基于刘炳昇物理教育思想的行与思

骆波

摘要：刘炳昇教授主编的苏科版初中物理教材是刘炳昇物理教育思想的集中体现。从刘教授的两次发言管窥蠡测，探寻苏科版初中物理教材两个特色栏目“综合实践活动”和“小结与评价”的实践走向和价值指向：综合实践活动的关键是架构项目学习的设计路线，小结与评价的重点是围绕“大概念”组织教学与评价活动。由此，可以较好地发展学生的核心素养。

关键词：刘炳昇物理教育思想 综合实践活动 小结与评价

在当前的教育背景下，教材是最基本的课程资源，是教师开展教学活动和学生进行学习活动的主要参考。因此，活用教材、用活教材对发展学生的学科核心素养具有重要的实践意义。刘炳昇教授的物理教育思想博大精深，是物理课程与教学论的一面旗帜，其主编的苏科版初中物理教材是其物理教育思想的集中体现。囿于能力水平，笔者仅从刘教授在两届江苏省初中物理青年教师教学基本功大赛上的发言管窥蠡测，探寻苏科版初中物理教材两个特色栏目“综合实践活动”和“小结与评价”的实践走向和价值指向，分享自己有关刘炳昇物理教育思想的所学、所行与所思。

一、“综合实践活动”：在项目学习中发展核心素养

2013年11月24日-27日，首届江苏省初中物理青年教师教学基本功大赛在淮安市开明中学举行。其中，实验设计与操作技能比赛的主题源自苏科版初中物理教材中的“自制密度计”综合实践活动。

（一）所学：综合实践活动的课程意义

在物理教材中，设置“综合实践活动”，意在突破初中物理教学中存在的如下局限：首先，我国的科学课程基本上是分科教学，学科间的综合以及科学、技术、社会间的综合学习较弱，学生综合意识和能力的培养受到一定的限制;其次，我国的科学课程比较强调学科知识的逻辑体系，科学探究学习多围绕较小的知识点开展;再次，由于课堂时间的限制，完整过程的探究学习较少，教师的引导性较强，学生发挥自主性的余地较小。

开展物理综合实践活动的意义在于：（1）将物理与自然、生活、社会、技术、环境等联系起来，有利于对学生进行相关的综合教育。（2）开展基于物理知识和科学方法的项目学习活动，经历完整的探究和设计过程，有利于提升学生对科学探究和技术的理解和应用能力。（3）为学生的自主学习和创新提供更为广阔的空间，有利于发展学生的个性特长，增强学生的合作意识和能力。

（二）所行：架构项目学习的设计路线

不同类型的综合实践活动应采用不同的设计路线：探究性活动一般以“主题—探究—表达”的过程来设计，而技术与制作活动通常以“任务—方案—评价”的方式来组织。下面以“制作简易的密度计”为例，谈一谈探究性综合实践活动的设计路线。

1.主题与准备。

首先，梳理本次活动的主题内容及活動目标。主题内容：（1）制作一个简易的密度计;（2）检测刻度误差。活动目标：（1）理解阿基米德原理与漂浮条件;（2）会用物理原理指导制作，能说明刻度线的特点;（3）会理论分析扩大量程或提高精确程度的方法，并在实践中加以检验。

接着，引导学生分析制作原理：设密度计的横截面积为S，测出浸入水中的深度H，则漂浮时G=ρ水gSH。若漂浮在其他液体中，则浸入深度h因液体密度的改变而改变，而重力仍与浮力大小相等，即G=ρ液gSh。联立两式可得h=ρ水ρ液H，据此可以对密度计进行标度。

活动具有开放性：学生可以灵活选取器材，如吸管、筷子等，再根据实验测量或分析论证，找出更适宜的器材;可以依据测量需要，灵活设置密度计的量程、分度值等主要指标。对学生提出更高的能力要求：知识上，要综合应用浮力、密度、二力平衡等知识来分析具体问题;技能上，要具备较高的技术素养，能初步按设计制作作品，并意识到改进的重要性。

2.设计与制作。

学生讨论分析后，决定选择吸管作为主体材料，因为吸管具有形状规则、配重易调整等优点;以铝条或橡皮作为配重，便于剪裁。

主要制作过程如下：（1）取一根吸管，将一些铝条剪成小段塞入作为配重，下端用蜡封口。（2）使吸管漂浮于水中，在吸管上标出水面的位置，测量此位置到吸管下端的距离，即H。根据公式，计算出其他密度对应的浸入深度h，并在吸管相应位置标记出刻度线。

提供以下问题供学生在制作过程中交流与思考：加入配重的作用是什么？为便于计算，如何调整水中浸入深度H？标记在吸管表面的刻度易褪去，有更好的标记办法吗？旨在帮助学生体会：技术制作是在科学原理的指导下进行的;制作的过程不是“按方抓药”，需要不断思考并加以改进。

3.展示与评价。

（1）比一比：谁的密度计更精确？

用天平和量筒（或实验室密度计）测出饱和食盐水的密度，再用制作的密度计测量，看谁的测量结果更精确。

（2）议一议：刻度线有什么特点？

将制作的密度计横放在实物展台上，仔细观察，发现密度计刻度线的共同特点：上小下大、上疏下密。发现不同密度计刻度线的差异：粗且轻的密度计刻度线更密集。得到结论：要使两条刻度线之间的距离大一些，以使测量结果更精确，密度计应该细且重。

综合实践活动的评价重过程、轻结果，一般采用质性评价，动手参与实践的学生都值得鼓励。汇报展示时，要围绕主题内容设计系列问题，供学生深入思考和研究;也应尽量将学生在实践中提出的问题转化为学习资源，帮助学生意识到研究和实践是螺旋上升的动态过程，需要持续探索、不断优化。

（三）所思：指向核心素养的培养

综合实践活动的基本定位是“以初中物理知识和能力为基础，通过探究性活动或技术设计与制作活动解决生活中的实际问题，获取并整合经验”。综合实践活动中，要帮助学生形成物理知识结构化的稳定认识，如深化“物质状态变化与温度密切相关”的物质观。在探究活动的设计和实施中，学生需要创造性地解决诸多实际问题（如难以在电冰箱中测量不同浓度食盐水的凝固点，可待其凝固后取出测量熔点），提升科学探究能力;需要对收集到的数据、证据解释说明、推理论证，从而发展科学思维;还要针对现实问题提出可行的解决方案（如电冰箱的节能建议），增强科学态度与社会责任感。

二、“小结与评价”：围绕“大概念”发展核心素养

2016年11月21日-23日，第二届江苏省初中物理青年教师教学基本功大赛在扬州市梅岭中学举行。其中，课堂教学的课题有两个：“力与运动”一章和“压强与浮力”一章的“小结与评价”。

（一）所学：章节复习课要从“知识”转向“素养”

苏科版初中物理教材在每章的章末设置了“小结与评价”栏目，包含两个部分：知识梳理、反思与评价。前者重在帮助学生梳理一章的知识，并学习知识梳理的方法;后者一般通过几个问题，帮助学生认识知识的由来，理解重要的知识内涵，拓展科学视野。

在核心素养的视角下，章节复习课需要重点考虑如下问题：（1）如何指引学生学习梳理物理知识的方法，形成有序的知识结构？（2）如何帮助学生从回顾探究的过程中，领悟科学方法？（3）如何评价学生是否撼动了头脑中的前概念，是否领会了知识的得来过程，在解释现象或解决实际问题中是如何思考的？（4）如何渗透人文精神，关注物理文化的熏陶？

（二）所行：基于“大概念”的教学与评价

科学是复杂的，为了掌握这种复杂性，似乎需要一个由概念、理论和原理组成的巨大阵列。这是造成学生把科学看成由一些含义很小的、割裂的事实堆积而成的原因之一。要改变学生的这种“偏见”，把科学教育作为趋向于理解“大概念”（指可以适用于一定范围内物体和现象的概念，能够用于解释和预测较大范围自然界现象的概念）的进程是一种可行路径。下面以“物质的物理属性”一章的复习课为例，加以说明。

1.提取“大概念”。

任何对较少现象适用的概念，都可以联系到一个适用于更多现象的较大概念。比如，大小相同的铁钉与铜钉所含的物质一样多吗？怎样比较？这就要借助“质量”的概念。如何区分表面被涂成相同颜色的铁块和塑料块？一小块铁一定比一大块塑料质量大吗？于是概念进一步扩大到“密度”。还有什么方法可以鉴别不同的物质？最终概念上升为更高位的“物质的物理属性”。

因此，本章的复习课，要引导学生将相应的物理现象（问题）与对应层级的概念建立联系，揭示概念所反映的事物的共同本质。提取“大概念”的过程，就是使“物理知识”逐步迈向“物理观念”的进程。

2.发展“大概念”。

复习不是重复，而应帮助学生在领悟科学方法的过程中发展“大概念”。

比如，教师呈现一位学生在探究质量与体积的关系时所收集的数据（如表1）。

方法2：作mV图像发现，同种物质的不同物体，质量与体积成正比（在平面直角坐标系中图像为过原点的直线）;不同物质的物体，所得直线斜率不同。

引导：怎样定义一个物理量来反映物质的这种属性？

小结：可见，物体的质量与体积之比反映了组成物体的物质所特有的性质。

从上述教学过程不难发现，基于“大概念”的物理教学具有如下特征：越来越认识到，在解释现象时需要考虑多个因素，甚至是未知的因素;更多地进行定量观察，以及运用数学来提炼相互关系和加深理解;利用不能直接观察到的抽象概念来解释有关现象。

3.评价“大概念”。

评价1：我们常说城市的人口密度比乡村的大，这里所说的“密度”与物理学中的密度有何区别？试从意义、计算公式和单位三个方面阐述。

评价2：什么样的物理量可以被称为物质的物理属性？试具体说明。

在评价“大概念”的过程中，学生掌握了用物理方法认识世界的思维模式，同时，认识到：虽然物理知识会随着新的实证发现而改变，但是物理知识并不是某种舆论，科学上关于现象发生原因的解释必须获得可靠的实证支持。因此，评价“大概念”，其实质是凝练科学思维和感悟科学本质。

（三）所思：指向核心素养的单元设计

从课程的视角看，“章节”应拓展为“单元”，即按照一定目标或主题所构成的教材与学习经验模块。单元是课程单位和学习单位，单元设计强调将学习内容统整为“有囊括性的、有意义的整體”。可以说，单元设计处在“核心素养—学科素养—单元设计—课时计划”这一课程发展与教学实践链环中的中观层面，是核心素养落地的有效载体。

为使单元设计更有效地指向核心素养，要依据单元目标整合课程资源，围绕单元“大概念”统整教材内容，通过实证分析有效利用前概念开展教学，体现能力立意以便促进不同能力层次学生的发展，架构“情境—模型—图式”的表征模式，建设多元化、多层级的评价生态。

参考文献：

[1] 刘炳昇.在物理课程中设置“综合实践活动”的意义和教学建议——以“苏科版”物理教材中的综合实践活动为例[J].物理之友，2015（1）.

[2] 刘炳昇.从“物理核心素养”的视角思考物理复习教学问题[J].物理之友，2017（1）.

[3] 〔英〕温·哈伦.以大概念理念进行科学教育[M].韦钰，译.北京：科学普及出版社，2016.