基于學習進階的物理概念教學

王瑛 何萬軍

【摘要】在以往的課堂教學過程中，教師將專業理論知識的講解和傳授放在首要位置，沒有注重學生在學習過程中的主體地位，因而不能很好地調動學生的學習積極性和自覺性，因此，在新課改下，需要革新課堂教學模式，從學生的角度出發，在講解和傳授學生專業知識的同時，注重技能的傳授。文章以“壓強”教學為例，從多個方面探討基于學習進階的物理概念教學。

【關鍵詞】物理教學；概念；學習進階；壓強

【中圖分類號】G633.7【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2021）23—0104—03

目前越來越多的教學模式出現在大眾眼前，學習進階教學模式就是其中一種，學習進階課堂教學模式有助于當前課堂教學的發展，其已成為教育領域討論的重要課題之一。在物理教學過程中，存在難學、不好學的情況，為此老師也開始使用學習進階教學模式，來加深學生對于物理概念的理解和掌握。下面，筆者以“壓強”教學為例，談基于學習進階的物理概念教學。

一、學習進階及其理論研究

學習進階主要指的是學生在一定時間內，對于某一主旨按照次序進階漸漸精熟老練和向更深的階段發展的思維方式，這些思維方式能在學習和探求研究過程中得到協調統一發展。學習進階理論認為，學生根據學習進階的不同，其思維活動也在不斷進步和發展，思維活動逐漸由簡單變為復雜，需要經歷多個階段。每一個階段都表明了學生思維活動的層次，同時也是學生通過思維活動認識、了解的“臺階點”，而且不同階段學生思維活動存在差異性。

在研究過程中，從其研究內容和研究要點角度出發，發現學習進階與學習、課程和評價有密不可分的聯系。學習進階的主要目的是為了完善學生思維活動，它不僅表現在對知識認知的對錯層面，還表現在學生給出的答案和外在行為上，以此來確定學生的實際理論知識水平和實踐操作能力[1]。目前我國在進行學習進階教學研究時，常研究學習進階的結構設計和評價系統，同時在進行教學實踐時，多研究“中心理念和物理建模”等方面，但是近階段缺乏關于研討學習進階課堂教學方法方面的知識點，因此需要加強對學習進階教學的研究和探討。

采用學習進階教學的主要理念就是在課堂教學過程中學生占據主要地位，老師在傳授知識點時也要圍繞學生進行，在教學過程中，要了解學生每個階段所處的進階點，確保教學方式方法符合當前學生的發展，進而有效提高教學質量。

二、以“壓強”教學為例的學習進階物理概念教學

（一）基于學習進階理論的壓強概念分析

在物理力學教學過程中，“壓強”知識點教學屬于其重要部分之一，通過學習進階教學模式，主要幫助學生了解以下兩個方面：一是在學習進階教學過程中，老師需要準備好教學方案，同時要分析學習情景，讓學生能夠初步了解其知識點；二是將學習進階分為體驗、映照、聯系、系統和聯合五個層次。

1.體驗。眾所周知，壓強是描述壓力效應的物理量，這是壓強概念的基本定義。學生有哪些相關體驗呢？第一，學生在日常生活中，累積了關于壓力、重力等方面的知識，通過這些知識，幫助學生了解和學習壓強理論知識內容；第二，通過學習，學生了解到由于力的作用會導致物體變形；第三，學生在表達垂直作用于物體表面的力的作用時，會出現語言表達上的困難，比如說將物體變形闡述為壓力大或小，將壓力的作用闡述為明顯或者不明顯，同時經過研究表明，這種語言表達上的困難會影響學生對“壓強”知識點的掌握。

2.映照。映照是指學生在受到信息刺激后，將所學的知識點轉化為實踐能力，這個過程中使新信息刺激前認識和了解的過程。比如，老師在開課時提問：“壓力是一種力，力也有效果。那么，壓力的大小與什么因素有關呢？”在受到這些信息的刺激后，學生將把這種表達映照到他們自己的經驗系統中[2]。

3.聯系。事實上，映照和聯系是互相關聯的關系，映照靠近實踐經驗，而聯系則是需要通過相應的語言來反映映照結果，使新的知識能夠根植于原有的知識中。在壓力概念的教學中，學生根據壓力概念、壓力效應的物理圖象和壓力效應的描述，將這些相關內容聯系起來。

4.系統。物理概念的形成不是獨立存在的，通過相應的系統知識點，將壓力和相互作用力聯系起來，壓力的計量單位與牛頓和平方米有關，當學生能夠從這些方向了解壓力的概念時，壓力知識點的系統性和層次感就會更加完善。

5.聯合。聯合是建立在系統認識的基礎之上，將復雜的內容簡單化。物理概念的學習必然會用到大量的前概念，其中有些推動概念學習的助長性遷移，有些起擾亂或抑制作用，需要在組合過程中加以選擇。例如，在建立壓力概念的過程中，減少方差的技術方法是實驗的重要組成部分。在本實驗中，需要表明的是，一些學生認為形成的壓力物體的堅硬程度會影響壓力的大小，其實壓力物體的堅硬程度不影響壓力的大小，壓力大小只與相互作用力的面積有關。在實驗中，用同一變形物體比較壓力的影響比較容易。即使實驗現象明顯，也不能說壓力與被壓物體的堅硬程度有關。

（二）基于學習進階理論的壓力概念教學設計

在以上分析的基礎上，分析和比較了先進學習理論的體驗、映照、聯系、系統和聯合五大層次，并結合學生在觀念學習中思維的發展，將壓強概念的教學設計分為三個步驟：

1.建構壓力概念。壓強概念的建立是以壓力概念為基礎的，在以往的教學過程中，老師會針對壓力知識點對壓力進行舉例說明，同時還會讓學生制作簡單的壓力圖，然后讓學生歸納出壓力的特征，同時了解壓力的界定。大部分學生認為這種教學方法不合乎道理，特別是壓力圖的制作過程過于突然，學生沒有繪制壓力圖的經驗。在概念學習過程中，體驗是必不可少的，在學習生活中要掌握相關的壓力體驗，因此在教學過程中，老師的教學思路如下：一是通過對生活中壓力概念的學習，掌握相應的壓力場景；二是用示意圖展示壓力知識點；三是全面分析壓力概念，掌握壓力的特點。另外，老師在教學過程中為了幫助學生掌握和理解壓力概念，可以尋找關于壓力的實際案例，確保實際案例與壓力效應相關聯[3]。

2.自主設計實驗。首先要確保學生能掌握和了解正確的實驗步驟。從學習進階的角度來看，實驗設計的過程應該與實驗的相關性和系統性相適應，在實驗設計完成后，學生對于整體的實驗有一個系統印象。因此，老師要確保學生在實驗過程中注重思考以下問題：一是控制同一壓力但不同壓力區的措施；二是控制同一壓力區但不同壓力的措施；三是正確體現壓力效果的措施。上述幾個問題應該讓學生自行解決，老師只是指導和引領學生，將學生零散的思維意識整合起來。

3.借助邏輯推理。這一步主要是幫助學生復習速度和密度的定義模式、單位推導模式、物理意義表達模式等，由于之前的實驗概念和操作都是建立在基礎上的，學生的理解已經形成，所以在這里進行組合沒有很大挑戰，也沒有重復。

（三）教學反思

通過以上教學設計，了解和掌握了先進概念學習的幾個層次，學生體驗了物理概念的形成過程。實踐證明，可以確保學生完全理解壓力概念知識。因此，在壓強概念的常規教學中，此知識點并不受到重視，而進行考核時，常常不會直接進行概念考核，如若學生的理論知識掌握不牢固，學生在回答問題的過程中會遇到很多的困難。因此，在概念知識教學過程中，要以學生的認知能力為基礎，讓學生認知和掌握概念的五個層次，同時確保學生在壓強概念學習過程中還能養成良好學習習慣[4]。總之，基于學習進階理論進行壓強概念學習，可以提高學生的學習能力，并能提高教學效率。

綜上所述，以“壓強”教學為例，可以看出基于學習進階的物理概念教學能夠拓展學生的思維空間，幫助學生建構物理概念，進而幫助學生學習、理解和掌握物理知識。同時，在物理概念教學過程中，要分析學習進階物理概念教學的起點、中點和終點，從而確保學生的認知能順著正確的思維途徑展開，建構正確的科學模型。

參考文獻

[1]董友軍，侯柏羽.基于學習進階的物理概念教學策略——以“液體的表面張力”為例[J].教學月刊·中學版（教學參考），2020（10）：03-08.

[2]王勝華，經本合.基于學習進階的物理概念教學——以“靜摩擦力”為例[J].中學物理教學參考，2020（20）：26-27.

[3]葉成林.基于深度學習的初中生物理概念建構質量提高策略——以蘇科版“壓強”教學為例[J].中學物理，2020（12）：12-14.

[4]白孝忠.“體驗學習圈”在物理概念教學中的應用——以“壓強”教學為例[J].江蘇教育，2018（27）：54-57.

（本文系2020年度甘肅省“十三五”教育科學規劃課題“物理學科深度學習與高階思維培養研究”的研究成果，課題立項號：GS[2020]GHBZ001）

編輯：張昀