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(lǐng)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(jīng)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(guān)注力學概念的演變，并且關(guān)注學生的思維發(fā)展。使學生對于力學知識之間的聯(lián)系有一個清楚的認識，以此提升學生的學習質(zhì)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(guān)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(guān)聯(lián)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(guān)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(nèi)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(lǐng)域?qū)W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(chǔ)上，將相關(guān)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(guān)聯(lián)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(huán)環(huán)相扣，前面的知識為后面的學習奠定基礎(chǔ)。

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(lǐng)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(chǔ)知識[ 2 ]。通過對魯科版教材的分析可以看出，力學占據(jù)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(tài)發(fā)生改變，或者讓物體的形狀發(fā)生改變。所以，對力學概念的教學可以從“相互性”“物質(zhì)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(jīng)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(fā)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(jié)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(shù)據(jù)處理，對勻變速直線運動的規(guī)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(huán)節(jié)。對于力學概念的教學，教師應當科學設(shè)置進階目標，以“自由落體運動”為例，主要設(shè)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(guī)律和特點。第三，能夠在面對相關(guān)問題的時候運用自由落體的規(guī)律和特點去解答。

2.4 ?劃分進階層次并設(shè)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(shè)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(fā)學生探索興趣，從而喚醒學生的能動性。高一的學生已經(jīng)有了豐富的生活經(jīng)驗和一定的理論知識基礎(chǔ)，學生根據(jù)初中已學過的力學知識和對重力的認識，很容易發(fā)現(xiàn)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(huán)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(chǔ)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(tài)，下一步便是探究“自由落體運動”的規(guī)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(diào)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(jù)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(guī)律，由學生自主設(shè)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(diào)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(jié)論，筆者認為，數(shù)據(jù)處理及誤差分析要留有充分的時間，一是培養(yǎng)學生的數(shù)據(jù)歸納和計算能力，二是學會設(shè)計方案減小誤差，三是培養(yǎng)學生的應變能力。推導出相關(guān)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(guān)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(guī)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(jié)所學應用到現(xiàn)實生活，這個環(huán)節(jié)不能只停在“玩”，要通過“算”強調(diào)“自由落體運動”的規(guī)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(fā)展規(guī)律和學習特點，有利于實現(xiàn)學生學習質(zhì)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(shè)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(nèi)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(shè)計與實踐——以“功”為例[J].物理教師，2016（10）：23-26.