不同階段“學習進階”的研究

高可颯　鄭淵方

【摘要】以與電路相關的學習表現為“學習進階”的研究變量，按照初中階段、高中階段中的成就水平，對相應的學習表現進行整理，并結合安德森等人的認知過程類別劃分標準，對學習表現進行分類.根據統計結果分析不同階段的學習表現進階特征和電路主題爬坡式進階模式，并以高中階段為例，進行進一步的解釋說明，以期給教師提供一定的教學參考.

【關鍵詞】學習進階;學習表現;電路主題

學習進階最早是由美國在2007年提出，學習進階是對學生進行長期學習的過程中其思維方式越來越復雜的描述[1].

理清不同學習主題學習進階的主要內容，結合課標要求，教材編排體系特點、學生實際、聚焦主題分版塊并進行研究.教師通過對不同階段學習進階的研究，不僅可以有效把握學生在每個階段的情況，而且能夠根據學生的情況更好地進行因材施教[2].

本文基于課程標準，以電路主題作為研究的進階變量，對電路主題的相關學習表現進行整理和分類，并以高中階段對電路主題的學習的內容為例，進一步解釋說明高中階段應達到的水平.

1 電路主題下不同成就水平的學習表現統計

從初中物理課程標準和高中物理課程標準中選取相應的課程內容作為學習內容.為了更準確地描述學習表現的進階水平的分級，采用了安德森等人在《布盧姆教育目標分類學 分類學視野下的學與教及其測評》一書中使用的認知過程類別.并在《義務教育物理課程標準（2011年版）》[3]和《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修改）》[4]中找出與電路主題有關的“課程內容”，作為相對應兩個階段學習的主要內容.并根據安德森等人的認知過程類別劃分標準，對學習表現進行分類.為了便于統計，將電路主題又細分為不同的小主題.

為了更準確地描述學習表現的類別，在這里并沒有統計每個學習表現類別的數量，因為數量的多少并不能體現其表現水平的高低，因此在這里使用不同類別的學習表現類型所占的比例來說明表現水平的高低.

在認知過程中，學習表現所占的比重越大則其級別越高，相對應的水平也就越高[5].電路主題下的統計結果如圖1所示.

從圖1可以看出，初中階段以舉例、分類等較高水平的認知過程為主;高中階段中更高水平的應用類學習表現（執行、歸因）占比明顯增多.從學習表現類別占比變化上看，從初中階段到高中階段，學習表現的水平不斷提高，符合“學習進階”理念.

2 電路主題下“學習進階”模式分析

為了研究電路主題的“學習進階”模式，采取了坐標圖示的方式來進行分析（如圖2所示）

電路方面的內容，主要涉及初中和高中兩個階段.從圖2可以看出，電路主題的“學習進階”的模式類似為爬坡式.

2.1 橫向分析

從橫向來看，對電路主題下同一個小主題進行學習，從初中到高中階段，對知識的掌握程度不斷深入.

在初中階段，在明確電路的組成需要電源、開關、用電器之外，理解電路中電壓、電流和電阻的基本含義，并會對它們進行簡單的應用; 再到高中階段，對于組成電路的每一個元器件都如數家珍.

雖然對電路的學習跨度相對較長，但是符合我們對于知識的認知發展水平，其思維也在這個過程中不斷得到鍛煉.也體現了基本核心知識的不斷進階，從記憶到理解再到應用，其所對應的認知水平也是不斷提高的.學生對核心概念的理解不是突然形成的，萬丈高樓平地起，學生對概念的掌握需要一個循序漸進的過程，是一個由簡單到復雜的過程，對相應知識理解也是逐步掌握.

隨著學習活動的進行，學習內容不斷深入，對應學習的表現水平也不斷提高.與此相對應的教師的教也要符合的學生的進階發展水平，使教師的教和學生的學達到一種相得益彰的效果.

2.2 縱向分析

從縱向來看，在初中階段，以理解基本概念和進行簡單的實驗為主，并能夠進行簡單的知識總結.在這一部分首先理解基本元器件的概念和含義，其次是會看、會畫簡單的電路圖，最后能夠運用歐姆定律和簡單的焦耳定律.并且在這一階段，讓學生在學習的過程中逐步體會到串并聯電路中電流、電壓是按照什么進行分配的.

高中階段是在初中學習的基礎上不斷深化對知識的學習，首先是對電流的產生及其本質的理解，其次是對更加復雜電路的分析，能夠對閉合電路歐姆定律和焦耳定律有更加深入的理解，最后，能夠對微觀條件下電流的定向移動有更深入的認識.可以發現學習表現水平相較于初中階段有明顯的提高[6].

從學習電路主題的主要內容來看，每個階段進行學習，基本都是由小概念到大概念來進行的.

學生在對電路主題的相關內容進行學習的過程中，其先主要認識電路的基本要素：電流、電壓和電阻.接著在認識的基礎之上，又學習電路的組成方式、串并聯電路、電路的特性、歐姆定律、焦耳定律和電源電動勢的相關內容.其學習過程符合學生的認識結構的發展水平，也使學生的學習更加得心應手.

學生在初中和高中這兩個階段的學習過程中，每一個階段都會接觸到這些知識，體現著知識的進階.同樣的，在這兩個階段中知識難度及學生對相應知識的理解程度也在不斷發生著改變.

由此可見，學生在整個學習的過程中不斷體現著學習進階.在學習進階的過程中，學生的各項能力得到鍛煉與提高.

因此，在進行教學時，可依據學生在學習電路主題時應達到的知識水平對學生進行相關知識的測驗，以便于用來確定學生處于電路主題學習的哪個層級，基于學生的水平，進行相應的教學設計.

3 對高中階段教學的啟發

在高中階段，對電路方面的更深層次的認識是在基于電場知識基礎之上的，物體帶電的本質是電荷的轉移.

電荷能夠在它的周圍產生電場，在電場之中，電荷與電荷之間會相互作用.接通電路的那一瞬間，在整個電路中會迅速建立電場，處于電路中的電荷將在電場的作用下開始定向運動并形成電流，局部電路中的變化往往會對整個電路中的電流和電壓的分配造成影響，牽一發而動全身.

通過導體的電流跟導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比.對導體電阻來說主要是受其長度、橫截面積和材料的影響.

串聯分壓并聯分流，并且在串聯電路中總電阻等于各部分電阻之和，并聯電路中總電阻的倒數等于各部分電阻的倒數之和.當電流通過導體時會產生熱量，它與電流的平方成正比、與導體的阻值和通電時間成正比.

電功率能實現電路中能量轉化的定量分析，其大小等于電勢差與電流的乘積.電功率與通電時間的乘積即為消耗電能的總量.

基于此，在這部分學習的過程中，應要求學生在掌握電流的宏觀意義的基礎之上進一步掌握電流的微觀意義，并要求學生理解無論是哪一部分電路的變化，都會對整個電路造成影響.

應盡量地掌握歐姆定律，掌握串并聯電路電阻的特點，會計算電功率.用電場的概念繼續加深學生對電流的產生及其本質的理解.

處于高中階段的學生可以掌握焦耳定律并對電阻定律有所了解.

因此，高中階段教師在進行相關教學的時候，首先，自身要對知識有更加深入的理解和自己的見解，其次，在了解班級學生基本掌握情況的基礎之上，對相關知識的教授深淺度要有更加精準的把控，最后，在選取相關的教學方式時，結合學生已有的發展水平和學生已經掌握的情況，設計相應的教學設計方案，并且要符合學生對知識學習的進階過程.

例如 對一些概念（如電流等概念）的講解，學生在這個階段已經對電流等概念的宏觀概念有所了解，那么學生在已有的相關知識的背景之下，可以直接從其微觀本質進行解釋說明，學生在接收這部分知識的過程中，對于新的知識接受度將會更高，并且對知識的把握也會更加全面.

這類知識雖“舊”，但依舊有新的內容傳授，從而達到一種舊而新授的目的，學生在已有知識的幫助之下，將會對新的內容抱有更大的接受度，并愿意主動去向更深層次探尋.

從知道核心概念一般定義到更加深入的理解，也符合學生的認知發展水平.學生隨著學習的不斷深入，其對電路主題下相關知識的認知也就更加全面，學生自己的知識網絡也會更加具體形象.學生對核心概念的理解也會更加豐富，在學習其他方面的知識時也會應用得得心應手.

對于教師而言，明確學生知識掌握水平處于哪個階段，對于所傳授知識的難易程度會有更加清楚的把握，基于學生的學習進階水平選擇更加適合的教學方法，將更有助于其教學.長此以往，學生的學習會更加輕松，教師的教學也會更加得心應手，促進彼此的成長.

4 結語

本文通過對電路主題下不同階段學習表現的統計分析，描述了學生在該水平應達成的知識理解程度、技能掌握情況，有助于確認學生位于學習進階的哪個水平.

在從初中階段到高中階段學習電路主題的過程中，學生對電路主題內容的理解和思考也將逐步完善.

在文章最后以高中階段為例，對電路主題下該階段應掌握的知識進行的相應的解釋說明，期望為教師在該階段的教學提供相應的幫助，并能夠使教師的教學朝著已定的目標穩步推進.

參考文獻：

[1]Brown， Thomas. Taking Science to School： Learning and Teaching Science in Grades K-8[J].Science Scope，2008，31（6）.

[2]張穎之.理科課程設計新理念：“學習進階”的本質、要素與理論溯源[J]. 課程.教材.教法，2016，36（06）：115-120.

[3]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修改））[M].北京：人民教育出版社，2018.

[5]李亮.大氣主題的分學段“學習進階”研究[J]. 地理教學，2021，（05）：20-24.

[6]范增.我國高中物理核心概念及其學習進階研究[D].西南大學，2013.