我國物理課程關于能量主題學習進階

孟佳燕

山西師范大學，山西 臨汾 041004

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我國物理課程關于能量主題學習進階

孟佳燕

山西師范大學，山西 臨汾 041004

國外通過學習進階的研究推動教育改革，以促進課程、教學與評價的一致[1].本文是通過“能量”這一主題了解在核心素養要求下小學、初高中課程標準中能量概念的學習進階。

學習進階；課程標準；能量

學習進階也稱學習進程，是對學生在各學段學習同一主題的概念時所遵循的連貫的、典型的學習路徑的描述，一般呈現為圍繞核心概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯的概念序列[2]。

“聲”這一能量概念對比小學初中學習目標的要求：小學階段只要能夠進行簡單的舉例說明聲音在不同物質的各個方向都可以傳播，知道聲音的產生是由于振動；初中的學習必須通過實驗探究掌握聲的產生和傳播條件。小學階段要求學生動手制作簡單裝置證明物體的振動不同聲音的高低和強弱會發生變化，初中階段不作要求。小學階段知道噪音的危害和保護聽力的方法；到了初中階段不但要知道噪音的危害還要知道控制的方法。高中階段不作要求。

“機械能及其守恒定律”這部分知識比較復雜小學階段不作要求。對比初、高中學習目標的要求：初中階段對功這一概念是通過實例達到認知水平；高中階段通過聯系功和功率與生產生活的學習，達到理解水平。初中階段對于機械能的學習從動能、勢能和機械能的概念入手，達到了解水平。勢能和動能的轉化是通過實驗探究達到了解水平，能夠聯系生活中的現象舉例說明機械能和其他形式能量之間的相互轉化；高中階段能夠理解動能和動能定律，對于生產生活中的現象能給出合理解釋，理解與物體做功的關系。通過實驗探究驗證機械能守恒定律，理解機械能守恒定律，會分析生產生活中的現象。在初中階段學生要了解機械使用的歷程，知道機械效率這個物理量并了解提高機械效率的作用。

“電路及其應用”這部分的內容縱向比較：在小學階段只需要知道電路的必要元件，形成電路的條件和控制電路的方法。初中階段要會畫電路圖并知道串并聯電路特點，認識電源和用電器的作用，知道用電器的額定功率和實際功率，理解歐姆定律。高中階段不但能夠識別電路元器件還必須會用多用電表等等，在理解歐姆定律的基礎上會測電源的電動勢和內阻。能夠從能量轉化和轉移的角度學習電功、電功率等抽象的物理量以及焦耳定律。小學階段知道有些材料是導體容易導電，有些材料是絕緣體極不易導電，能夠對材料進行簡單的分類。初中階段不作要求。高中階段通過實驗探究金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的關系，研究了金屬導體導電性的影響因素。高中階段相對小學階段材料的導電性的學習是從材料的簡單分類到從科學本質出發探究材料導電性。小學階段能夠列舉電的重要用途，知道雷電、高壓電、交流電會對人體產生傷害，知道安全用電的常識。初中階段了解家庭電路。有安全用電和節約用電的意識。高中階段能分析和解決家庭電路中的簡單問題，能將安全用電和節約用電的知識應用于日常生活實際。

“能源與可持續發展”縱向對比不同階段的學習目標：小學階段能量概念的學習是通過生活中的直接經驗、通過實物形象的識別生活中的能量及能量的多種存在形式；初中階段從物理科學出發了解能量概念及其存在形式，開始注重書本上能量知識與生產生活的聯系；高中階段繼續學習了解自然界存在的多種形式的能量。對于能量的轉移和轉化部分的知識，小學階段學生處于直觀形象學習水平，要借助設備、器材或現象進行學習；初中階段的學生處于形象思維到抽象思維的過渡階段，在學習中加入了抽象概念和思維，通過實驗探究的方式學習能量的轉移和轉化，能夠從日常生活中的實例學習能量守恒的概念，有了能量轉化和守恒的抽象思維的意識，知道能量的轉移和轉化具有方向性、能夠從能量轉移和轉化的角度認識效率；高中階段從科學本質出發學習不同形式能量可以相互轉化，對能量轉化過程中的能量總量和轉化的方向性的學習達到理解水平。初中階段要求學生能夠從生活中常見的例子對能源進行簡單分類了解，了解我國能源現狀，在日常生活中對能源的使用具有能源可持續發展意識；高中階段的學生重點培養他們的能源可持續觀念，從環境角度深入了解能源開發利用帶來的污染，培養他們的科學態度與責任。

“磁”這一能量概念主要涉及“電磁感應及其應用”的內容。小學階段不作要求。初中階段的學生只需要了解產生感應電流的條件及在生產生活中的應用。高中階段對于感應電流產生條件是通過實驗探究得到的，并且要通過實驗探究更深入的學習理解影響感應電流方向的因素、楞次定律、自感現象和渦流現象、交變電流、變壓器原理、發電機和電動機的工作原理，使學生體會科學探究的過程培養學生科學探究的精神。

“熱”這一能量概念在小學階段只要求學生對受溫度影響物質狀態的變化情況的直觀現象有一些了解，通過溫度的變化說明日常生活中的現象；初中階段不但要能說出常見的溫度值還要了解簡單儀器的使用，知道溫度的單位，并且能用所學知識對生活中的現象進行解釋；高中不作要求。小學階段通過借助實例形象的學習物質熱脹冷縮的性質及水結冰體積變化情況，通過水來學習物質的三態變化；初高中不作要求。小學階段通過日常生活中的現象來了解熱傳遞現象及其影響因素；初中階段開始學習抽象的熱學能量概念內能和熱能、比熱容及其對生活中現象的解釋。通過對熱機工作原理的了解學習和實驗探究學習焦耳定律加強學生學習與生產生活實際的結合，培養學生的科學態度與責任。

“光”這一能量概念主要學習“光及其應用”這部分內容。課程標準對小學階段光的學習停留在我們直觀地感覺階段，只需要知道哪些是光源、我們能夠看到物體是由于光的反射、光是沿直線傳播、太陽光中包含有不同顏色的等簡單的概念。初中階段對于光的反射、折射定律及其特點進行深入的探究學習，要知道凸透鏡、凹凸鏡、平面鏡的成像特點，通過實驗探究不同色光混合現象。高中階段對于光的折射、反射的學習在深度上加深，并且加入了光的干涉、衍射和偏振這些新的概念，能從這些現象產生條件和應用層面進行學習，了解光電效應和粒子波動性這些抽象概念。

[1]鄭曼瑤，張軍朋.學習進階的研究及其在物理教學中的應用.物理通報，2014(12)：O4-4，G652.

[2]劉晟，劉恩山.學習進階——關注學生認知發展和生活經驗.教育學報，2012，4：81-87.

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