高中物理整体自主导学的研究与实践

霍晓宏

一、引言

我国的高中物理课程改革走过了从“双基——基础知识、基本技能”到“三维目标——知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”的转变，新一轮的高中物理课程改革对“三维目标”进行了整合，[1]提出了以“核心素养”来统领的思想。从研究如何“教”转而研究如何“学”，从研究如何落实“双基”，到现在更多地研究如何增强“创新意识和实践能力”，高中物理教学走过了一段曲折的历程。教与学是一个不可分割的整体，知识与能力是相辅相成的。知识是能力和创新的基础，能力的大小体现在知识的运用和创新上，能力的提高是创新的必然要求。所以，教学的关键是如何使学生在学习知识的过程中培养能力，使掌握知识与培养能力之间达成有机的统一，在学会学习的同时提高学生的创新意识和实践能力。

对于高中生来说，大部分学习时间是在课堂上度过的。无论是“一生一课表”的走班式教学还是“行政班”的固定式教学，当形式确定下来之后，实质的问题还是要研究课堂教学如何引领学生的发展，只要班级授课这种教学形式存在，研究课堂教学就是一个永无休止的课题。从系统论上看，贝塔朗菲强调：“任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体功能是大于各要素功能之和的。”[2]“整体自主导学”就是这样一个系统，这个系统既对准了教师的教——导学，又对准了学生的学——自主。是学生在教师的指导下，根据自身条件和需求制定并完成具体的学习目标，实现在掌握知识的同时培养能力。

构成课堂教学的基本要素是学生、教师、教学内容和环境。学生的学习活动只有在与教师、教材、环境的相互关系中，才能够得以生成、发展。[3]激发和调动学生学习的主动性、积极性和自觉性是教学的出发点和基础；提供和创设适宜的教学条件，营造真实的学习场景，促使学生形成有效的学习，是教学的实质和核心。[4]“整体自主导学”就是在教师启发指导下，学生自主构建认知结构的过程，即学生自我认识、自我评价、自我调整、自我实现的心理组织过程。教师站在一个更高层面上发挥主导作用，有计划、有目的地促进学生主体功能的发挥，只有教师的主导作用与学生的主体地位有机结合，才能得到更好的教学效果。

二、概念界定

(一)整体

整体是指整体建构和感悟。帮助学生认识所学内容的知识结构，感悟相关内容的大意，忽略暂时不能理解的个别概念或规律。就高中物理来说，是站在学科背景下，从知识、能力、方法到学科素养、创新意识和情感态度价值观的全面架构和规划。可以以“章”或“相对完整的一部分内容”为单元，也可以打破章节的限制把学习的内容适当前移或后移，组成新的单元。变单课时教学为“单元”整体教学，在加长的学习区间中，实现学生自主进行学科知识体系、学科能力素养、思维模式、学习模式的整体建构。教师整体思考师与生、教与学的关系，既发挥教师的主导作用，又充分体现学生的主体地位。具体的措施是像读小说一样整体阅读所学内容，感知研究什么，怎样研究，研究的结论。为了增强感性认识，也可以到实验室和生活实际中观察和体会所学内容对应的物理现象，思考产生这些现象的原因，对“单元”的内容有整体的认知。

(二)自主

自主是指分散自主学习。即学习者在总体教学目标的宏观调控下，在教师的指导下，根据自身条件和需要制定并完成具体学习目标的学习模式。[5]教师的科学指导是前提条件和主导；学生是教育的主体、学习的主体；学生能动的创造性的学习是教育教学活动的中心，是教育的基本方式和途径；实现自主性发展是教育教学活动的目的，是一切教育教学活动的本质要求。[6]学生的自主学习不同于自发学习，自发学习是没有教师的指导，全凭学生的兴趣、需要行事的。自主学习则是在教师指导下展开的，这意味着学生在教师的指导下进行的能动的、有意义的创造性活动。自主学习是把学习的主动权还给学生，学生的本领是在教师引导下学生自己学会的。具体的措施是在整体建构和感悟的基础上，分课时细究各个概念和规律。每课时一般是先通过学生的自主学习，学生自主学习后有能学懂的部分，也有起疑或学不懂的部分，学生把每课时自主学习后不理解、不明白的问题拿到课堂上来，教师通过不同的方式帮助学生解决存在的问题，这样就会逐步地使学生学会学习。

(三)导学

导学是指教师指导与师生多向互动的教学方式。教师导学形式多种多样，可以先导后学也可以先学后导，其目的是解决学生自主学习中不能自行解决的问题。具体的措施是：在“单元”之初，教师从整体上导学，引导学生建立知识结构；在分课时学习过程中，导学是通过课堂上的多向互动来进行的。如学生提出问题，根据问题的难易程度，可以由教师进行讲授，也可以通过小组合作探讨解决。对于学生普遍存在的问题，教师的指导尤为重要。对于部分学生存在的个别问题，当学生讨论陷入僵局、方向偏差、语不对题或滑入歧途时，教师才给予修正，或作一些引导性的介入。[7]教师适时进行角色转换，从教全班到教小组以至教个体。疑惑和问题在课上解决了，并通过当堂巩固和练习，减轻学生课外做题的负担，把课外时间留给学生阅读、思考和观察。教师的指导是以不断提高学生自觉自主的学习意识，使学生会阅读、会思考、会观察，进而学会学习为目标的指导。

三、实践研究案例

“整体自主导学”是把课前、课上、课后有机地结合在一起的，学中有导，导中有学。课前阅读是实施“自主学习”的基础，是学生自主学习的重要空间；课上活动是在阅读的基础上，课堂中学生与学生、学生与教师之间进行协商、讨论、合作，以便逐步地理解那些学生独自不能解决的问题并巩固学习成果；课后又成为下一节课的课前，可以是旧内容的巩固提高，也可以是新内容的自主学习。下面以高中物理必修1第一章“运动的描述”和第二章“匀变速直线运动的研究”为例做一说明。

(一)整体建构

高中物理必修1前两章教材内容编排为：

第一章 运动的描述

1．质点、参考系和坐标系

2．时间和位移

3．运动快慢的描述——速度

4．实验：用打点计时器测速度

5．速度变化快慢的描述——加速度

第二章 匀变速直线运动的研究

1．实验：探究小车速度随时间变化的规律

2．匀变速直线运动的速度与时间的关系

3．匀变速直线运动的位移与时间的关系

4．匀变速直线运动的位移与速度的关系

5．自由落体运动

6．伽利略对自由落体运动的研究

通过对两章教材内容的分析，结合学生认识自然现象的一般规律，再考虑到初高中的衔接，对教材内容进行适当的编排，把教材内容构建为五个部分，即物理量、实验、规律、应用、方法。这五个部分的架构是基于研究一种物理现象要先从现象的描述入手，从而引入相应的物理量(位移、速度、加速度等)；在感性认识(实验)的基础上研究规律(匀变速运动的规律)；在得出规律的基础上进行灵活应用(自由落体运动等)；同时渗透科学方法教育(理想化思想等)。

整体建构和感悟本“单元”的教学内容，是高一物理开学第一课即绪论课“物理学与人类文明”的课后作业。这个课后作业就是让学生像读小说一样通读一遍“单元”教材，感悟上述五部分的内容。这些内容中虽然有初中物理中学习过的，但在高中物理中会有提高；有第一次接触的概念和规律，可能看不太明白，那就忽略暂时不能理解的概念或规律，把它们放到以后分课时的研究和学习中，重点是在头脑中建立知识结构和感悟物理学的研究方法。

(二)自主学习

整体建构和感悟是一个粗线条的结构轮廓，在学生头脑中初步建立起所学内容的知识结构和研究方法。要深入地学习这些内容，就要分课时逐步学习。在这种细致的学习中，以每个学生的自主学习为前提，因为真正的学习都是学生自主完成的，任何学习活动都应该真实地发生在学生身上。教师根据分课时的不同内容，布置相应自主学习的内容和学习方式，可以是课前预习，也可以是课上阅读和自主探讨。对于不同的内容采用不同的方式，不同的方式对应不同的课后作业，以保证课后作业适量适度。分散自主学习可以采用以下几种不同的方式。

1.作业式

对于学生通过自主探讨能理解的教学重点内容，给学生一定的时间自主阅读和思考，以作业的形式要求学生独立完成。在作业反馈中一般要写明：理解的知识内容，了解的物理方法，存在的问题，对问题自主探讨的结果，需要老师帮助解决哪些问题，等等。如“速度变化快慢的描述——加速度”一节就可以采用此方式。学生通过自主学习，课上通过小组研讨的形式把自己的疑惑提出来，小组研讨后把小组不能解决的问题在全班研讨中提出来，共性问题由教师释疑和讲解。

2.检查式

虽然兴趣是高中生学习的重要动力源，但并不是每个学生都有浓厚的兴趣，适当的检查是教师督导的有效手段。检查式就是把几个有针对性的基本问题集合起来，限时独立解答。这种方法适用于阶段性检查或实验探究等内容。如“实验：探究小车速度随时间变化的规律”就可以采用此方式。把实验的操作步骤及注意事项集合为几个小题目，进入实验室后发给学生，学生独立回答正确后开始动手实验。教师巡回检查，及时指导，对实验预习完成不好的学生提出口头批评并要求和鼓励他下次做好课前预习。

3.问题式

学生在学习过程中会存在各式各样的问题，有的问题在平时的学习过程中就能解决，有的问题一时解决不了就鼓励学生把问题罗列出来，当问题相对集中时以“问题课”的方式师生共同解决。此方式一般适用于章、节复习和习题课。学生根据自身存在的问题，课上同学间交换问题，通过研讨解决问题。教师选择典型问题巡回指导，也可参与到学生中去，挖掘学生思维的闪光点。对于学生中存在的共性问题，教师要做重点讲解。如“匀变速直线运动的应用”部分，分课时都可以采用这种方式。

4.研究式

对于学有余力的学生，要鼓励他们进行适当的研究。对理论联系实际的问题和教材中的思考与讨论、说一说、做一做、科学漫步等内容可以适当拓宽。即一名学生提出研究的主题，对这个主题感兴趣的其他同学陆续加入研究。这种研究可以通过网络、课外书查询相关内容，也可以结合实际设计一些小实验。如教材中的科学漫步：“全球卫星定位系统(GPS)”就可以采用这种方式。对暂时由于基础知识达不到而现阶段研究不了的问题，鼓励学生在今后的学习中再研究。当学生的研究陷入僵局或滑入歧途时，教师要做引导性的介入。

5.开放式

对于较好理解和掌握的内容，放手由学生独立自主地解决。完成这种要求，也就达到了教师“教为不教”的境地。当然，这种方式在高中一般是用于学生初中接触过的内容或理解和掌握起来比较容易的内容上。当学生有了一定的基础，也可以适当多放开一些，不过教师要给予必要的指导。如“伽利略对自由落体运动的研究”就可以采用此方式。

6.浏览式

为减轻学生课外学习的负担，对理论性较强和难度较大的内容只要求学生浏览一下，知道大体的教学内容即可。课上以教师讲授为主，注意充分调动学生听课的积极性，注重对学生注意力和理解能力的培养。如“图象问题及临界条件分析”就可以采用此方式。[8]

分散自主学习根据教学内容的差异，还会有不同的方式方法。在尽量减轻学生课外负担的同时，应灵活多变，不断提高学习质量和效益。

(三)教师导学

教师导学的方式多种多样，关键是要结合学生实际有的放矢。不同的自主学习方式带来课上活动的不同方式，一节课可以集中解决一个问题，也可以解决若干个问题，其教学环节各不相同、丰富多样，没有固定的模式。教师从整体上导学、从疑难处导学、从思维方法上导学、从学生出现情绪波动时导学、课上导学与课下个别辅导相结合。教师课前准备充分，课上就相对轻松；学生自主学习充分，带着有一定深度的问题，课上收获就相对较大。通过获取成就感，进一步激发学生学习的兴趣和主动性。概括来说，教师的导学可以分为以下几种类型。

1.基础型导学

对于确定的“单元”，教师先从整体上导学，如上述确定的“单元”，先从现象的描述入手，从而引入相应的物理量，在实验和感性认识的基础上研究规律，在得出规律的基础上进行灵活应用同时渗透科学方法。让学生在整体浏览“单元”内容的基础上，分课时依次进行学习。在分课时学习过程中，对绝大多数学生，提出共性的基本要求，这种导学要根据学习内容的难易程度采用不同的方式。对于较简单的内容，如“时间和位移”可以先做书后练习，带着问题在课上与教师交流。对于较难理解的问题，如“追击及相遇问题”教师可以先讲授，解决学生中存在的共性问题。这些导学都是以学生“最近发展区——跳一跳能够着”为原则，这是调动他们学习积极性的有效手段。既要留给他们必要的自主空间，又要提出具体明确的要求。因为学习不单是愉快的活动，也是要付出艰辛劳动的过程。

2.提高型导学

根据因材施教的原则，对于学有余力的学生，可以指导他们适当地做一些难度较大的题目。如相对速度问题，多过程问题，临界条件分析及图象问题，追击及相遇问题，等等。指导他们阅读一些课外书籍，拓宽知识面。激励他们多动手做一些课外实验，多注意研究解决物理问题的思路和方法。也可以开展一些课题研究，鼓励他们积极参加学校开设的物理竞赛小组、物理活动小组等。这种导学要根据学生的实际情况进行，要顺其自然适可而止，最好是由学生生成，教师再答疑解惑，引导学生走向成功之路。

3.关爱型导学

鼓励是打开学生步入知识之门的钥匙，对学习确有困难的学生，教师应处处体贴爱护他们，在和他们相处中激发他们的学习热情，树立学好物理的信心。如初中对“速度”的定义是：运动物体在单位时间内通过的路程。高中对“速度”的定义是：物体的位移与发生这个位移所用时间的比值。加之要比较平均速度与瞬时速度，学生容易出现概念混淆，停留在初中的认知上，常常犯错误。其实初中“速度”的定义是平均速率的概念。教师要热心、积极地对学有困难的学生进行个别辅导、跟踪教育。辅导中要耐心不急躁，从一点一滴做起，即使是简单的错误也要耐心纠正，决不能讥讽。除教师的个别辅导外，还可以借助班集体或学习小组的力量，让学生互帮互学，互相促进。[9]

学习过程是一个“渐进—高原期—突变”的自组织过程，学生对知识的理解需要经历吸收、转化、反复的过程，不能指望一蹴而就。在教学过程中，教师导学的不可替代作用，主要表现在能对学生的学习起到缩短“高原期”的作用，这就需要教师创造性地把学科课程转换为有助于学生发展的课堂内外的学习活动。

四、实践结果分析

从2010年开始，长年在年级中进行比较，也曾进行过物理课改班与平行班的对比，搞过问卷调查、成绩分析等跟踪调查。现以天津一中2014届高一学生为例做一说明。

1.问卷调查

开学前夕，就学生初中学习情况设计了六大组共计40道题目进行问卷调查，发放试卷540份，收回有效试卷524份。其中就“教师有计划地安排学生自主学习(教师布置学习任务，学生通过阅读查找资料自主完成)”一题的统计结果为：A.有计划的占23.1%，B.偶尔的占72.3%，C.没有的占4.6%。

从调查结果看，绝大部分学生在以前的学习中接触过自主学习，虽然不系统，但也为实施“整体自主导学”奠定了一个良好的基础。

2.考试成绩(高一第一学期9个平行班比较)

3.结果分析

(1)从学生接受程度上来看，大部分学生从小学到高中，习惯了“课上听讲，课下做题”的基本学习模式，学生自主学习的意识较弱。当他们遇到困难时，往往“寄希望于老师”“寄希望于明天”，在学生中一定程度地形成了“等、靠、要”的思想。进入高中学习时，大部分学生能做物理题但不喜欢读物理书，认为读书不是作业，做题才是作业，这就需要教师的不断引导才能取得较好的效果。加之如果学生出现学习成绩的波动，学生家长也会提出质疑。因此，在实施“整体自主导学”的过程中会遇到一定的阻力，这不仅需要教师的勇气与坚持，还需要教师适时地变通，找好学校、家庭、学生的契合点，遵循低起点、小步子、渐进式的基本思路，不断引领学生学会学习。

(2)从学生学习成绩上来看，在与平行班的比较中，虽然由不同教师任教，教师的水平会影响学生的学习成绩，但从变化趋势上来看，实施“整体自主导学”的初期成效不大，甚至出现了学习成绩的下滑，能坚持一学期以上，效果就会逐渐显现出来，随着物理成绩的提高，各科的总成绩也在提高。随着实施时间的加长，学生“等、靠、要”思想逐步退化，学习的主动性、自主性和自我解决问题的意识不断增强，学习成绩也有不同程度的提高。对于大部分学生而言，学习无论采用什么方法都是一个渐进发展的过程，实施“整体自主导学”更有利于学生的长远发展。

(3)从课上情况来看，学生从初期的应付到主动的探究问题，学习的方法策略发生了明显的变化。以往学生常常问老师“这个题怎么做”“这个地方没听懂”，到后来问“这个题为什么不可以这样做”“为了比较速度变化的快慢，引入了加速度，为什么不再引入一个加加速度来比较加速度变化的快慢呢”。而且物理学习兴趣越高、成绩越好的学生越容易接受自主学习，越希望教师进行个性化指导，这些学生对其他学生也起到了一个引领作用。由此可见，通过实施“整体自主导学”，学生自主学习的意识不断增强，探究的积极性不断提高，学习的方法策略不断完善。

五、反思

1.“整体自主导学”有利于实现学生个性化的需求

学习具有不可替代性，整齐划一的方式不利于学生的自主发展。现在的高中教育，在教学上“选课走班”成为了一种趋势，基于学生的兴趣和特长，强调学生对课程的选择权无疑是一个很大的进步。当代认知学习理论倡导者认为，学习者的个性差异对学习有着重要影响，他们通常把与学习关系密切的差异分为原有的知识和技能、动机与相应的个性特征、学习风格三类，并认为这些差异对学生的不同学习方面有着不同的影响。[10]学生的选择除了自身的学习基础之外，还需要教师的引导和帮助，需要有人帮助他发现自身的“天分”。“整体自主导学”能有效地加速学生对课程的认识和选择，能适应学生未来学习的个性化需求。

2.“整体自主导学”能有效地提高教学的远期效益

学生学习是一个由低级有序到高级无序再到高级有序的过程，是螺旋式上升的。经验和知识是可以表述的，能力和智慧则潜藏在经验和知识之中，表现为学生对知识的灵活运用。教学是否能够取得远期效益关键要看学生是否学有所得、学有创造、学有后劲，是否使尽可能多的学生实现有效学习，是否能让学生在获得知识的同时提高能力。检验课堂的标准是学生的学习状态，是学生通过学习活动实现知识、能力等方面持续提升的程度。“整体自主导学”充分尊重学生的差异，使不同层次的学生在原有水平基础上进一步提高，这样的教学才能够取得远期效益。

3.建设一支高水平的教师队伍是教育教学改革的重中之重

“整体自主导学”并不意味着对学生放任自流，也不意味着对教师的要求降低了，更不意味着教师省事轻松了。相反，此时对学生学习的指导是在更高层次上进行的，教师必须在教学设计、学生心理的把握、课堂讨论气氛的控制、与学生交流技巧等方面投入更多的精力。教师应该从“满堂灌”的体力辛劳下解放出来，代之以更多的智慧投入，才能实现教学效果质的飞跃。任何形式的教学都和教师的水平有关，教师要结合学生实际，为学生营造真实的学习场景，促使学生形成有效学习。要根据教学内容，因材施教，使每个学生都能在原有水平上进一步提高。无论采用什么方法，教学效益的高低都与教师的综合素养有关，经验不足、讲不好课的教师，就是采用“整体自主导学”也很难做到收放自如，这就需要提高教师的专业素养。我们需要教育家，更需要每一位教师都是优秀的，是他们在和学生的日常接触和交流中实践着国家的教育方针。

纵观古今中外，众多教育名家对教与学的论述，仁者见仁，智者见智，各有其成功之处。我国教育先贤孔子提倡有教无类和因材施教，注重启发式教学。夸美纽斯倡导的教学法原理之一是兴趣与自发原理。布鲁纳倡导知识的发现学习，他认为发现学习不限于人类尚未发现的事物，而是指学习者通过自己独立地阅读书籍和文献资料，独立地思考而获得对学习者来说是新知识的过程。[11]对教育这种多维的复杂现象，各种理论也许都只探讨了它的一个侧面，就像物理学中光的微粒说与波动说之争，到最后统一为光具有波粒二象性一样。只要我们不断探索，就会逐渐接近理想的目标。