基于设计的物理学习研究
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一、在“五严规定”背景和“3+2”高考模式下，江苏省当前高中物理教学的现状
2008年，江苏省开始新一轮高考改革，即“3+2”高考模式。在新的高考方案中，物理作为选择学科，高考成绩不计入总分，而是以等级的形式出现，以供高校选择；同时，为了进一步规范学校办学行为，深入实施素质教育，促进基础教育又快又好的发展，江苏省教育厅结合本省教育特点和现状，提出了“五严规定”。基本思想是：严格禁止下达高（中）考升学指标；严格控制学生在校集中教学活动时间；严格执行国家课程计划；严格规范考试和招生管理；严格制止义务教育办学中的违法行为。在“3+2”高考模式和“五严规定”的双重背景之下，当前高中物理教学有两个凸显的问题：其一是物理的高考地位已明显下降，物理教学课时相对减少。其二是学生关注物理的程度有所下降。由于高考指挥棒的作用，导致大多数学生不可能在物理学科投入太多的时间和精力，物理学科的学习开始有“被边缘化”的趋势。
二、物理课堂有效教学的学习原则
据美国国家科学院对学生如何学习所做的总结指出，物理课堂有效教学至少有三条基本的、公认的学习原则对教学极其重要：第一，如果要使得教学有效，必须重视学生的先前知识。如果没有考虑其已知、已确信的东西，学习者可能无法掌握所教授的新概念和信息，他们只是为了考试而学习，而不是为了应用知识，一旦脱离课堂，他们又会恢复到原来的前概念状态。第二，如果学生要在课堂之外使用知识，那么他们需要概念化地组织与使用知识。学生不仅需要具备事实性知识的深厚基础，而且还在概念框架的情境中理解事实与观点，以多种便于检索与应用的方法组织知识。这就意味着老师必须能够组织学习材料，以帮助学生将学习材料纳入概念图之中，并且通过利用迁移到新情景中的多种方法来教授学生。第三，如果学生知道如何学习和如何管理自己的学习活动，这样学生将会更有效地学习。教师需要知道如何帮助学生对自己的理解进行自我评价，需要知道学生如何为学习选择最好的学习方法，使学生明确自己的学习目标，实现目标过程中的进展状况，让他们学会控制自己的学习。
基于江苏省当前高中物理教学的现状和物理有效教学原则，笔者结合教学实际，提出了基于设计的物理学习理念。基于设计的物理学习，其主要理念是：当学生被要求设计并制作出需要理解并应用知识的作品时，他们会更深入地学习物理知识，把被动的输入内化为主动的探索，这样的过程能起到事半功倍的效果。
物理来源于生活，更应该回归于生活、服务于生活。笔者结合中国成功发射和回收神州九号飞船这个契机，组织学生开展了一次“鸡蛋撞地球”的比赛，以期学生能把近期所学的落体运动的相关知识应用到解决实际的问题中去。比赛规则要求将一枚普通生鸡蛋由高楼上抛到水泥地面上，在蛋壳不破裂的前提下，下落高度越高即为胜者。比赛用的鸡蛋不能经物理或化学方法处理，鸡蛋及其伺服机构自行设计和准备。生活常识告诉我们，生鸡蛋从桌上掉到地上就会摔破，如何借助其它条件使鸡蛋从高处落地而不破碎呢？这就需要学生动手、动脑运用创造性的思维去解决并找到最佳方案。比赛的过程与结果完全出乎笔者的意料，学生通过这次活动，充分展示了自己应用知识的能力，各种奇思巧想层出不穷。有的同学利用降落伞，增大空气阻力，以使鸡蛋连同整个装置平稳落地；有的同学用较多的减震材料，比如泡沫、棉花、各种填充材料等，通过这些材料的缓冲作用，将鸡蛋严严实实地包裹起来，达到保护鸡蛋的目的；有的同学把整个装置制作成一个多面体，将鸡蛋用结实的绳子固定在多面体的中央，使整个鸡蛋悬空。装置落地后，不论哪个面着地，鸡蛋都不会着地，鸡蛋就完好无损了。通过这样一个“设计”性的课外活动，一方面，激发了学生学习物理的积极性；另一方面，通过思维、设计、试验、选择，在这个过程中，学生不断内化从书本所学到的物理知识，把抽象的物理概念与理论，生动形象地应用到了具体问题的解决当中，实现了学以致用的目标，大大提高了教学的效果。
新课标强调评价功能从注重甄别与选拔转向激励、反馈与调整；评价的角度从终结性转向过程性、发展性。这类基于设计的物理学习活动对帮助学生理解复杂、抽象的物理概念特别有效，并使他们能够在设计过程中很好地应用学习目标中的科学概念，在设计活动与反思他们的所学知识之间找到平衡点，这样教师就可以指导学生的学习过程。
四、教学实践反思
诚然，在“五严规定”背景和“3+2”高考模式下，当前物理教学呈现出一些新的特征。作为一线教师，更应该主动地转变教学观念，以学生终身发展为教学目标，从学生及教学的具体实际出发，探究新的课堂教学模式，突破当前物理教学的瓶颈，最大限度地优化物理课堂教学。