基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理概念教學(xué)

王瑛 何萬軍

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

【關(guān)鍵詞】物理教學(xué)；概念；學(xué)習(xí)進(jìn)階；壓強(qiáng)

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

目前越來越多的教學(xué)模式出現(xiàn)在大眾眼前，學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)模式就是其中一種，學(xué)習(xí)進(jìn)階課堂教學(xué)模式有助于當(dāng)前課堂教學(xué)的發(fā)展，其已成為教育領(lǐng)域討論的重要課題之一。在物理教學(xué)過程中，存在難學(xué)、不好學(xué)的情況，為此老師也開始使用學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)模式，來加深學(xué)生對于物理概念的理解和掌握。下面，筆者以“壓強(qiáng)”教學(xué)為例，談基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理概念教學(xué)。

一、學(xué)習(xí)進(jìn)階及其理論研究

學(xué)習(xí)進(jìn)階主要指的是學(xué)生在一定時間內(nèi)，對于某一主旨按照次序進(jìn)階漸漸精熟老練和向更深的階段發(fā)展的思維方式，這些思維方式能在學(xué)習(xí)和探求研究過程中得到協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展。學(xué)習(xí)進(jìn)階理論認(rèn)為，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階的不同，其思維活動也在不斷進(jìn)步和發(fā)展，思維活動逐漸由簡單變?yōu)閺?fù)雜，需要經(jīng)歷多個階段。每一個階段都表明了學(xué)生思維活動的層次，同時也是學(xué)生通過思維活動認(rèn)識、了解的“臺階點”，而且不同階段學(xué)生思維活動存在差異性。

在研究過程中，從其研究內(nèi)容和研究要點角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)階與學(xué)習(xí)、課程和評價有密不可分的聯(lián)系。學(xué)習(xí)進(jìn)階的主要目的是為了完善學(xué)生思維活動，它不僅表現(xiàn)在對知識認(rèn)知的對錯層面，還表現(xiàn)在學(xué)生給出的答案和外在行為上，以此來確定學(xué)生的實際理論知識水平和實踐操作能力[1]。目前我國在進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)研究時，常研究學(xué)習(xí)進(jìn)階的結(jié)構(gòu)設(shè)計和評價系統(tǒng)，同時在進(jìn)行教學(xué)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(guān)于研討學(xué)習(xí)進(jìn)階課堂教學(xué)方法方面的知識點，因此需要加強(qiáng)對學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)的研究和探討。

采用學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)的主要理念就是在課堂教學(xué)過程中學(xué)生占據(jù)主要地位，老師在傳授知識點時也要圍繞學(xué)生進(jìn)行，在教學(xué)過程中，要了解學(xué)生每個階段所處的進(jìn)階點，確保教學(xué)方式方法符合當(dāng)前學(xué)生的發(fā)展，進(jìn)而有效提高教學(xué)質(zhì)量。

二、以“壓強(qiáng)”教學(xué)為例的學(xué)習(xí)進(jìn)階物理概念教學(xué)

（一）基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的壓強(qiáng)概念分析

在物理力學(xué)教學(xué)過程中，“壓強(qiáng)”知識點教學(xué)屬于其重要部分之一，通過學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)模式，主要幫助學(xué)生了解以下兩個方面：一是在學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)過程中，老師需要準(zhǔn)備好教學(xué)方案，同時要分析學(xué)習(xí)情景，讓學(xué)生能夠初步了解其知識點；二是將學(xué)習(xí)進(jìn)階分為體驗、映照、聯(lián)系、系統(tǒng)和聯(lián)合五個層次。

1.體驗。眾所周知，壓強(qiáng)是描述壓力效應(yīng)的物理量，這是壓強(qiáng)概念的基本定義。學(xué)生有哪些相關(guān)體驗?zāi)兀康谝唬瑢W(xué)生在日常生活中，累積了關(guān)于壓力、重力等方面的知識，通過這些知識，幫助學(xué)生了解和學(xué)習(xí)壓強(qiáng)理論知識內(nèi)容；第二，通過學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到由于力的作用會導(dǎo)致物體變形；第三，學(xué)生在表達(dá)垂直作用于物體表面的力的作用時，會出現(xiàn)語言表達(dá)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(jīng)過研究表明，這種語言表達(dá)上的困難會影響學(xué)生對“壓強(qiáng)”知識點的掌握。

2.映照。映照是指學(xué)生在受到信息刺激后，將所學(xué)的知識點轉(zhuǎn)化為實踐能力，這個過程中使新信息刺激前認(rèn)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(guān)呢？”在受到這些信息的刺激后，學(xué)生將把這種表達(dá)映照到他們自己的經(jīng)驗系統(tǒng)中[2]。

3.聯(lián)系。事實上，映照和聯(lián)系是互相關(guān)聯(lián)的關(guān)系，映照靠近實踐經(jīng)驗，而聯(lián)系則是需要通過相應(yīng)的語言來反映映照結(jié)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(xué)中，學(xué)生根據(jù)壓力概念、壓力效應(yīng)的物理圖象和壓力效應(yīng)的描述，將這些相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來。

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

5.聯(lián)合。聯(lián)合是建立在系統(tǒng)認(rèn)識的基礎(chǔ)之上，將復(fù)雜的內(nèi)容簡單化。物理概念的學(xué)習(xí)必然會用到大量的前概念，其中有些推動概念學(xué)習(xí)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(shù)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(xué)生認(rèn)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(guān)。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(xiàn)象明顯，也不能說壓力與被壓物體的堅硬程度有關(guān)。

（二）基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的壓力概念教學(xué)設(shè)計

在以上分析的基礎(chǔ)上，分析和比較了先進(jìn)學(xué)習(xí)理論的體驗、映照、聯(lián)系、系統(tǒng)和聯(lián)合五大層次，并結(jié)合學(xué)生在觀念學(xué)習(xí)中思維的發(fā)展，將壓強(qiáng)概念的教學(xué)設(shè)計分為三個步驟：

1.建構(gòu)壓力概念。壓強(qiáng)概念的建立是以壓力概念為基礎(chǔ)的，在以往的教學(xué)過程中，老師會針對壓力知識點對壓力進(jìn)行舉例說明，同時還會讓學(xué)生制作簡單的壓力圖，然后讓學(xué)生歸納出壓力的特征，同時了解壓力的界定。大部分學(xué)生認(rèn)為這種教學(xué)方法不合乎道理，特別是壓力圖的制作過程過于突然，學(xué)生沒有繪制壓力圖的經(jīng)驗。在概念學(xué)習(xí)過程中，體驗是必不可少的，在學(xué)習(xí)生活中要掌握相關(guān)的壓力體驗，因此在教學(xué)過程中，老師的教學(xué)思路如下：一是通過對生活中壓力概念的學(xué)習(xí)，掌握相應(yīng)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(xué)過程中為了幫助學(xué)生掌握和理解壓力概念，可以尋找關(guān)于壓力的實際案例，確保實際案例與壓力效應(yīng)相關(guān)聯(lián)[3]。

2.自主設(shè)計實驗。首先要確保學(xué)生能掌握和了解正確的實驗步驟。從學(xué)習(xí)進(jìn)階的角度來看，實驗設(shè)計的過程應(yīng)該與實驗的相關(guān)性和系統(tǒng)性相適應(yīng)，在實驗設(shè)計完成后，學(xué)生對于整體的實驗有一個系統(tǒng)印象。因此，老師要確保學(xué)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(qū)的措施；二是控制同一壓力區(qū)但不同壓力的措施；三是正確體現(xiàn)壓力效果的措施。上述幾個問題應(yīng)該讓學(xué)生自行解決，老師只是指導(dǎo)和引領(lǐng)學(xué)生，將學(xué)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(xué)生復(fù)習(xí)速度和密度的定義模式、單位推導(dǎo)模式、物理意義表達(dá)模式等，由于之前的實驗概念和操作都是建立在基礎(chǔ)上的，學(xué)生的理解已經(jīng)形成，所以在這里進(jìn)行組合沒有很大挑戰(zhàn)，也沒有重復(fù)。

（三）教學(xué)反思

通過以上教學(xué)設(shè)計，了解和掌握了先進(jìn)概念學(xué)習(xí)的幾個層次，學(xué)生體驗了物理概念的形成過程。實踐證明，可以確保學(xué)生完全理解壓力概念知識。因此，在壓強(qiáng)概念的常規(guī)教學(xué)中，此知識點并不受到重視，而進(jìn)行考核時，常常不會直接進(jìn)行概念考核，如若學(xué)生的理論知識掌握不牢固，學(xué)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(xué)過程中，要以學(xué)生的認(rèn)知能力為基礎(chǔ)，讓學(xué)生認(rèn)知和掌握概念的五個層次，同時確保學(xué)生在壓強(qiáng)概念學(xué)習(xí)過程中還能養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣[4]。總之，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論進(jìn)行壓強(qiáng)概念學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，并能提高教學(xué)效率。

綜上所述，以“壓強(qiáng)”教學(xué)為例，可以看出基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理概念教學(xué)能夠拓展學(xué)生的思維空間，幫助學(xué)生建構(gòu)物理概念，進(jìn)而幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、理解和掌握物理知識。同時，在物理概念教學(xué)過程中，要分析學(xué)習(xí)進(jìn)階物理概念教學(xué)的起點、中點和終點，從而確保學(xué)生的認(rèn)知能順著正確的思維途徑展開，建構(gòu)正確的科學(xué)模型。

參考文獻(xiàn)

[1]董友軍，侯柏羽.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理概念教學(xué)策略——以“液體的表面張力”為例[J].教學(xué)月刊·中學(xué)版（教學(xué)參考），2020（10）：03-08.

[2]王勝華，經(jīng)本合.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理概念教學(xué)——以“靜摩擦力”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2020（20）：26-27.

[3]葉成林.基于深度學(xué)習(xí)的初中生物理概念建構(gòu)質(zhì)量提高策略——以蘇科版“壓強(qiáng)”教學(xué)為例[J].中學(xué)物理，2020（12）：12-14.

[4]白孝忠.“體驗學(xué)習(xí)圈”在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用——以“壓強(qiáng)”教學(xué)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(xué)規(guī)劃課題“物理學(xué)科深度學(xué)習(xí)與高階思維培養(yǎng)研究”的研究成果，課題立項號：GS[2020]GHBZ001）

編輯：張昀