如何應(yīng)用“學(xué)習(xí)進(jìn)階”改進(jìn)高中物理教學(xué)設(shè)計(jì)

呂含吟 邵韜

1 學(xué)習(xí)進(jìn)階路徑及其組成要素

學(xué)習(xí)進(jìn)階是符合學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律，圍繞核心概念由淺入深的進(jìn)階過(guò)程.體現(xiàn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)同一主題的概念時(shí)所遵循的連貫的、典型的學(xué)習(xí)路徑.本文研究基于郭玉英教授的教學(xué)設(shè)計(jì)模型.

（1）進(jìn)階起點(diǎn)和終點(diǎn)：起點(diǎn)是開(kāi)始理解某個(gè)概念之前已掌握知識(shí)的描述.進(jìn)階終點(diǎn)則是在進(jìn)階結(jié)束后被期望獲得的知識(shí)的描述.

（2）中間階段：在學(xué)習(xí)進(jìn)階所追蹤的發(fā)展路徑上存在多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的中間步驟，它們反映了學(xué)生思維發(fā)展過(guò)程的普遍階段.物理學(xué)習(xí)分為五個(gè)階段，變量為物理概念和思維水平.

事實(shí)（Fact）：碎片化的事實(shí)或者經(jīng)驗(yàn)

映射（Mapping）：事實(shí)經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)之間建立起簡(jiǎn)單聯(lián)系

關(guān)聯(lián)（Relation）：能建立事實(shí)經(jīng)驗(yàn)與概念之間的定性聯(lián)系

概念（Concept）：能把握事實(shí)經(jīng)驗(yàn)的本質(zhì)特征，建立定量關(guān)系

整合（Integration）：能建立概念間的相互聯(lián)系，形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)

每一階段為下一階段的前概念，每一階段為上一階段的最近發(fā)展區(qū).

（3）評(píng)價(jià)手段：用于測(cè)評(píng)學(xué)生的前概念、目前所處的學(xué)習(xí)階段、思維發(fā)展層級(jí)，有助于學(xué)情分析、教學(xué)手段優(yōu)化、教學(xué)過(guò)程改進(jìn).

2 北師大物理系師范生教學(xué)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

我們研究了120份北京師范大學(xué)物理學(xué)系師范生教學(xué)設(shè)計(jì)，總結(jié)當(dāng)前物理師范生在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)的常見(jiàn)問(wèn)題.

（1）缺少對(duì)錯(cuò)誤的前概念及迷思概念的分析.

（2）缺少對(duì)學(xué)生已經(jīng)具備的學(xué)習(xí)技能、探究方法、思維模式的分析.

（3）對(duì)核心概念的邏輯解析不夠深入，教學(xué)過(guò)程中概念跳躍.

（4）方法策略運(yùn)用的并不自然.

（5）實(shí)驗(yàn)演示形式多樣但實(shí)效不佳.

（6）評(píng)價(jià)手段普遍重結(jié)果忽視過(guò)程.

3 學(xué)習(xí)進(jìn)階理論對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義

（1）學(xué)習(xí)進(jìn)階指導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容分析和學(xué)情分析：內(nèi)容上，從物理學(xué)發(fā)展史、知識(shí)結(jié)構(gòu)、課程和教材、知識(shí)應(yīng)用等角度分析知識(shí)的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)及社會(huì)應(yīng)用.在學(xué)情上，有助于教師分析學(xué)生的前概念、掌握的技能和思維發(fā)展水平，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的前概念及迷思概念.

（2）學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于方法策略的選擇：學(xué)習(xí)進(jìn)階理論指導(dǎo)教師從學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知水平出發(fā)，通過(guò)認(rèn)知沖突策略讓學(xué)生暴露自己的原有認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)矛盾、解決問(wèn)題，形成新認(rèn)識(shí)，通過(guò)搭建物理概念腳手架策略、圖示策略等促進(jìn)學(xué)生對(duì)核心概念的理解朝著最高層次的水平逐級(jí)發(fā)展.

（3）學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于教學(xué)過(guò)程的改進(jìn)：確定學(xué)習(xí)路徑之后，需要設(shè)計(jì)具體步驟和活動(dòng)形式，包括教學(xué)的主要環(huán)節(jié)和每個(gè)環(huán)節(jié)中的師生活動(dòng).

（4）學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于評(píng)價(jià)手段的改進(jìn)：用于測(cè)評(píng)學(xué)生的前概念、目前所處的學(xué)習(xí)階段、思維發(fā)展層級(jí).有助于學(xué)情分析、教學(xué)手段優(yōu)化、教學(xué)過(guò)程改進(jìn).

4 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)模型-以摩擦力教學(xué)設(shè)計(jì)為例分析

為實(shí)現(xiàn)知識(shí)概念整合與思維能力培養(yǎng)同步并將其應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，建立基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的教學(xué)設(shè)計(jì)理論模型，并以摩擦力為例分析此模型在教學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)優(yōu)勢(shì).

事實(shí)（F）階段：學(xué)生對(duì)摩擦力的學(xué)習(xí)受生活經(jīng)驗(yàn)影響較大，學(xué)習(xí)路徑的起點(diǎn)為“生活經(jīng)驗(yàn)及初中前概念”，如“摩擦力是阻力”等錯(cuò)誤概念.

映射（M）階段：教師從生活趣味實(shí)驗(yàn)引入課堂，將生活現(xiàn)象轉(zhuǎn)為物理研究問(wèn)題，在事實(shí)經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)之間建立起簡(jiǎn)單聯(lián)系.

關(guān)聯(lián)（R）階段：教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析引導(dǎo)學(xué)生思考摩擦力的定義、條件、方向，教學(xué)先講解靜摩擦力后滑動(dòng)摩擦力，同時(shí)注意兩者的區(qū)別和聯(lián)系.為加深學(xué)生對(duì)摩擦力條件的理解，運(yùn)用“認(rèn)知沖突”解釋“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”、充分運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)法”演示“正壓力與重力的區(qū)別”、“彈力與摩擦力的關(guān)系”等，教授學(xué)生運(yùn)用“假設(shè)法”、“力平衡需求法”等判斷摩擦力有無(wú).

概念（C）階段：運(yùn)用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)理解最大靜摩擦力，理論分析最大靜摩擦力的計(jì)算公式，會(huì)用力平衡法得出靜摩擦力大小.用控制變量思維 “實(shí)驗(yàn)法”探究影響物塊滑動(dòng)摩擦力大小的因素.繼而教師通過(guò)力傳感器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備探究摩擦力的變化過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生理解并能分析摩擦力的性質(zhì)及大小的變化過(guò)程.通過(guò)本階段的探究學(xué)習(xí)，學(xué)生把握本質(zhì)特征，建立定量關(guān)系，形成對(duì)摩擦力的完整概念.

整合（I）階段：教師帶領(lǐng)學(xué)生分析不同物理情景中的摩擦力性質(zhì)、方向、大小，如在單體或者連接體的模型中，用“力平衡法”或者“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”判斷摩擦力的有無(wú)并計(jì)算大??；也可結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量等知識(shí)討論傳送帶、能量守恒等問(wèn)題.此階段鞏固應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，建立概念間的相互聯(lián)系，幫助學(xué)生完成概念整合，形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu).

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論設(shè)計(jì)的摩擦力進(jìn)階路徑，體現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的各個(gè)層次階段，符合學(xué)生思維由淺入深的發(fā)展規(guī)律，且一定程度上對(duì)教師教學(xué)設(shè)計(jì)中易忽略問(wèn)題及學(xué)生反饋問(wèn)題進(jìn)行規(guī)避.

5 總結(jié)與展望

本文以物理教學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)為主要研究目標(biāo)，通過(guò)構(gòu)建基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的教學(xué)設(shè)計(jì)模型為教師教學(xué)設(shè)計(jì)改進(jìn)提供指導(dǎo).我們堅(jiān)信如何高效地在青少年認(rèn)知發(fā)展階段實(shí)現(xiàn)其對(duì)學(xué)科概念的整合和思維能力的培養(yǎng)，將是未來(lái)教育的主要研究方向.“學(xué)習(xí)進(jìn)階”作為新興的教育培養(yǎng)理論，必將會(huì)受到教育界的廣泛研究和實(shí)踐，造福社會(huì).

【指導(dǎo)教師：郭玉英】