導(dǎo)語：物理教育對課程革新的啟示一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、我國物理教育存在生態(tài)化缺失

人們普遍認(rèn)為，我國物理教育效能低的原因在于物理教育中缺乏科學(xué)探究。因此，《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究列入內(nèi)容目標(biāo)，旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強(qiáng)調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，希望通過提高科學(xué)探究質(zhì)量來提高物理教育的效能。然而筆者則認(rèn)為，我國物理教育效能低的根本原因不在于缺乏科學(xué)探究，而在于缺乏生態(tài)性，具體表現(xiàn)為物理教育以習(xí)題為核心。對此，楊振寧認(rèn)為，“很多學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中形成一種印象，以為物理學(xué)就是一些演算。演算是物理學(xué)的一部分，但不是最重要的部分，物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的。絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源。一個人不與現(xiàn)象接觸不一定不能做重要的工作，但是容易誤入形式主義的歧途，對物理學(xué)的了解不會是切中要害的”[1]。物理學(xué)是自然科學(xué)，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源。從這個基本思想出發(fā)，筆者提出一個觀點(diǎn)———必須重新認(rèn)識習(xí)題的價值與作用。習(xí)題雖然有相應(yīng)的價值與作用，但存在著缺乏生態(tài)性的缺陷。習(xí)題是從物理現(xiàn)象中抽象而來，已經(jīng)把物理現(xiàn)象中的一些次要細(xì)節(jié)、非本質(zhì)的因素舍去，其情境是人為設(shè)置且條件控制嚴(yán)格，因而使物理教育情境的真實(shí)性受到破壞，使學(xué)生解答習(xí)題的認(rèn)知心理及行為表現(xiàn)與解決實(shí)際問題的認(rèn)知心理及行為表現(xiàn)相去甚遠(yuǎn)，這樣，直接導(dǎo)致了物理教育的低效能。習(xí)題教學(xué)的效率雖然較高，但其效益卻較低。

做習(xí)題確實(shí)能使學(xué)生在短時間內(nèi)掌握物理定理、定律和原理，但卻很難使學(xué)生理解這些定理、定律和原理的意義、精神及其價值。許多學(xué)生經(jīng)過多年苦讀，學(xué)習(xí)了大量的物理概念、規(guī)律，做了許多習(xí)題，卻不能有效地提高物理水平。他們面臨物理問題時不能迅速判斷，稍一動筆就錯誤百出；在理解物理問題的機(jī)制方面也是除了簡單的分析外，不能準(zhǔn)確表達(dá)自己的思想，不能完整地解決問題。許多人學(xué)習(xí)物理如同開中藥鋪?zhàn)樱拍?、?guī)律都被放置在柜子的小匣子里，不能形成一個有機(jī)的整體。筆者認(rèn)為，做習(xí)題只是學(xué)習(xí)物理的必要條件，在這個意義上，“學(xué)習(xí)物理，不做習(xí)題是不行的”[2]，然而，習(xí)題并不是學(xué)習(xí)物理的充分條件，從這個角度來思考，“做很多習(xí)題，只能說是訓(xùn)練獨(dú)立思考能力的一半”[3]。因此，習(xí)題只是學(xué)習(xí)物理的必要條件而非充分條件，無論做題如何“精”或怎樣“重視解題質(zhì)量”，都不能使學(xué)生學(xué)好物理學(xué)。我國物理教育以習(xí)題為核心的教育模式把學(xué)習(xí)物理的必要條件當(dāng)成了充分必要條件，這既是一個邏輯學(xué)的基本常識錯誤，又是物理教育缺乏生態(tài)化的表現(xiàn)。物理學(xué)是有“生命”的，是“有血有肉的活生生的東西，這個活生生的東西就是要和實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象、實(shí)際聯(lián)系在一起的科學(xué)”[4]，把無生命的部件拼湊起來模仿生命，效果自然可以想象。誠如楊振寧所說：“中國過去幾十年念物理的養(yǎng)成了念死書的習(xí)慣，其結(jié)果是培養(yǎng)了許多非常努力、訓(xùn)練得很好、知識非常扎實(shí)的學(xué)生，可是他們的知識是片面的，而且傾向于向死的方向走。這是很有害的。”[5]這在一定程度上說明了我國物理教育生態(tài)化缺失所造成的后果。

二、物理教育生態(tài)化理論的建構(gòu)

基于上述分析，筆者認(rèn)為，教育生態(tài)學(xué)和相互作用心理學(xué)可以為物理教育生態(tài)化理論的建構(gòu)提供有益的啟示。隨著教育研究的不斷深入，教育領(lǐng)域出現(xiàn)了一門運(yùn)用生態(tài)學(xué)方法研究教育的科學(xué)———教育生態(tài)學(xué)。教育生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)在真實(shí)、自然的情境中研究教育規(guī)律以及學(xué)生的心理活動規(guī)律，強(qiáng)調(diào)提高教育活動的可應(yīng)用性和普遍適用性，建立合理的教育生態(tài)環(huán)境，提高教育的效益，促進(jìn)人才迅速成長和發(fā)展。20世紀(jì)70年代中期以來，心理學(xué)研究中逐漸形成了一種新的思路，即相互作用心理學(xué)，其基本思想集中于行為發(fā)生過程中人與環(huán)境的多向性交互作用，并且認(rèn)為，在這種交互作用中，人和情境相互依存而非由單方面所決定。通過借鑒教育生態(tài)學(xué)和相互作用心理學(xué)的思想，筆者提出物理教育生態(tài)化的基本觀點(diǎn)：

1.物理教育活動不是孤立的，而是與物理現(xiàn)象有機(jī)聯(lián)系在一起的，處于一個復(fù)雜的關(guān)系之中；物理教育應(yīng)當(dāng)堅持“物理學(xué)的根源是物理現(xiàn)象”的基本理念。

2．物理教育活動既受自身內(nèi)部因素的影響，又受外部因素的影響；學(xué)生的物理學(xué)習(xí)是他們與環(huán)境之間多方向的、連續(xù)的交互作用的結(jié)果。

3.物理教育活動應(yīng)當(dāng)在物理生態(tài)環(huán)境與社會生態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，以揭示真實(shí)、自然條件下學(xué)生的心理活動規(guī)律與物理教育規(guī)律。

4.物理教育活動應(yīng)注重研究學(xué)生與環(huán)境之間的交互作用。在交互作用的人的方面，認(rèn)知和動機(jī)是學(xué)習(xí)的基本決定因素；在交互作用的情境方面，情境對于學(xué)生的物理學(xué)習(xí)是重要的決定因素。

5.物理教育活動應(yīng)注重研究學(xué)生在與環(huán)境相互作用的過程中的主動性。應(yīng)當(dāng)指出的是，物理教育生態(tài)化理論并不局限于教育生態(tài)學(xué)強(qiáng)調(diào)的情境，而是以生態(tài)學(xué)思想為指導(dǎo)，把物理現(xiàn)象以一種有別于習(xí)題的形式呈現(xiàn)，主張把習(xí)題的嚴(yán)格性移植到自然、真實(shí)的物理環(huán)境中，并在其中揭示物理教育活動的因果關(guān)系。這種形式既不同于習(xí)題強(qiáng)調(diào)推導(dǎo)、演算而忽視生態(tài)性的特點(diǎn)，又不同于研究性學(xué)習(xí)為探究而犧牲知識傳授效率的特點(diǎn)。它強(qiáng)調(diào)給定的情境雖然是原始的，但問題本身在一定程度上又是嚴(yán)格的。也就是說，它要求提高物理教育的外部效度，而又無須以降低內(nèi)部效度為代價，這種形式稱為原始物理問題。因此，原始物理問題教學(xué)就使物理教育生態(tài)化理論轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)成為可能。所謂原始物理問題，是指在自然界及社會生活、生產(chǎn)中客觀存在且未被加工的物理現(xiàn)象和事實(shí)。其表述形式是對物理現(xiàn)象的描述，基本上采用文字?jǐn)⑹龅姆绞匠尸F(xiàn)物理現(xiàn)象。與習(xí)題不同的是，它沒有給定已知量和未知量，需要學(xué)生根據(jù)需要去設(shè)置，而習(xí)題則是把物理現(xiàn)象和事實(shí)經(jīng)過一定程度的抽象后加工出來的練習(xí)作業(yè)，兩者的關(guān)系如圖1所示。由于歷史的原因，我國物理教育中傳統(tǒng)習(xí)題教學(xué)往往注重圖1的第三個過程（演算），而缺少第一個過程（描述）和第二個過程（抽象），對物理現(xiàn)象和物理事實(shí)把握不夠，致使很多學(xué)生只知道根據(jù)已知條件去解題，遇到實(shí)際問題則常常束手無策。

長期以來，我國物理教育始終存在缺乏生態(tài)化的問題，并因此存在把“習(xí)題”誤為“問題”的傾向，這種情況到目前基本沒有改變。如，普通高中《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出：“一個好的習(xí)題，就是一個科學(xué)問題”[6]，這顯然混淆了習(xí)題與問題。如圖1所示，原始物理問題解決是從物理現(xiàn)象出發(fā)直至得出結(jié)論，是一個完整的思維訓(xùn)練過程；而習(xí)題解答則是從模型出發(fā)直至得到答案，是一個不完整的思維訓(xùn)練過程。習(xí)題教學(xué)這種“掐頭去尾燒中段”的訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生失去對物理世界的真實(shí)感受，并最終失去注重實(shí)踐的科學(xué)精神。教育心理學(xué)的研究指出，教育與實(shí)際情境的相似性，是教育效果的關(guān)鍵因素。而且這種相似性越高，教育結(jié)果的可應(yīng)用性也越高。甚至教學(xué)所采用的方式，也應(yīng)該盡可能接近教育結(jié)果所要應(yīng)用的實(shí)際情況，這樣才能在更大程度上提高教育的效能。顯而易見，在物理教育中強(qiáng)調(diào)生態(tài)化有著重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。在物理教育中強(qiáng)調(diào)生態(tài)化不僅符合教育生態(tài)學(xué)和相互作用心理學(xué)理論，而且符合自組織理論的思想?，F(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，人的思維生理基礎(chǔ)是人的大腦。人腦不僅是一個生物系統(tǒng)，同時又是一個自組織系統(tǒng)。自組織理論指出，一個開放系統(tǒng)，在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的條件下可以由混沌向有序方向轉(zhuǎn)化；有序的組織可能通過一個“自組織”過程從無序和混沌中“自發(fā)”地產(chǎn)生出來；自組織的顯著特點(diǎn)是它通過突變過程完成，這個突變發(fā)生在事物由低級到高級階段之間的“分叉點(diǎn)”上；在發(fā)生突變之前，系統(tǒng)通過正反饋與外界交換物質(zhì)、能量和信息，使有序狀態(tài)參量不斷增強(qiáng)，超過臨界值后系統(tǒng)便進(jìn)入高一級階段。研究表明，在物理教育中進(jìn)行生態(tài)化教育，可以較好地創(chuàng)設(shè)使學(xué)生的大腦從混沌向有序方向轉(zhuǎn)化的條件，因此，物理教育生態(tài)化具有重要的教育功能。

三、物理教育生態(tài)化的教育功能

首先，物理教育生態(tài)化有助于改變目前物理教育的低效能狀況。為了改變物理教育低效能的狀況，筆者主張，物理教育應(yīng)當(dāng)走出單一習(xí)題教學(xué)的束縛，在真實(shí)的情境中研究學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，重視學(xué)生與物理現(xiàn)象的多向性交互作用，以保證物理教育具有較高的生態(tài)學(xué)效度和較高的應(yīng)用價值。原始物理問題由于將習(xí)題的嚴(yán)格控制應(yīng)用于物理現(xiàn)象之中，并且經(jīng)過抽象之后可以成為習(xí)題，就使得它在一定程度上具備高效完成間接經(jīng)驗(yàn)知識內(nèi)化的功能，從而將內(nèi)部效度與外部效度較好地統(tǒng)一起來。當(dāng)然，還應(yīng)當(dāng)指出，強(qiáng)調(diào)原始物理問題教學(xué)并不完全排斥習(xí)題教學(xué)，否定習(xí)題的價值，而是主張在保留習(xí)題教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的同時，克服其不足，并通過兩者的結(jié)合達(dá)到提高物理教育效能的目的。

其次，物理教育生態(tài)化有助于更好地實(shí)現(xiàn)物理課程目標(biāo)。新一輪物理課程改革提出提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的課程理念，并把知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀作為課程目標(biāo)，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的重要方式是科學(xué)探究?？茖W(xué)探究教學(xué)方式主要基于杜威的教育理論，因此，這是一種“從做中學(xué)”的教學(xué)理論，在“做”中驗(yàn)證所獲經(jīng)驗(yàn)的有效性。自20世紀(jì)50年代以來，杜威的教學(xué)理論已被美國教育界視作導(dǎo)致教育質(zhì)量下降的重要根源。這是因?yàn)?，杜威的理論并未處理好獲取知識與發(fā)展能力的關(guān)系，他將知識的獲得從屬于探究的過程。但系統(tǒng)知識的存在形式是邏輯的，其根本特性是具有很強(qiáng)的概括力和包容性，并非所有的系統(tǒng)知識都可以通過探究而獲得。因此，怎樣才能獲得系統(tǒng)知識，在杜威的理論中始終是一個懸而未決的問題。即使是杜威自己也承認(rèn)，按照他的要求來解決教材和課程問題“是非常困難的，我們并沒有解決好；這個問題到現(xiàn)在還沒有解決，而且永遠(yuǎn)不可能徹底解決”[7]。這應(yīng)當(dāng)引起我們深入思考。筆者認(rèn)為，把原始物理問題教學(xué)作為實(shí)現(xiàn)物理課程目標(biāo)的途徑是一個更好的方式。因?yàn)?，原始物理問題教學(xué)的創(chuàng)新在于，它尋找到了物理教育的起點(diǎn)———物理現(xiàn)象，并把物理教育的重心從習(xí)題前移至原始物理問題，從而使學(xué)生與物理現(xiàn)象相接觸。從廣義上說，物理概念、物理規(guī)律的得出都可以看作是原始物理問題解決。原始物理問題解決包括問題定向、現(xiàn)象抽象、變量定義、圖像描繪、運(yùn)用規(guī)律、采用方法、數(shù)學(xué)運(yùn)算等過程[8]，這一過程與《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的科學(xué)探究七個要素（提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計劃與設(shè)計實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與搜集證據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作）相比，更符合物理教育的規(guī)律。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)探究的七個“要素”實(shí)際上是步驟而非“要素”。因?yàn)橐厥强茖W(xué)探究過程中相互獨(dú)立的變量并且不存在先后順序，而步驟則不是相互獨(dú)立的變量且存在先后順序。因此，把科學(xué)探究步驟作為科學(xué)探究要素寫入課程標(biāo)準(zhǔn)中，不僅在理論上有“指鹿為馬”的嫌疑，而且在實(shí)踐上模糊了科學(xué)探究的方向。正是在這個意義上，筆者認(rèn)為，原始物理問題教學(xué)不僅可以使學(xué)生有效地學(xué)習(xí)物理知識，掌握科學(xué)方法，訓(xùn)練技能，而且也能很好地培養(yǎng)學(xué)生的能力。

第三，物理教育生態(tài)化有助于達(dá)成物理教育評價的真實(shí)性。筆者認(rèn)為，物理教育評價的方向是逐漸采用原始物理問題對學(xué)生進(jìn)行考查。運(yùn)用原始物理問題進(jìn)行評價，學(xué)生的認(rèn)知心理與行為表現(xiàn)都比較真實(shí)，因此，能夠較好地揭示物理教育中學(xué)生的心理規(guī)律和學(xué)習(xí)效果。為了驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，筆者運(yùn)用原始物理問題測驗(yàn)工具，對中學(xué)生解決原始物理問題進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示：學(xué)生成績直方圖呈雙峰分布。根據(jù)協(xié)同學(xué)理論，雙峰分布可以解釋為：大部分學(xué)生的問題解決能力處于較低水平，即被組織狀態(tài)；小部分學(xué)生的能力處于較高水平，即自組織狀態(tài)；少部分學(xué)生處于從較低能力水平向較高能力水平轉(zhuǎn)變的水平，即臨界狀態(tài)[9]。這說明，原始物理問題雖然也有一定程度的控制，但不像習(xí)題那樣幾乎完全排除環(huán)境的影響，從而保證了學(xué)生的心理及行為變化仍然是現(xiàn)實(shí)中各種因素綜合作用的結(jié)果。這不僅能將學(xué)生的能力水平考察出來，從而區(qū)分不同能力的學(xué)生，而且能較好地發(fā)揮評價對物理教育的引導(dǎo)作用。

總之，物理教育生態(tài)化使物理教育從純粹的抽象情境中走出來，進(jìn)入到與物理現(xiàn)象相聯(lián)系的新階段，從而使物理教育回歸現(xiàn)象、回歸自然、回歸生活。在物理教育思想上，它打破了傳統(tǒng)物理教育缺失生態(tài)性的格局，提出了解決物理教育外部效度的有效措施。它拓展了人們的物理教育視野，拓寬了物理教育的范疇，進(jìn)一步增進(jìn)了人們對于物理教育規(guī)律的理解與認(rèn)識，從而有助于更好地實(shí)現(xiàn)物理教育目的。