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1、基于情境学习理论的生态化物理教学初探作者：张伟，郭文章来源：课程教材教法“生态化”概念已经用于教育领域。国内有学者预测:“未来教育将呈现出生态化的发展趋势，很可能这是教育发展的一个新时代，即教育生态化时代。”“教育生态化”有两层含义，一是作为一种思维方式，从教育系统及其外部环境的整体性、平衡性、和谐统一性、联系性、动态性、共生性及开放性等角度思考教育问题;二是作为一种理想、目标和价值取向，希望教育系统及其外部环境趋向或达到“最优”“高效”与“和谐发展”的状态。这种生态观为我们思考中学物理教学系统中存在的问题提供了新的视角，以此审视目前的中学物理教学实践，就会发现该微观生态系统内外诸多要素之间存
2、在不协调或“失衡”问题。新一轮基础教育课程改革的生态化取向和情境学习理论为我们解决这些问题指出了方向，提供了理论依据。一、中学物理教学存在的“失衡”问题分析在全国16个省市自治区进行的一项关于“普通高中课程满意度调研”的结果显示，包括教师与学生在内的社会各界人士对“高中生的社会适应能力”的满意率不足20%，在各项调查指标中是最低的，这说明目前的中学课程在促进知识迁移方面存在严重问题。从生态化视角来审视目前的中学物理教学，发现学生在学校教育中所获得的物理学业智能与现实生活与社会所需要的实践智能不一致的原因，在于物理教学系统中诸方面的“失衡”。第一，教学情境与真实情境失衡。物理概念与规律不是凭空产
3、生的，它们的建立和发现都有坚实的实验基础。实验可以为学习提供真实情境，而一些教师常常以讲实验、计算机虚拟实验代替做真实实验，这种很大程度上脱离真实情境并简化了的知识，促进的是刻板的、未完成的、肤浅的理解。第二，实验情境与生活情境失衡。实验室资源提供的学习场景是简约的、科学规范的，缺乏现实生活的情境特征，具有一定的封闭性，学生所掌握的是一些高度概括的理论原则，所形成的能力难以指向特定的具体领域的活动。而现实生活中的学习活动则表现为在与情境中的物体、事件的直接作用中进行思维，具有开放性和交互性。第三，个别化学习与共享认知失衡。学校的物理学习更多的是个别化的过程，鼓励学生自己完成学习任务。而现实生活
4、中，工作、学习等活动主要是通过共享认知来完成，即在社会情境中，通过合作、与他人相互作用等方式来实现。第四，解决实际问题与技能训练失衡。学校的物理教学深受行为主义学习观的影响，教师追求良好的实验条件，单一训练学生反复操练应考必备的实验技能;而解决实际问题更多涉及的是合理、灵活有效地使用名种资源与工具。第五，教学目标与评价失衡。各种考试的重点是对学生掌握物l理知识和技能的情况进行量化考察和检测，而不是从教学目标出发整体考察学生全面发展状况。除了上述五种主要的失衡现象之外，还存在知识学习与社会实践失衡、科学教育与人文教育失衡等现象。总之，物理教学深受“考试文化”的影响，高度关注一般的、抽象的知识与能
5、力的培养及量化评价，脱离现实生活情境，忽视知识与认知技能的获得对相关情境的高度依赖性，其结果不仅导致学生知识迁移与社会适应能力的缺失，而且严重制约了学生的全面发展。二、基础教育新课程的生态化取向针对“考试文化”在教育文化中占据主导地位，使“我国教育从幼儿园到高中全面异化”的背景，基础教育课程改革明确提出“把每一个学生发展的独特性置于核心”“使每一所学校成功，使每一位学生成功”的基本理念，以及“从生活走向物理、从物理走向社会”的物理课程理念，充分体现了新课程发展的整体性、和谐统一性、联系性与开放性等生态化取向。其生态化特征具体表现在以下五方面。第一，在课程理念方面，新课程“倡导全面、和谐发展的教
6、育”，确立了适应人的发展的整体观念、民主平等原则、尊重差异的思想以及动态发展的观点，力图通过整合课程及课程的“模块化”，提供满足学生需要的、可供学生选择的课程组合。第二，在课程目标方面，新课程强调人的自然性、社会性和自主性的和谐健康发展，注重一致性与差异性、科学素养与人文素养、学科课程与综合课程、个体需要与社会需要的和谐与统一，着眼于学生的社会化与全面发展。第三，在课程内容方面，新课程致力于突破学科本位的束缚，加强了课程内容与学生生活、现代社会与科技发展的联系，主张自然科学课程与人文科学课程的整合，把科学、艺术和社会规范融入人的生活、成长过程之中，使学生个体经验、体验以及他们自已的待殊文化世界
7、与学校课程建立应有的联系。第四，在课程实施方面，新课程强调了教育者与学习者双方在教学过程中应积极互动、共同发展，注重培养学生的独立性和自主性，建立民主、平等、共生的新型师生关系，通过在体验性、探索性的框架下进行自主性、合作性与创新性学习，使每个学生都得到充分发展。第五，在课程评价方面，新课程倡导多元评价，以评价促进学生的全面发展。三、有效教学的生态化取向与情境学习理论的基本观点20世纪80年代末至90年代初，在认知科学、生态学、人类学与社会学等影响下，针对学校教育脱离实际、导致学生问题解决能力欠缺、社会化延迟等现状，有效教学的价值取向逐渐发生变化，“从为行为结果而教学的教师中心取向到为认知建构
8、而教学的学生中介取向，再发展到为情境性认知而教学的生态化取向”。情境学习理论强调，有效的教学应该统筹考虑教育者、学习者、教学内容、物理环境与社会环境等各个要素，将学生的学习与发展置于开放性的、与外界不断互动的生态化的系统中来考虑。认为“学习的实质是个体参与实践并与他人、环境等相互作用的过程，是形成参与实践活动的能力、提高社会化水平的过程”。因此，一是主张创设有助于学生探究、互动和社会化的实践环境，使学生主动地参与讨论、猜测、探究、解释、评价等活动，形成自己对问题的观点与解决方法，建立社会化的交往方式，而不只是关注答案是否正确。二是主张提供包含着活动参与方式和现实问题的开放式课程，要求以现实生活
9、中的复杂问题作为课程的主要内容成分，同时课程内容的呈现方式、学生的学习活动都要在真实的或接近真实的问题情境中进行。三是主张对学生的探究和参与实践活动的能力进行整体评价，不是简单地仅仅对认知能力进行评价，既要评价每个学生的表现，也要评价整个团队的表现。此外，非常强调学生作为评价的主体参与评价，认为学生不只是一个被评价者，也要参与对自己、对他人、对团体的有意义的评价过程中来，进而培养其准确的判断力和责任感，强化对团队做出自己一份贡献的自觉意识。“生态化取向的有效教学主要以学习的情境理论为基础，该理论，虽调个体与其所依存的物理和社会情境的相I_作用，认为情境是整个学习中的重要而有意义的组成部分。”川
10、有效教学的生态化取向对物理教学的改革与发展无疑具有启示作用，其整体、联系、协调与开放的生态化教学观对解决物理教学中的诸多失衡问题具有重要的理论指导意义。因此，笔者提出“生态化物理教学”的概念，其核心思想是促进物理教学走向真实生活世界，走向现实生态环境，沟通物理学习与生活世界之间的联系，沟通学生在校学习与社会学习之间的联系，使物理教学系统的诸要素之间达到生态平衡，以实现教学过程的最优化，让学生的精神生活和生命体验成为物理课程文化的重要成分，使物理教学的三维目标真正落在实处。 四、生态化物理教学的概念与特征生态化物理教学，是指教师整体协调与组织教学系统内外诸多要素，主动开发潜在资源，充分利用创生资
11、源，营造对学习者有意义的真实情境，组织有利于发展学习者主体性、独特性和社会性的活动，将学习者的学习与个体发展置于开放性的与其他成员、物理环境和社会环境不断互动的系统之中，从而促进学习者有效达成物理教学目标的过程。其中，“潜在资源”主要指现实环境中存在的外显功能或价值不直接指向物理教学、赋予意义之后容易开发的各种形态的资源，既包括故事、现实问题、生活常识、科技成果与自然现象等素材性资源，也包括身边材料、各类器具等人工制品，还包括交通、通信、网络等公共设施以及生命体等;“创生资源”一方面指教师、学生或专家根据“潜在资源”的特点或属性，按照教学活动要求自行设计构造的有意图或显现智慧的课程资源，例如，
12、教师设计的真实问题或任务，自制的各类实验器具、学习器具，学生自制的小作品，人体参与的体验感知活动及物理游戏等，另一方面指教师与学生在共环境互动中生成的经验、问题、困惑、理解、智慧、意愿、情感、态度、价值观等素材资源。生态化物理教学具有以下特征。(一)整体协调统一性生态化物理教学强调教学系统是教师、学习者、教学内容、教学活动、教学资源、物理环境与社会环境等诸要素有效互动的一个统一体，注重教学内容与学生生活经验的协调与统一，个别化的学习过程与合作共享认知的协调与统一，学术性认知与日常生活认知的协调与统一，一致性与差异性的协调与统一，理性与非理性的协调与统一，对学生获得知识技能的量化评价与整体评价的
13、协调与统一，个体需要与社会需要的协调与统一，等等。总之，通过整体协调教学系统各个要素之间的关系，最终实现学生的健康发展。(二)真实生活情境性“很明显，技能和内容必须呈现在一个学习者熟知的情境之中。生态化物理教学强调发挥各类教学资源的优势，特别重视“潜在资源”与“创生资源”的开发与利用，使其成为真实情境与活动的有力支撑。这类课程资源的本质特征是“熟悉性”，因为学生对情境熟悉，才会感觉到它的真实性，才会与学生原有的经验和体验建立联系。生态化物理教学主张选择或尽量选择学生熟悉的现实生活、社会或自然中存在的“事”和“物”来使教学内容问题化、任务化，这种问题或任务由于具有真实性而使学生感到对自己有意义，
14、进而产生学习和探究的欲望而引起活动。更为重要的是，利用这类熟悉性资源展开的学习活动，会促进学生产生独特的观点或不一致的理解，学生的学习随情境的变化做出反应并影响着他们自身对问题的解决，经验、问题、智慧以及困惑等素材性资源会由此动态生成，为学习者自主探究、体验、交流、反思与共享认知提供机会。(三)社会互动开放性生态化物理教学体现了从生活走向物理，从物理走向社会的新课程理念。强调物理教学要与学生的生活世界建立联系，寻求自然、社会和学生发展在物理教学中的有机统一;注重个体间积极的互动、个体与环境和社会之间积极的互动;不把学校作为学习的唯一场所，不把教师看成学生唯一的指导者或先知者，重视学生之间的相互
15、学习和指导，教师以外的其他支持人员包括资料管理人员、实验室技术人员或维修人员、社会的从业者以及家长等，同样是重要的课程资源，将学生的学习置于开放的、与外界不断互动的生态化系统之中。(四)主体独特生成性生态化物理教学注重学生的主体性，关注学生的差异性，追求每一个学生潜能的最大发挥和最佳发展。强调发挥师生的主观能动性、积极性和创造性，高度重视学生在开发教学资源中的主体作用，重视资源开发及生成过程的潜在教学功能，努力实现资源开发与教学活动的和谐与统一。通过教师组织、师生共同参与开发和利用潜在资源与创生资源的活动，使学生的个体经验与教学情境实现最佳祸合，促进学生实现自主的意义建构，生成具有个体特征的知
16、识结构和参与实践活动的能力，提高社会化水平。同时注重对学生的学习进行多元评价并使学生成为评价的主体。(五)有效公平均等性生态化物理教学是有效教学理念在物理教学中的体现，致力于给每个学生提供公平的参与机会，使学生主动获取知识、灵活运用知识、有效提高迁移能力和社会适应能力，反对“考试文化”和“应试”教育的价值观。衡量教学的实效性不是以片面追求升学率为出发点，而是把每一个学生发展的独特性置于核心地位。生态化物理教学倡导积极开发利用富有现实性、生活性、动态生成性和广泛性的资源，努力实现物理学科教育的均等性和公平性。这种教学理念对于教学设施不足、条件较差的学校具有特别的现实意义，可以通过多渠道开发和充分
17、利用学校所在地域或社区的自然生态和文化生态方面的资源，弥补学校教学资源的不足，有效开展物理教学。五、生态化物理教学过程设计的基本特征基于情境学习理论的生态化物理教学过程设计，以物理环境和社会环境为背景，从整体、平衡、和谐统一、联系、动态及开放的视角，组织安排教学系统中的各个要素，注重以真实问题或任务情境营造学生熟悉的学习环境，以多种方式组织学习活动。它要求教师很据深程总目标要求和学科知识特点来设计学习内容，均衡考虑和依托各类资源的支持，设计真实的问题或任务情境，进而展开与知识类型相符合的多样化学习活动;从认知、动作技能，情感和社会化四个维度制订学习目标并对学习结果进行整体评价。总体而言，生态化
18、教学观要求从整体和过程考察各种教学形式是否均衡，强调教学系统中诸多要素的影响作用。在学习内容、学习活动以及学习支持上突出以下基本特征。(一)提供能反映物理知识来源和实际运用方式的真实情境和活动生态化物理教学在内容设计上要求把“学校物理”与实际生活紧密联系起来，在利用好学校条件资源的基础上，筛选现实环境中可利用的、与教学内容关联的“潜在资源”以及“创生资源”来创设真实或接近真实的物理学习情境，使学习情境问题化、任务化，让学生感到面临的间题和任务对自己有意义，从而真正体验建立物理概念和发现规律的过程。真实情境创设的手段与形式是多样化的，应该体现在各种类型的物理学习活动之中，可以从教室、实验室及学校
19、延伸到室外、家庭、社区等场所。“熟悉性”及“复杂性”是其基本特征。任务的“复杂性”是相对学生而言的，是指具有一定难度但又可通过努力解决的真实问题。学生在完成真实任务的过程中，能够提出自己的经验性观念或看法，处理来自不同观点的信息和反馈意见，或通过协作表达不同的观点，从而获得解决实际问题的技能与知识。教师要为学习者提供专家的解决方案或思路、专家(熟手)的演示，使学生有机会观摩正在工作的有经验者的真实活动，通过与不同学业水平的其他同学、有经验的人或专家进行互动、交流和分享来进行物理学习，在交互过程中进行观察和实践并逐步习得物理学家的思考方式和模型化过程。 (二)支持合作建构、反思与清晰表述，以便形
20、成抽象与清晰的物理知识生态化物理教学在活动设计上要求将物理学习过程与生活中的“潜在资源”与资源创生结合起来，组织多种形式的协作学习活动，使学习者共同担负学习责任，协作完成某项给定的物理学习任务并促进反思。反思是一种重要的学习策略，它可以帮助学生思考物理学习本身及其过程。比如初中生在完成“鉴别戒指是否是纯金(或纯银)的”真实任务过程中，需要借助预测假设、方案设计和实验，选取身边易得的实验资源，产生初步的解决方案并实施，同时，学生还要不断反省所采用的实验方案和器材，探寻更巧妙的解决方法，修正错误的理解，逐步形成科学的思维能力和实践能力。生态化物理教学主张为学生提供大量的实际操作活动，使学生在“做”
21、的过程中发生内隐学习并获得大量的缄默知识。“内隐学习的一大特征是，学习的效果往往需要大量的实际操作或活动才能体现。由于内隐学习得到的就是不可言表的缄默知识，自然直接通过讲授和旁观是很难达到很好效果的。”在重视学生对缄默知识获得的同时还要重视将其转化为明确知识，用词语说明和阐释其对所学物理知识建构的意义的理解。生态化物理教学环境中的学习活动，提倡个人和同组学生一起完成任务，便于学生在讨论问题或辩论问题的过程中，通过语言或文字表述自己的观点，与他人协商，为自己的见解辩护，从而促进他们对知识的表达能力，使缄默的知识变成清晰表述的知识。(三)提供临界时刻的指导和支撑，注重对物理学习的整体评价在生态化物
22、理教学提供的复杂情境中，教师的角色应该是学生学习资源的设计者、准备者、创生者和学生自主协作学习的引导者。注重为学习者提供体验自己的决策过程和解决物理问题的策略的机会，要求教师选择“暗示”“建议”等适当方式指导和帮助学生，而不能包办代替，“在学生需要时所提供的暗示性辅导与建议要胜于明确的辅导与建议，非指导性的要胜于指导性的”。教师的帮助起到了一个支架的作用。当然，在需要的时候，也不排斥直接讲授和指导性的教学。注重通过真实的问题解决过程对学习物理的成效进行评价，评价的重点是知识与技能在特定情境中的灵活运用，而不仅仅是对知识的记忆。由于学生在实际操作性的物理学习活动中不仅获得“纸笔型测验”可测知的明
23、确知识，而且通过内隐学习获得大量的“纸笔型测验”不可测知的缄默知识，因此，需要通过学生的方案设计、实施与修正问题的学习活动的过程以及结果来整体测量评价学生、评价不仅是多侧面的，同时还是开放的，对学习者的评价不仅来自教师，也来自其他学生或小组，还有学习者的自我评价。参考文献:1邢永富.世界教育的生态化趋势与中国教育的战略选择J7，北京师范大学学报(社会科学版)，1997，(4):70-77.2钟启泉，等.普通高中新课程方案导读M.上海:华东师范大学出版社，2003,52.3钟启泉，等.基础教育课程改革纲要(试行)解读M.上海:华东师范大学出版社，2001.6.4姚梅林，等.从学习理论的变革看有效
24、教学的发展趋势JJ.北京师范大学学报(社会科学版)，2003，(5):22-27.5梁好翠.情境学习理论及其教学涵义JJ.广西社会科学，2004, (12):175-177.6雷纳特N凯恩，杰弗里凯恩.创设联结:教学与人脑M.吕林海，译.上海:华东师范大学出版社，2004 .1.7郭秀艳.内隐学习仁M.上海:华东师范大学出版社，2003, 334.8高文.情境认知中激励与评价的作用试论情境认知的理论基础与环境的设计之二J.外国教育资料，1997, (5): 26-29./P待添加的隐藏文字内容2Editors note: Judson Jones is a meteorologist, jou
25、rnalist and photographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps
26、of the worlds first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program
27、I was heartbroken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next
28、one: a space capsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump
29、from 96,000 feet Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission w
30、as created for me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However,
31、 it did not stop me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How cl
32、austrophobia almost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Missi
33、on aborted.The supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will
34、move through the lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the strato
35、sphere. As he crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step
36、 out onto something resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is
37、diving into the shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be eno
38、ugh to stop him completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meter
39、s).In order to deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause y
40、ou and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.
