力學概念進階教學的實踐與思考

陳婧

摘 ? 要：在當前國際物理教育領域中，學習進階是一個研究熱點。有效的進階教學能夠拓寬學生學習深度，使學生對物理知識有更為深入的理解。在初中階段，學生已經接觸過力學概念，對力學概念有一個定性的認識。到了高中階段，物理教師在指導學生學習力學概念的時候，應當重點關注力學概念的演變，并且關注學生的思維發展。使學生對于力學知識之間的聯系有一個清楚的認識，以此提升學生的學習質量。基于此，本文就力學概念進階教學的實踐與思考進行論述。

關鍵詞：力學;概念;進階教學;實踐;高中物理

引言

在高中物理教學中，力學概念是一個重要組成部分，有極強的概括性和抽象性，為了促進學生對力學概念的理解和消化，物理教師可以采取進階教學法，通過進階教學展開一系列互相關聯且從簡單到復雜的概念序列，幫助學生更好地梳理力學概念之間存在的層級關系，使學生有效掌握力學概念。在本文中，筆者先對進階教學的內涵進行簡單闡述，再就力學概念進階教學策略闡述自己的幾點思考。

1 ?進階教學的概述

顧名思義，進階教學就是通過分階段教學的方式展開教學活動的一種教學方式。對于“學習進階”，NRC將其明確定義為，學習進階實際上是對學生逐漸深入的、連貫的思維方式的一種假定描述。學生在一個合適的時間跨度下對某一重要實踐或知識領域學習和探究時，其思維方式逐步進階[ 1 ]。該理論認為，學生在學習某個主題概念的時候應當分學段或者分階段進行，在上一個階段學習的基礎上，將相關概念延伸至下一個階段學習，逐步加深對概念的認知和理解。教師在進階教學過程中，應引導學生在對某個主題概念進行學習時，將相互關聯的概念從簡單到復雜，以一定的先后順序生成一條連貫的思維軌跡，從而明確針對這一概念的學習路徑。簡言之，進階教學具體是指導學生先學習什么，再學習什么，這些先后學習的知識環環相扣，前面的知識為后面的學習奠定基礎。

2 ?力學概念進階教學的實踐與思考

2.1 ?進行教材分析

在進行力學概念教學之前，教師先要對物理教材進行分析。從某個層面上來說，物理學科就是對力學、電學等領域知識進行研究的一門學科。力學概念是學生學習重力、彈力、摩擦力等力學知識必須要掌握的基礎知識[ 2 ]。通過對魯科版教材的分析可以看出，力學占據了較大的比重，如加速度、勻變速直線運動、自由落體運動、圓周運動等知識點，這些都涉及到力學概念。所以，力學概念教學是高中階段尤其是高一階段的重點知識，貫穿了整個高一階段的物理教學過程。力實際上是指物體和物體之間的相互作用，這種作用能夠讓物體的運動狀態發生改變，或者讓物體的形狀發生改變。所以，對力學概念的教學可以從“相互性”“物質性”兩個角度進行理解。本文主要以“自由落體運動”為研究對象，就力學概念的進階教學展開討論。

2.2 ?進行學情分析

高中學生在還未進入高中之前就已經學習過力學知識，即初中階段就對力學有了定性認識。隨著學生思維的發展和知識的增長，學生對于力學的認識逐漸由定性上升到定量[ 3 ]。在本節學習前，學生能簡單地概括一些力學概念，進行簡單的實驗操作和數據處理，對勻變速直線運動的規律有一定的認識。這個階段的學生具備了基本的問題分析能力、信息收集能力和自主學習能力，但是在物體的受力分析上還存在一定的困難。

2.3 ?確定進階目標

在進階教學中，明確進階目標是一個非常重要的環節。對于力學概念的教學，教師應當科學設置進階目標，以“自由落體運動”為例，主要設置為以下幾點：第一，了解自由落體運動的概念和條件。第二，了解自由落體運動的規律和特點。第三，能夠在面對相關問題的時候運用自由落體的規律和特點去解答。

2.4 ?劃分進階層次并設計教學活動

在做好教材、學情的分析工作并明確進階目標之后，教師接下來就要劃分進階層次并設計教學活動。以“自由落體運動”為例，在進階教學中，教師應當將其劃分為以下幾個層次：

第一層次，感受。首先給學生感觀上的刺激，感受物體的下落，了解“落石測井深”，有效激發學生探索興趣，從而喚醒學生的能動性。高一的學生已經有了豐富的生活經驗和一定的理論知識基礎，學生根據初中已學過的力學知識和對重力的認識，很容易發現空氣阻力的影響。教師此時引導學生思考“能不能讓物體同時落地”。當處于相同高度的物體在真空環境中同時下落就會同時落地。此時物體的受力情況如何？在此基礎上，提出“自由落體運動”的概念及條件：物體只受重力作用，從靜止下落。

第二層次，探究。在上一學習階段，學生對“自由落體運動”物體進行了受力分析，明確了該運動的初始運動狀態，下一步便是探究“自由落體運動”的規律。在這一教學層次，首先要確認自由落體運動是否是勻變速直線運動，實驗探究是最直接且有效的方法。教師想要充分調動學生在這一學習階段的主動性，就要先讓學生肯定自己學有所用，根據上一課“勻變速直線運動的實驗探究”，利用打點計時器和勻變速直線運動的規律，由學生自主設計實驗步驟并完成實驗。

實驗中，應注意一點：實際物體在下落過程中不受其他因素的影響是很難的。強調物理研究過程中的“理想化”，即當其它因素影響較小時，可忽略這些影響。教學時一定不要急于得出“自由落體運動屬于勻變速直線運動”的結論，筆者認為，數據處理及誤差分析要留有充分的時間，一是培養學生的數據歸納和計算能力，二是學會設計方案減小誤差，三是培養學生的應變能力。推導出相關速度和位移的公式。

第三層次，應用。學生動手和動筆是這一階段的關鍵。指出“自由落體運動”的加速度稱為“重力加速度”，對比勻變速直線運動的加速度，來一場小組賽：利用勻變速直線運動公式推導出“自由落體運動”規律。利用學生的好勝心和求知欲將本堂課推向高潮。

緊張的小比賽之后，讓學生展開交流討論，測測自己的反應時間，活躍課堂氣氛，將本節所學應用到現實生活，這個環節不能只停在“玩”，要通過“算”強調“自由落體運動”的規律。第一層次中，引入部分“落石測井深”可作為課堂鞏固練習，前后呼應。

綜上所述，將力學概念的教學劃分為若干個進階層次，一層層遞進，逐漸進階，可以引導學生由淺到深，逐步認識和掌握力學概念。這樣的教學方式符合學生身心發展規律和學習特點，有利于實現學生學習質量和力學概念教學效率的雙重提升。

參考文獻：

[1]弭樂，郭玉英.概念學習進階與科學論證整合的教學設計研究[J].課程.教材.教法，2018（5）：90-98.

[2]張玉玲，彭朝陽.基于學習進階的初高中物理教學內容銜接——以“電和磁”為例[J].物理教師，2016（10）：17-20.

[3]何春生，郭玉英. 基于學習進階的課堂教學設計與實踐——以“功”為例[J].物理教師，2016（10）：23-26.