 研究途径 即就 事 论 理 地进行教育教学研究 这里的 事 就是实际存在的问题 理 就是对实际问 题做 出必要的理论分析和说 明 这样的研究可以对实 际问题进行理论上的总结和提升 为解决实际问题指 出方向和途径 在这样 的教育过程 中 理论研究 和实 际研究互相融合 取长补短 从而将使教育教学研究 本文节选自朱铉雄教授专著 物理教育展望 上海 华东师范大学出版社 2 0 0 2 1 2 5 2 2 5 4 2 5 9 2 6 4 选编时作了简单技术加工 4 2 走近学科教师 成为他们提高 自己教育教学水平的有 力武器 这样的研究途径重在从 实际问题 出发 以解 决实际问题为归宿 因此 在很多教育文献上被称之 为 行动研究法 以突 出在行动 中研究的特色 已经 有许多教育研究工作采用 了 行动研究法 取得 了良 好 的效 果 从 而 显示 了这 种教 育 研 究 方 法 的发 展 前景 在行动研究 中的物理教师 什么样的物 理教师应该从事行动研究 一个 似 乎理所 当然的答案是 在各种层次上所有 的教师 包 括大学教师 都应该是行动研究者 通过行动研究来 改进他们的教学 更好地认识他们所处的教学状况 但是 如果行动研究意味着应该在他们 自己的教育实 践中进行严格定 义上的和具有高度结构化的探索 那 么这样 的行 动研究将 会失 去它 自己的实 用性 和相 容性 然而 如果假设所有好的教师都能密切关注他们 的教学 试图通过研究得到改进 教学的新思想 并对 自己已经经历的事情进行评价和反思 那么在这个基 础上可以使行动研究开始就建立在容易为教师接受 的起点上 并沿着一条 中间 的道路进行研究 首先 鼓励所有层次上的物理教师把 自己确定为研究者 强 化研究的意识 例 如 加入某一个 物理教学研究会之 类的组织 使他们变成 物理教师 团体 中的一个成员 在这个团体中他们可以与同行交谈 在了解他人 的研 究成果中对照 自己的实践 例 如 一个物理教师可 以 通过与其他物理教师的讨论 通过参加合作 的行 动研 究 通过 出席全 国和地方上的会议得 到许多信息 从 而了解到在 自己研究 的或 尚未进行研究但感兴趣的 领域里 已经有了什么样的新进展 还有 什么问题是人 们关注的 热点 如果他 自己已经作 了一些研究 那 么他也可以通过在杂志上发表论文的方式 使 自己对 教学的探索成果为人们所知 从而将对所有的物理教 师和学生改进他们教物理和学物理 的实践方式产生 一 定的影响 当中学物理教师一旦投入这样 的行动研 究时 他们将发现在 自己的实践 中确实还存在许多问 题必须通过更系统 的更深入 的行动研究来解决 在达 一一 一 到这一点认识以后 这些物理教师就可能在更严格确 定的和结构化的意义上推进 自己的行动研究 在行动研究 中理解科学 的本质对教师应 该是一 个重要的主题 教师应该有能力把观察和假设 区分开 来 应该有能力着手进行必要的推理 以从观察和假设 中得出逻辑上有效的结论 在行动研究中对问题 的特 别说明常常被人们 看作某 种假设 提 出假 设应该 有 助于教师理解科学 上获取证据 的重要性 并通 过行 动的体验来提高 自己的教学能力和水 平 而提 供这 样一个体验的有效方法是给教师提供机会使他们能 够从 自己的观察 中去构筑一个概念 的模型 他 们必 须经历一个进行观察 做出推理 确 定假设 形成公 式 检验和修改假设 的过程 通过应用一个 自己构筑 的模 型来预言和解释更复杂的现象的过程可以有助 于教师加深对科学模 型所包含 的性质 运用和 限制 理解 通过探究式 的方法进行 教学 既是 当前和未来物 理教育发展的一个方向 也是物理教育研究发展的一 个方向 在实施探究性教学的行动研究 中 教师必须 以一种体现探究性精神 的方式进行工作 下面是美 国 华盛顿大学物理系所进行 的关于 电路探究性教学 的 行动研究的一个案例 问题是这样提 出的 在 图 1中 当电源接人 电路 以后 要求学生就灯泡发光的强度从最亮到最 暗排一 个次序 并对此做出解释 图 1 D 图 2 图 l是探究前检测的问题 图 2是探究后检测 的问题 电路中的所有灯泡和电池都是相 同的 电池 一 B 一 物理教 姓 一 二 二 可 以看作理想电池 这个问题分别是在教室中讲课或实验室中作过 实验之前和之后对学生进行测试 的 华盛顿大学物理 系所做的测试结果是 被测试的大学生中只有 l 5 的 人 被测试的研究生中只有 7 O 的人能够得 出正确的 答案 对各种答案 的分析表 明 依赖于机械地套用公 式解题是很普遍的现象 其 中缺乏对简单 的电路构造 一 个概念模型的能力是学生不能得到正确答案 的一 个重要原因 为了指导教师用探究性的方法进行 电路 的教学 该行动研究小组的教师参与 了一个 构筑电路的定 性 模型的过程 教师们可以运用这个模型来预见和解 释 由电池和灯泡构成的简单 电路的行为 在这个模型中 不需要运用太多的数学 但需要做出定性 的推理 首先 由教师指导学生通过一系列活动和提 问进 行观察 这样的观察是他们构筑模型的基础 一开始 先由学生尝试用一节 电池和一段导线使一个灯泡发 光 然后 要求学生对一个全 电路的概念给 出一个可 以操作的假设定 义 然后再在电路上增加灯泡数和导 线 探究 由此产生的效应 学生们发现 他们 的观察与 他们提出的假设定义是相符的 即在全电路中有电流 存在 相 同的灯 泡 的相 对 发 光表 明 了 电流 的 相对 强度 当学生们实施进一步 的实验 时 有的是现存 的 有的是他们自己设计的 他们发现单个灯泡发光的 亮度既与电路 中的灯泡数 目有关 也与灯泡的连接方 式有关 于是学生们被引导去构 筑电阻的概念 并且 发现他们能够预料相 同灯泡构成 的电路 中电流 的行 为 有了电流和电阻的概念 学生们开始认识到在 电 流和电阻概念的基础上有必要扩充模型以导出 电压 的概念 当电路 中增加不 同电阻的灯泡 和电池 以后 学生们又感到有 必要引入附加 的概念去考虑 更复杂 电路 的行为 于是 如电功率 和能量这样 的更 复杂的 概念就 自然地被发展起来 了 通过上述演绎和归纳推 理 学生们就能构造出在任何由电阻和电池组成的电 路中电流相对强度 的一个模 型 最后 要求学生对他 们学到的内容进行总结 口头上的或书面上的 已经 证 明 类似这样 的教学探究在从小学到高 中的所有层 次上都是有效的 提出假设 检验假设 扩充假设直到 确定一个能够预见和解释一大堆现象的模 型的过程 是科学方法的核心 这样 的过程必须通过亲身的经历 才能有所理解 这个行动研究小组发现 在这样的探究性学习过 程 中 虽然教师在物理方面的准备工作并没有在通常 标准课程要求下那么多 但是 在定性地提出问题 和 解决问题方面却取得了较好的效果 图 2 就是用于课 后测试的一个 电路 在进行 了探究性 的学 习 以后对 l O O 个学生的一次测试表明 全部学生都能在定量模 型的基础 上正 确地做 出预言并作 出说 明其 答案 是 A E B C D 由此 这个行动研究小组得 到的结论是 通 过探 究性教学的实践有助于教师确定学生可能遇到的困 难 一个既掌握了物理的主题 内容又了解学生可能遇 到的困难的物理教师将 比仅懂得物理 内容的教师可 能会取得更好 的教学效果 在科学知识上的训 练 通 过科学方法的课程 与在方法论上 的训练 通过教育 方面的课程 的分离会大大地降低这两方面应该实现 的教学价值 一个特定的教育策略的应用往往只适应 于特定的内容 在教师的教程 中应该强调深刻理解在 物理课程 中遇到的课题 教师应该用一种与他们在教 学中使用的材料相符合的方式研究每一个课题 教师 需要时间并得到指 导以进一步学 习正在发展的超 出 标准教程以外的物理学 应该使他们有机会去研究客 观物质的特性 不仅理解我们知道的知识 而且理解 我们得到这些知识所依赖 的证据和所通过 的推理途 径 在基础物理上的概念性的理解和在科学推理上 的 能力提高将会在教学上提供 比在表面上浮光掠影地 学习一点先进 的知识更为牢 固的基础 所有的教师应 该有能力进行定性和定量的推理 这样的推理是蕴藏 在概念的发展和应用下面的 对教师 的教育应该训练 他们的科学推理能力 而这样 的能力在传统的教程中 是被忽略的 尽管高中的教师表现出能解决教科书上 所有习题 但在对教师 的教程 中 重点不应该放在数 学的演算和解题的训练上 如同定量的计算是必要的 一 样 定性推理 的能力则是更关键的 在数学能力 的 成功并不是概念性发展的一个可靠的量度 4 4 结 语 物理教育教学研 究在本 质 上不 同于通常 的物理 教学工作 它 以创造性地探索未知的教育教学规律 内容 手段和方法为主要 任务 区别于主要对物理教 材上已有结论和结果加以理解消化 的教学模式 而是 用学生可接受的方式加以说明和阐述 的教学活动 一 名物理教师唯有通过这样的研究过程 才能不仅较好 地适应 当前教育教学改革 的要求 而且能发展 自己的 探索能力和创造 能力 更 好地实现 一名物理 教师从 经验型 向 科研 型 的转变 从一 般 的 教书匠 向 学科教育专家 的转变 正是在这样 的转变过程 中 教师实现了向高层次教育教学水平 的跨越 同时也推 进了物理教育教学的发展 就 事 论 理 地进行教育教学研究是未来物 上接 第 4 7页 反思成功之举 失败之处 智慧之光 学生之见 三是 在实践中反思 如在反思活动 中训练反思 在反思训 练中提高教学监控能力 四是在学 习中反思 如在理 论学习 向专家学习 同行 学生及 家长学习中反思 自 己的教学行为 3 2 提 高教 学评价与监控能力 评价要以促进学生的发展为为本 实现评价多元 化 教学评价 的内容包括对学生课前预习 课堂掌握 情况 日常学习过程 中遇到 问题 的 自我检查 与监控 也包括 日常对学生学习行 为的评价 以及试题筛选与 命题能力 教学监控包括 监控 自我的教学理念 教学 思路和情感 意志等心理状 态 监控 自我确定 教学 目 标 过程 内容 教学策略 考试反馈等操作过程 监控 学生的学习动机 态度兴趣 习惯和学习成效 在教学 的过程中 教师要善 于应用 评价 杠杆 不失 时机 的 对学生的进步和成长给予肯定 3 3 善 于学习 要给学生一滴水 教师要有一捅水 当前 教师 最大的问题是缺乏学习 甚至是不学习 事实上 教师 不重视学习的原因不是 没时间 而是没有欲求 没 有渴望 没有习惯 教师应懂得学 习是 自身修养和 自 一 趁 理教育研究的一个发展方 向 这里的 事 就是实际存 在的问题 理 就是对实际问题做出必要 的理论分析 和说明 这样 的研究可以对实 际问题进行理论上 的总 结和提升 为解决实际问题指 出方 向和途径 在这样 的教育过程 中 理论研究和实际研究互相融合 取长 补短 从而将使教育教学研究走近学科教师 成为他 们提高 自己教育教学水平的有力武器 这样 的研究方 法重在从实际问题 出发 以解决实际问题 为归宿 因 此 在很多教育文献上就被称为 行动研究法 以突 出在行