如何應(yīng)用“學(xué)習(xí)進階”改進高中物理教學(xué)設(shè)計

呂含吟 邵韜

1 學(xué)習(xí)進階路徑及其組成要素

學(xué)習(xí)進階是符合學(xué)生思維發(fā)展規(guī)律，圍繞核心概念由淺入深的進階過程.體現(xiàn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)同一主題的概念時所遵循的連貫的、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)計模型.

（1）進階起點和終點：起點是開始理解某個概念之前已掌握知識的描述.進階終點則是在進階結(jié)束后被期望獲得的知識的描述.

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

事實（Fact）：碎片化的事實或者經(jīng)驗

映射（Mapping）：事實經(jīng)驗和科學(xué)術(shù)語之間建立起簡單聯(lián)系

關(guān)聯(lián)（Relation）：能建立事實經(jīng)驗與概念之間的定性聯(lián)系

概念（Concept）：能把握事實經(jīng)驗的本質(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）評價手段：用于測評學(xué)生的前概念、目前所處的學(xué)習(xí)階段、思維發(fā)展層級，有助于學(xué)情分析、教學(xué)手段優(yōu)化、教學(xué)過程改進.

2 北師大物理系師范生教學(xué)設(shè)計現(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，總結(jié)當(dāng)前物理師范生在教學(xué)設(shè)計時的常見問題.

（1）缺少對錯誤的前概念及迷思概念的分析.

（2）缺少對學(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）對核心概念的邏輯解析不夠深入，教學(xué)過程中概念跳躍.

（4）方法策略運用的并不自然.

（5）實驗演示形式多樣但實效不佳.

（6）評價手段普遍重結(jié)果忽視過程.

3 學(xué)習(xí)進階理論對教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)意義

（1）學(xué)習(xí)進階指導(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、知識結(jié)構(gòu)、課程和教材、知識應(yīng)用等角度分析知識的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)及社會應(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)錯誤的前概念及迷思概念.

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

（3）學(xué)習(xí)進階有助于教學(xué)過程的改進：確定學(xué)習(xí)路徑之后，需要設(shè)計具體步驟和活動形式，包括教學(xué)的主要環(huán)節(jié)和每個環(huán)節(jié)中的師生活動.

（4）學(xué)習(xí)進階有助于評價手段的改進：用于測評學(xué)生的前概念、目前所處的學(xué)習(xí)階段、思維發(fā)展層級.有助于學(xué)情分析、教學(xué)手段優(yōu)化、教學(xué)過程改進.

4 基于學(xué)習(xí)進階的教學(xué)設(shè)計模型-以摩擦力教學(xué)設(shè)計為例分析

為實現(xiàn)知識概念整合與思維能力培養(yǎng)同步并將其應(yīng)用于教學(xué)實踐，建立基于學(xué)習(xí)進階理論的教學(xué)設(shè)計理論模型，并以摩擦力為例分析此模型在教學(xué)設(shè)計指導(dǎo)優(yōu)勢.

事實（F）階段：學(xué)生對摩擦力的學(xué)習(xí)受生活經(jīng)驗影響較大，學(xué)習(xí)路徑的起點為“生活經(jīng)驗及初中前概念”，如“摩擦力是阻力”等錯誤概念.

映射（M）階段：教師從生活趣味實驗引入課堂，將生活現(xiàn)象轉(zhuǎn)為物理研究問題，在事實經(jīng)驗和科學(xué)術(shù)語之間建立起簡單聯(lián)系.

關(guān)聯(lián)（R）階段：教師通過實驗現(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摩擦力，同時注意兩者的區(qū)別和聯(lián)系.為加深學(xué)生對摩擦力條件的理解，運用“認(rèn)知沖突”解釋“相對運動”、充分運用“實驗法”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)生運用“假設(shè)法”、“力平衡需求法”等判斷摩擦力有無.

概念（C）階段：運用實驗引導(dǎo)學(xué)生體驗理解最大靜摩擦力，理論分析最大靜摩擦力的計算公式，會用力平衡法得出靜摩擦力大小.用控制變量思維 “實驗法”探究影響物塊滑動摩擦力大小的因素.繼而教師通過力傳感器等實驗設(shè)備探究摩擦力的變化過程，引導(dǎo)學(xué)生理解并能分析摩擦力的性質(zhì)及大小的變化過程.通過本階段的探究學(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“相對運動”判斷摩擦力的有無并計算大??；也可結(jié)合運動學(xué)、能量等知識討論傳送帶、能量守恒等問題.此階段鞏固應(yīng)用所學(xué)知識，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)的知識結(jié)構(gòu).

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

5 總結(jié)與展望

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

【指導(dǎo)教師：郭玉英】