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基于情境學習理論的生態(tài)化物理教學初探論文
摘要：從生態(tài)化視角分析中學物理教學系統(tǒng)中存在的“失衡”問題以及基礎(chǔ)教育課程改革理念中蘊涵的生態(tài)化取向。依據(jù)生態(tài)化取向的有效教學以及情境學習理論，提出了“生態(tài)化物理教學”的概念，并對基于該概念的教學過程設(shè)計的基本特征進行了初步探討。
關(guān)鍵詞：情境學習理論；生態(tài)化物理教學；教學過程設(shè)計
“生態(tài)化”概念已用于教育領(lǐng)域。國內(nèi)有學者預測：“未來教育將呈現(xiàn)出生態(tài)化的發(fā)展趨勢，很可能這是教育發(fā)展的一個新時代，即教育生態(tài)化時代。”［1］“教育生態(tài)化”有兩層含義，一是作為一種思維方式，從教育系統(tǒng)及其外部環(huán)境的整體性、平衡性、和諧統(tǒng)一性、聯(lián)系性、動態(tài)性、共生性及開放性等角度思考教育問題；二是作為一種理想、目標和價值取向，希望教育系統(tǒng)及其外部環(huán)境趨向或達到“最優(yōu)”“高效”與“和諧發(fā)展”的狀態(tài)。這種生態(tài)觀為我們思考中學物理教學系統(tǒng)中存在的問題提供了新的視角，以此審視目前的中學物理教學實踐，就會發(fā)現(xiàn)該微觀生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)外諸多要素之間存在不協(xié)調(diào)或“失衡”問題。新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的生態(tài)化取向和情境學習理論為我們解決這些問題指出了方向，提供了理論依據(jù)。
一、中學物理教學存在的“失衡”問題分析
在全國16個省市自治區(qū)進行的一項關(guān)于“普通高中課程滿意度調(diào)研”的結(jié)果顯示，包括教師與學生在內(nèi)的社會各界人士對“高中生的社會適應(yīng)能力”的滿意率不足20%，在各項調(diào)查指標中是最低的，這說明目前的中學課程在促進知識遷移方面存在嚴重問題。［2］從生態(tài)化視角來審視目前的中學物理教學，發(fā)現(xiàn)學生在學校教育中所獲得的物理學業(yè)智能與現(xiàn)實生活與社會所需要的實踐智能不一致的原因，在于物理教學系統(tǒng)中諸方面的“失衡”。
第一，教學情境與真實情境失衡。物理概念與規(guī)律不是憑空產(chǎn)生的，它們的建立和發(fā)現(xiàn)都有堅實的實驗基礎(chǔ)。實驗可以為學習提供真實情境，而一些教師常常以講實驗、計算機虛擬實驗代替做真實實驗，這種很大程度上脫離真實情境并簡化了的知識，促進的是刻板的、未完成的、膚淺的理解。
第二，實驗情境與生活情境失衡。實驗室資源提供的學習場景是簡約的、科學規(guī)范的，缺乏現(xiàn)實生活的情境特征，具有一定的封閉性，學生所掌握的是一些高度概括的理論原則，所形成的能力難以指向特定的具體領(lǐng)域的活動。而現(xiàn)實生活中的學習活動則表現(xiàn)為在與情境中的物體、事件的直接作用中進行思維，具有開放性和交互性。
第三，個別化學習與共享認知失衡。學校的物理學習更多的是個別化的過程，鼓勵學生自己完成學習任務(wù)。而現(xiàn)實生活中，工作、學習等活動主要是通過共享認知來完成，即在社會情境中，通過合作、與他人相互作用等方式來實現(xiàn)。
第四，解決實際問題與技能訓練失衡。學校的物理教學深受行為主義學習觀的影響，教師追求良好的實驗條件，單一訓練學生反復操練應(yīng)考必備的實驗技能；而解決實際問題更多涉及的是合理、靈活有效地使用各種資源與工具。
第五，教學目標與評價失衡。各種考試的重點是對學生掌握物理知識和技能的情況進行量化考察和檢測，而不是從教學目標出發(fā)整體考察學生全面發(fā)展狀況。
除了上述五種主要的失衡現(xiàn)象之外，還存在知識學習與社會實踐失衡、科學教育與人文教育失衡等現(xiàn)象�？傊�，物理教學深受“考試文化”的影響，高度關(guān)注一般的、抽象的知識與能力的培養(yǎng)及量化評價，脫離現(xiàn)實生活情境，忽視知識與認知技能的獲得對相關(guān)情境的高度依賴性，其結(jié)果不僅導致學生知識遷移與社會適應(yīng)能力的缺失，而且嚴重制約了學生的全面發(fā)展。
二、基礎(chǔ)教育新課程的生態(tài)化取向
針對“考試文化”在教育文化中占據(jù)主導地位，使“我國教育從幼兒園到高中全面異化”的背景，［2］基礎(chǔ)教育課程改革明確提出“把每一個學生發(fā)展的獨特性置于核心”“使每一所學校成功，使每一位學生成功”的基本理念，以及“從生活走向物理、從物理走向社會”的物理課程理念，充分體現(xiàn)了新課程發(fā)展的整體性、和諧統(tǒng)一性、聯(lián)系性與開放性等生態(tài)化取向。其生態(tài)化特征具體表現(xiàn)在以下五方面。
第一，在課程理念方面，新課程“倡導全面、和諧發(fā)展的教育”，［3］確立了適應(yīng)人的發(fā)展的整體觀念、民主平等原則、尊重差異的思想以及動態(tài)發(fā)展的觀點，力圖通過整合課程及課程的“模塊化”，提供滿足學生需要的、可供學生選擇的課程組合。
第二，在課程目標方面，新課程強調(diào)人的自然性、社會性和自主性的和諧健康發(fā)展，注重一致性與差異性、科學素養(yǎng)與人文素養(yǎng)、學科課程與綜合課程、個體需要與社會需要的和諧與統(tǒng)一，著眼于學生的社會化與全面發(fā)展。
第三，在課程內(nèi)容方面，新課程致力于突破學科本位的束縛，加強了課程內(nèi)容與學生生活、現(xiàn)代社會與科技發(fā)展的聯(lián)系，主張自然科學課程與人文科學課程的整合，把科學、藝術(shù)和社會規(guī)范融入人的生活、成長過程之中，使學生個體經(jīng)驗、體驗以及他們自己的特殊文化世界與學校課程建立應(yīng)有的聯(lián)系。
第四，在課程實施方面，新課程強調(diào)了教育者與學習者雙方在教學過程中應(yīng)積極互動、共同發(fā)展，注重培養(yǎng)學生的獨立性和自主性，建立民主、平等、共生的新型師生關(guān)系，通過在體驗性、探索性的框架下進行自主性、合作性與創(chuàng)新性學習，使每個學生都得到充分發(fā)展。
第五，在課程評價方面，新課程倡導多元評價，以評價促進學生的全面發(fā)展。
三、有效教學的生態(tài)化取向與情境學習理論的基本觀點
20世紀80年代末至90年代初，在認知科學、生態(tài)學、人類學與社會學等影響下，針對學校教育脫離實際、導致學生問題解決能力欠缺、社會化延遲等現(xiàn)狀，有效教學的價值取向逐漸發(fā)生變化，“從為行為結(jié)果而教學的教師中心取向到為認知建構(gòu)而教學的學生中介取向，再發(fā)展到為情境性認知而教學的生態(tài)化取向”。［4］
情境學習理論強調(diào)，有效的教學應(yīng)該統(tǒng)籌考慮教育者、學習者、教學內(nèi)容、物理環(huán)境與社會環(huán)境等各個要素，將學生的學習與發(fā)展置于開放性的、與外界不斷互動的生態(tài)化的系統(tǒng)中來考慮。認為“學習的實質(zhì)是個體參與實踐并與他人、環(huán)境等相互作用的過程，是形成參與實踐活動的能力、提高社會化水平的過程”。［5］因此，一是主張創(chuàng)設(shè)有助于學生探究、互動和社會化的實踐環(huán)境，使學生主動地參與討論、猜測、探究、解釋、評價等活動，形成自己對問題的觀點與解決方法，建立社會化的交往方式，而不只是關(guān)注答案是否正確。二是主張?zhí)峁┌顒訁⑴c方式和現(xiàn)實問題的開放式課程，要求以現(xiàn)實生活中的復雜問題作為課程的主要內(nèi)容成分，同時課程內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學生的學習活動都要在真實的或接近真實的問題情境中進行。三是主張對學生的探究和參與實踐活動的能力進行整體評價，不是簡單地僅僅對認知能力進行評價，既要評價每個學生的表現(xiàn)，也要評價整個團隊的表現(xiàn)。此外，非常強調(diào)學生作為評價的主體參與評價，認為學生不只是一個被評價者，也要參與對自己、對他人、對團體的有意義的評價過程中來，進而培養(yǎng)其準確的判斷力和責任感，強化對團隊作出自己一份貢獻的自覺意識。
“生態(tài)化取向的有效教學主要以學習的情境理論為基礎(chǔ)，該理論強調(diào)個體與其所依存的物理和社會情境的相互作用，認為情境是整個學習中的重要而有意義的組成部分�！保�4］有效教學的生態(tài)化取向?qū)ξ锢斫虒W的改革與發(fā)展無疑具有啟示作用，其整體、聯(lián)系、協(xié)調(diào)與開放的生態(tài)化教學觀對解決物理教學中的諸多失衡問題具有重要的理論指導意義。因此，筆者提出“生態(tài)化物理教學”的概念，其核心思想是促進物理教學走向真實生活世界，走向現(xiàn)實生態(tài)環(huán)境，溝通物理學習與生活世界之間的聯(lián)系，溝通學生在校學習與社會學習之間的聯(lián)系，使物理教學系統(tǒng)的諸要素之間達到生態(tài)平衡，以實現(xiàn)教學過程的最優(yōu)化，讓學生的精神生活和生命體驗成為物理課程文化的重要成分，使物理教學的三維目標真正落在實處。
四、生態(tài)化物理教學的概念與特征
生態(tài)化物理教學，是指教師整體協(xié)調(diào)與組織教學系統(tǒng)內(nèi)外諸多要素，主動開發(fā)潛在資源，充分利用創(chuàng)生資源，營造對學習者有意義的真實情境，組織有利于發(fā)展學習者主體性、獨特性和社會性的活動，將學習者的學習與個體發(fā)展置于開放性的與其他成員、物理環(huán)境和社會環(huán)境不斷互動的系統(tǒng)之中，從而促進學習者有效達成物理教學目標的過程。
其中，“潛在資源”主要指現(xiàn)實環(huán)境中存在的外顯功能或價值不直接指向物理教學、賦予意義之后容易開發(fā)的各種形態(tài)的資源，既包括故事、現(xiàn)實問題、生活常識、科技成果與自然現(xiàn)象等素材性資源，也包括身邊材料、各類器具等人工制品，還包括交通、通信、網(wǎng)絡(luò)等公共設(shè)施以及生命體等；“創(chuàng)生資源”一方面指教師、學生或?qū)＜腋鶕?jù)“潛在資源”的特點或?qū)傩�，按照教學活動要求自行設(shè)計構(gòu)造的有意圖或顯現(xiàn)智慧的課程資源，例如，教師設(shè)計的真實問題或任務(wù)，自制的各類實驗器具、學習器具，學生自制的小作品，人體參與的體驗感知活動及物理游戲等，另一方面指教師與學生在與環(huán)境互動中生成的經(jīng)驗、問題、困惑、理解、智慧、意愿、情感、態(tài)度、價值觀等素材性資源。
生態(tài)化物理教學具有以下特征。
�。ㄒ唬┱w—協(xié)調(diào)—統(tǒng)一性
生態(tài)化物理教學強調(diào)教學系統(tǒng)是教師、學習者、教學內(nèi)容、教學活動、教學資源、物理環(huán)境與社會環(huán)境等諸要素有效互動的一個統(tǒng)一體，注重教學內(nèi)容與學生生活經(jīng)驗的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，個別化的學習過程與合作共享認知的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，學術(shù)性認知與日常生活認知的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，一致性與差異性的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，理性與非理性的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，對學生獲得知識技能的量化評價與整體評價的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，個體需要與社會需要的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，等等。總之，通過整體協(xié)調(diào)教學系統(tǒng)各個要素之間的關(guān)系，最終實現(xiàn)學生的健康發(fā)展。
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“很明顯，技能和內(nèi)容必須呈現(xiàn)在一個學習者熟知的情境之中�！保�6］生態(tài)化物理教學強調(diào)發(fā)揮各類教學資源的優(yōu)勢，特別重視“潛在資源”與“創(chuàng)生資源”的開發(fā)與利用，使其成為真實情境與活動的有力支撐。這類課程資源的本質(zhì)特征是“熟悉性”，因為學生對情境熟悉，才會感覺到它的真實性，才會與學生原有的經(jīng)驗和體驗建立聯(lián)系。生態(tài)化物理教學主張選擇或盡量選擇學生熟悉的現(xiàn)實生活、社會或自然中存在的“事”和“物”來使教學內(nèi)容問題化、任務(wù)化，這種問題或任務(wù)由于具有真實性而使學生感到對自己有意義，進而產(chǎn)生學習和探究的欲望而引起活動。更為重要的是，利用這類熟悉性資源展開的學習活動，會促進學生產(chǎn)生獨特的觀點或不一致的理解，學生的學習隨情境的變化作出反應(yīng)并影響著他們自身對問題的解決，經(jīng)驗、問題、智慧以及困惑等素材性資源會由此動態(tài)生成，為學習者自主探究、體驗、交流、反思與共享認知提供機會。
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生態(tài)化物理教學體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會的新課程理念。強調(diào)物理教學要與學生的生活世界建立聯(lián)系，尋求自然、社會和學生發(fā)展在物理教學中的有機統(tǒng)一；注重個體間積極的互動、個體與環(huán)境和社會之間積極的互動；不把學校作為學習的唯一場所，不把教師看成學生唯一的指導者或先知者，重視學生之間的相互學習和指導，教師以外的其他支持人員包括資料管理人員、實驗室技術(shù)人員或維修人員、社會的從業(yè)者以及家長等，同樣是重要的課程資源，將學生的學習置于開放的、與外界不斷互動的生態(tài)化系統(tǒng)之中。
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生態(tài)化物理教學注重學生的主體性，關(guān)注學生的差異性，追求每一個學生潛能的最大發(fā)揮和最佳發(fā)展。強調(diào)發(fā)揮師生的主觀能動性、積極性和創(chuàng)造性，高度重視學生在開發(fā)教學資源中的主體作用，重視資源開發(fā)及生成過程的潛在教學功能，努力實現(xiàn)資源開發(fā)與教學活動的和諧與統(tǒng)一。通過教師組織、師生共同參與開發(fā)和利用潛在資源與創(chuàng)生資源的活動，使學生的個體經(jīng)驗與教學情境實現(xiàn)最佳耦 合，促進學生實現(xiàn)自主的意義建構(gòu)，生成具有個體特征的知識結(jié)構(gòu)和參與實踐活動的能力，提高社會化水平。同時注重對學生的學習進行多元評價并使學生成為評價的主體。
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生態(tài)化物理教學是有效教學理念在物理教學中的體現(xiàn)，致力于給每個學生提供公平的參與機會，使學生主動獲取知識、靈活運用知識、有效提高遷移能力和社會適應(yīng)能力，反對“考試文化”和“應(yīng)試”教育的價值觀。衡量教學的實效性不是以片面追求升學率為出發(fā)點，而是把每一個學生發(fā)展的獨特性置于核心地位。生態(tài)化物理教學倡導積極開發(fā)利用富有現(xiàn)實性、生活性、動態(tài)生成性和廣泛性的資源，努力實現(xiàn)物理學科教育的均等性和公平性。這種教學理念對于教學設(shè)施不足、條件較差的學校具有特別的現(xiàn)實意義，可以通過多渠道開發(fā)和充分利用學校所在地域或社區(qū)的自然生態(tài)和文化生態(tài)方面的資源，彌補學校教學資源的不足，有效開展物理教學。
五、生態(tài)化物理教學過程設(shè)計的基本特征
基于情境學習理論的生態(tài)化物理教學過程設(shè)計，以物理環(huán)境和社會環(huán)境為背景，從整體、平衡、和諧統(tǒng)一、聯(lián)系、動態(tài)及開放的視角，組織安排教學系統(tǒng)中的各個要素，注重以真實問題或任務(wù)情境營造學生熟悉的學習環(huán)境，以多種方式組織學習活動。它要求教師根據(jù)課程總目標要求和學科知識特點來設(shè)計學習內(nèi)容，均衡考慮和依托各類資源的支持，設(shè)計真實的問題或任務(wù)情境，進而展開與知識類型相符合的多樣化學習活動；從認知、動作技能、情感和社會化四個維度制訂學習目標并對學習結(jié)果進行整體評價�？傮w而言，生態(tài)化教學觀要求從整體和過程考察各種教學形式是否均衡，強調(diào)教學系統(tǒng)中諸多要素的影響作用。在學習內(nèi)容、學習活動以及學習支持上突出以下基本特征。
�。ㄒ唬┨峁┠芊从澄锢碇R來源和實際運用方式的真實情境和活動
生態(tài)化物理教學在內(nèi)容設(shè)計上要求把“學校物理”與實際生活緊密聯(lián)系起來，在利用好學校條件資源的基礎(chǔ)上，篩選現(xiàn)實環(huán)境中可利用的、與教學內(nèi)容關(guān)聯(lián)的“潛在資源”以及“創(chuàng)生資源”來創(chuàng)設(shè)真實或接近真實的物理學習情境，使學習情境問題化、任務(wù)化，讓學生感到面臨的問題和任務(wù)對自己有意義，從而真正體驗建立物理概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程。真實情境創(chuàng)設(shè)的手段與形式是多樣化的，應(yīng)該體現(xiàn)在各種類型的物理學習活動之中，可以從教室、實驗室及學校延伸到室外、家庭、社區(qū)等場所，“熟悉性”及“復雜性”是其基本特征。任務(wù)的“復雜性”是相對學生而言的，是指具有一定難度但又可通過努力解決的真實問題。學生在完成真實任務(wù)的過程中，能夠提出自己的經(jīng)驗性觀念或看法，處理來自不同觀點的信息和反饋意見，或通過協(xié)作表達不同的觀點，從而獲得解決實際問題的技能與知識。教師要為學習者提供專家的解決方案或思路、專家（熟手）的演示，使學生有機會觀摩正在工作的有經(jīng)驗者的真實活動，通過與不同學業(yè)水平的其他同學、有經(jīng)驗的人或?qū)＜疫M行互動、交流和分享來進行物理學習，在交互過程中進行觀察和實踐并逐步習得物理學家的思考方式和模型化過程。
�。ǘ┲С趾献鹘�(gòu)、反思與清晰表述，以便形成抽象與清晰的物理知識
生態(tài)化物理教學在活動設(shè)計上要求將物理學習過程與生活中的“潛在資源”與資源創(chuàng)生結(jié)合起來，組織多種形式的協(xié)作學習活動，使學習者共同擔負學習責任，協(xié)作完成某項給定的物理學習任務(wù)并促進反思。反思是一種重要的學習策略，它可以幫助學生思考物理學習本身及其過程。比如初中生在完成“鑒別戒指是否是純金（或純銀）的”真實任務(wù)過程中，需要借助預測、假設(shè)、方案設(shè)計和實驗，選取身邊易得的實驗資源，產(chǎn)生初步的解決方案并實施，同時，學生還要不斷反省所采用的實驗方案和器材，探尋更巧妙的解決方法，修正錯誤的理解，逐步形成科學的思維能力和實踐能力。
生態(tài)化物理教學主張為學生提供大量的實際操作活動，使學生在“做”的過程中發(fā)生內(nèi)隱學習并獲得大量的緘默知識�！皟�(nèi)隱學習的一大特征是，學習的效果往往需要大量的實際操作或活動才能體現(xiàn)。由于內(nèi)隱學習得到的就是不可言表的緘默知識，自然直接通過講授和旁觀是很難達到很好效果的�！保�7］在重視學生對緘默知識獲得的同時還要重視將其轉(zhuǎn)化為明確知識，用詞語說明和闡釋其對所學物理知識建構(gòu)的意義的理解。生態(tài)化物理教學環(huán)境中的學習活動，提倡個人和同組學生一起完成任務(wù)，便于學生在討論問題或辯論問題的過程中，通過語言或文字表述自己的觀點，與他人協(xié)商，為自己的見解辯護，從而促進他們對知識的表達能力，使緘默的知識變成清晰表述的知識。
�。ㄈ┨峁┡R界時刻的指導和支撐，注重對物理學習的整體評價
在生態(tài)化物理教學提供的復雜情境中，教師的角色應(yīng)該是學生學習資源的設(shè)計者、準備者、創(chuàng)生者和學生自主協(xié)作學習的引導者。注重為學習者提供體驗自己的決策過程和解決物理問題的策略的機會，要求教師選擇“暗示”“建議”等適當方式指導和幫助學生，而不能包辦代替，“在學生需要時所提供的暗示性輔導與建議要勝于明確的輔導與建議，非指導性的要勝于指導性的”。［8］教師的幫助起到了一個支架的作用。當然，在需要的時候，也不排斥直接講授和指導性的教學。
注重通過真實的問題解決過程對學習物理的成效進行評價，評價的重點是知識與技能在特定情境中的靈活運用，而不僅僅是對知識的記憶。由于學生在實際操作性的物理學習活動中不僅獲得“紙筆型測驗”可測知的明確知識，而且通過內(nèi)隱學習獲得大量的“紙筆型測驗”不可測知的緘默知識，因此，需要通過學生的方案設(shè)計、實施與修正問題的學習活動的過程以及結(jié)果來整體測量評價學生。評價不僅是多側(cè)面的，同時還是開放的，對學習者的評價不僅來自教師，也來自其他學生或小組，還有學習者的自我評價。
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