基于全視角學習理論的物理電磁學教學實踐

摘 要：全視角學習理論強調多角度、多維度理解與掌握知識。全視角學習理論指導下的物理教學能夠提高學生學習積極性，發展學生核心素養，提升教師教學能力。基于全視角學習理論開展物理教學，應梳理邏輯結構重構教學目標、設置問題驅動激發學生學習熱情、開展探究式活動促進知識內化、重現實驗過程使定性試驗與定量研究相結合。

關鍵詞：全視角學習理論；高中物理；電磁學；教學實踐

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）35-0129-04

作者簡介：藍炯武，1981年生，廣西柳州人，本科，高級教師，主要研究方向為高中物理教學。

全視角學習理論由丹麥教育學、心理學教授克努茲·伊列雷斯提出，該理論構建了“兩個過程”“三個維度”的學習框架，為教育實踐提供了創新思路。基于全視角學習理論的高中物理教學活動，在關注學生基礎知識掌握情況的同時，強調對學生實驗技能、分析思維、問題解決能力的培養，使學生能多維度理解、探究知識，促進知識的內化與吸收。本研究旨在探討全視角學習理論在物理電磁學教學中的應用，分析其對學生學習效果的影響，并提出相應的教學策略和實施建議。

一、全視角學習理論的內涵及研究現狀

全視角學習理論從知識獲得與個體互動兩方面闡述了學習的過程。它不僅關注學習者如何獲取、存儲、處理和運用知識，而且強調學習是學習者主動建構知識的過程，而非被動接收信息。同時，全視角學習理論還探討了學習的生理機制，揭示了大腦的結構、功能以及神經可塑性在學習過程中的作用，有助于深入理解學習過程中的大腦活動和個體差異［1］。

作為一種綜合性學習理論，全視角學習理論自提出以來便受到教育界的廣泛關注。董靜認為，全視角學習理論為在學科教學中培養學生的學科核心素養提供了具體的實踐線路，即以“整體思維”為方法論、以“積極卷入”為動力系統、以“關注過程”為根本著力點和以“個體發展”為價值訴求［2］。陳玲玲認為，所有學習都包含外部和內部兩個過程，外部過程指個體與環境之間互動，內部過程由內容與動機交互的內部心智獲得，由此產生學習的三個維度：內容、動機與互動［3］。劉賢昌等人在整課及教學中運用全視角學習理論，立足學習的兩個過程，以教學環境、教學內容、教學互動為切入點，探討了整體性教學模式，取得了較為理想的教學改革效果［4］。

本研究基于全視角學習理論開展高中物理電磁學教學實踐研究，之所以聚焦電磁學教學，是因為電磁學是高中物理教學的突出難點，知識綜合性強，涉及牛頓力學、電磁感應、能量體系等多個體系。再加上電磁學知識概念過于抽象，脫離了學生的直觀經驗，導致學生學習該部分內容十分困難。在此背景下，本研究嘗試將全視角學習理論引入電磁學教學，以學生“如何學”作為切入點開展教學活動，以期紓解電磁學教學困境。

二、全視角學習理論運用于物理電磁學教學的意義

（一）有助于提高學生的學習積極性

物理是一門實踐性較強的學科，與學生生活實際存在密切聯系，但以往的灌輸式教學方法，側重提升學生的解題能力，忽略了對學生物理知識運用能力的培養。在此情況下，學生被迫死記硬背一些定律公式，缺少對知識的深入理解，無法實現知識的有效銜接，與實際問題情境相脫離。在物理電磁學教學中運用全視角學習理論，可以在很大程度上激發學生的學習熱情，有效銜接課堂環境與師生個體，通過創設情境、問題驅動等方式讓學生主動構建知識體系，拉近課堂與學生生活實際的距離，并通過互動、探究，為學生提供思想交流碰撞的機會，不僅有助于學生內化與吸收物理知識，而且能激發學生的物理學習興趣，提高學生的學習主觀能動性。

（二）有助于發展學生的核心素養

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，物理教學應立足于學生的核心素養，從學生終身發展、社會發展的視角開展教學活動。基于這一教學要求，高中物理教師應從全視角開展教學活動，促進學生多方面發展，讓學生在吸納知識的同時，提高學以致用的能力，使學生能夠將建構的知識應用于實際。全視角學習理論與高中課堂的融合能夠改變學生傳統的學習狀態，使學生不再局限于解題方法，而是側重于發展物理觀念與科學思維，形成正確的科學態度，具備較強的科學探究能力。同時，全視角學習理論強調多元化教學資源的應用，以學生為主體，教師以引導者的身份幫助學生探尋知識，這不僅能夠促進師生之間、生生之間的良性互動，而且能夠推動在知識獲得過程中衍生新的互動探究，學生在互動探究中思考與物理知識相關的生活現象，獲取知識并學以致用，進而發展物理學科核心素養。

（三）有助于提升教師的教學能力

對教師而言，全視角學習理論的應用能夠改變教師“分數至上”的傳統教學觀念，使教師意識到相較于解題能力，更應該通過物理教學培養學生解決問題的能力。學生并非存儲知識的容器，而是知識的建構者與運用者。教師應善于利用情境教學法，通過創設問題情境調動學生的內在學習動力，激發學生的主觀能動性，使學生由傳統的被動接受知識轉變為主動探究知識，通過探究活動幫助學生了解物理知識的內在邏輯，以小組合作的方式親身體驗實驗過程，從中獲得知識。在全視角學習理論指導下，教師需基于教學內容，以整體視角進行教學設計，整合教學內容，貫穿各知識點，以問題驅動、情境創設、活動探究等多種形式開展教學活動。學習并非是僅針對學生的單向活動，更需要教師參與其中，通過師生間的雙向反饋，提高教學質量。另外，全視角學習理論強調，除教師外，教學資源也可以看作與學生互動的對象。這里的教學資源并非只有教材和教輔資料，還包括科技發明、生活現象等能夠吸引學生注意力、拓寬學生視野的教學資源。

三、全視角學習理論指導下的物理電磁學教學

（一）梳理結構邏輯，重構教學目標

全視角學習理論強調從學習整體性視角出發，挖掘知識邏輯層次，梳理知識點的內在聯系，呈現不同知識模塊的關聯，制訂教學目標。通過整合教學知識點，打通各知識模塊理論銜接，并融于探究活動，使學生能通過探究活動理解多種理論概念、規律方法，將碎片化、單一化的知識內容串聯起來，促進學生形成知識網絡，幫助學生實現知識的內化與吸收［5］。“庫侖定律”為高二年級的學習內容，該階段的學生已經初步掌握了牛頓力學知識，了解如何處理共點力作用下的物體平衡問題。同時，學生還掌握了一定的電磁學知識，了解電荷同性相斥、異性相吸的基本規律，并清楚控制變量法的內在邏輯。拋開知識基礎來看，高二學生已經具備較強的知識總結能力，能夠透過實驗現象理解實驗內在機理，且有較強的操作能力、觀察能力。但由于受認知能力限制，學生需要直觀內容輔助理解抽象事物，同時在實驗具體操作方面需要教師指導，在理解庫侖定律適用條件方面存在一定困難。基于此，教師在教學時可制訂如下三個教學目標。

一是讓學生可以更深入地理解庫侖定律，并且能讓學生增強自主探索的欲望，最終達成基于全視角學習理論開展教學的目的。二是通過全視角學習理論的引導，制訂教學措施，使教學內容、教學架構更具連貫性，讓師生之間、生生之間增加更多的互動活動，讓學生可以自主地參與到庫侖定律的學習全過程中。三是以庫侖定律的發現、探究、研討、結果為教學框架，使學生可以更深刻地了解庫侖定律的發展歷史，通過實驗探究自主掌握庫侖定律公式，同時，通過科學實驗促進學生課堂互動，使學生更熟練地掌握控制變量、遷移類比等實驗方法，幫助學生在庫侖定律的學習過程中體會內在的人文價值。

（二）設置驅動問題，牽引學習動機

問題驅動是全視角教學設計的重要組成部分，合理的問題可以引導學生循序漸進且有效地思考。對此，教師可以在高中物理教學中引入問題驅動法，讓學生在問題中探究，在探究中成長［6］。問題可以設置在課堂中的各個階段，教師在設置問題時需關注以下三個點。

其一，教師需合理地提出問題，問題需要緊扣具體的教學內容。“庫侖定律”正式授課前，教師可以提出如下驅動問題引導學生思考：使物體帶電的方式有哪些？電荷之間的相互作用規律是什么？基于上述問題，教師通過多媒體設備為學生創設學習情境，展示地球繞著太陽、電子繞著原子核運動的視頻，讓學生根據視頻內容，猜想地球繞著太陽轉、電子繞著原子核轉二者之間的關聯性，并思考二者是否都遵循萬有引力定律。

其二，要體現學生的主體地位。在分析問題和討論探究的過程中，教師應當將學習的主體地位還給學生，將問題的討論和研究等相關組織工作都交給學生自己完成，如通過小組合作的形式讓所有學生都能夠參與到教學活動中，讓學生能夠在討論的過程中各抒己見，引導學生自主思考。教師則在學生遇到困難的時候及時引導，讓學生根據教師的指導自主探究。在完成上述任務后，教師可繼續引出新的問題：電荷作用力大小受哪些因素影響？這些因素與作用力之間存在怎樣的定性關系？問題引導學生更深刻地理解庫侖定律的由來以及內在邏輯，促進學生內化與吸收知識。

其三，及時總結歸納實現有效探究。學生在分析和探究問題后，教師可以組織學生以小組報告的形式進行交流和分享，這既能夠拓寬學生的思路、豐富學生的解題方法，又能夠培養學生的表達能力和交流能力。以“庫侖定律”一課為例，探究結束后，教師需帶領學生回顧、總結庫侖定律，厘清與庫侖定律相關的基本概念，使學生清楚庫侖定律公式[F=kq1q2r2]的含義，了解靜電力常量k的由來，掌握庫侖定律的適用條件。通過回顧總結，學生對庫侖定律的內在邏輯將有更深入的理解，進而逐步構建知識網絡。

（三）開展探究活動，促進知識內化

探究式活動可以讓學生在適宜的氛圍中探究電磁學知識，激發學生自主探究意識。在“庫侖定律”教學過程中，教師可將學生分為若干小組開展定性實驗，實驗設備如圖1所示。

A為帶電金屬球，首先調整金屬球A的電荷攜帶量，觀察作用力的變化情況；其次，使金屬球A的電荷量保持不變，分別在P1、P2、P3上用細線掛上帶電小球，觀察金屬球A與其他小球之間的作用力與距離的關系，重復實驗。通過實驗，學生了解電荷間作用力大小的反映方式，激發探究興趣，培養實踐能力與合作能力。實驗過程中，教師需觀察各小組實驗開展情況，針對存在的問題及時引導。例如，當學生發現異種電荷之間吸引力呈現效果不明顯時，教師應引導學生思考是什么原因導致了這一現象，并讓學生討論，自主發現異種電荷接觸后會發生電荷中和反應，從而導致異種電荷吸引力不明顯。

（四）重現實驗過程，開展定量計算

在教學“庫侖定律”時，教師運用多媒體設備為學生播放庫侖扭秤實驗視頻，幫助學生理解扭秤實驗的基本原理與操作方法，使學生了解同種電荷間的斥力、異種電荷間的引力遵循平方反比的規律。同時，重現扭秤實驗：準備兩個質量完全相同的金屬球，分別為球A、球B，其中，球B不帶電、球A帶電量為q，使A、B兩球接觸，此時會發現兩球對第三個小球有著相同的作用效果。這表明球A所攜帶的電荷有一半轉移到了球B，即A、B兩球帶電量同為q/2。根據這一思路進行推理，便可以不斷獲得q/4、q/8……的電荷量，并讓學生進行推演如下。

萬有引力服從平方反比規律：[F=GMmr2]，故而[g=Fm=GMr2]。

重力場中做簡諧運動的單擺周期為[T=2πlg]，與上式聯立可得[T=2πlGMr2]，即單擺周期與[r]成正比。從而得出異種電荷之間的作用力也遵循平方反比規律的結論。

多媒體播放實驗視頻，能夠讓學生清楚了解扭秤實驗的原理與過程，加深學生對庫侖定律的理解，吸引學生注意力，使學生的認知更加清晰。

本次教學活動在全視角學習理論的指導下開展，確保所有學生均能夠參與進來，并為學生提供了實踐機會，很大程度上提高了學生的學習興趣和學習信心。同時，通過師生之間的有效互動，充分反饋實際教學情況，為教師后續調整教學內容、教學計劃奠定基礎。另外，通過設置驅動問題，能夠提高學生實驗嚴謹性，培養學生科學探究態度，通過問題引導學生找出問題，促進學生回歸課堂主體地位。學生經歷完整的探究活動后，能夠清楚了解到庫侖定律是電擺實驗、扭秤實驗結果的總結，通過重現實驗，學生加深了對庫侖定律的理解，能夠透過現象看本質，不再以單純的公式記憶為主，改變傳統學習中知識流于表面的學習模式。同時，通過實驗探究，還在一定程度上鍛煉學生的探究能力、計算能力與思維能力，發展學生的物理學科核心素養。

全視角學習理論在物理電磁學教學實踐中的應用，能夠為教師提供豐富的教學思路和教學方法，不僅可以幫助學生深入理解電磁學的核心概念，而且能培養學生的批判性思維和創新能力，發展學生的物理學科核心素養。本研究以“庫侖定律”一課為例，基于全視角學習理論開展教學實踐，取得了較為理想的教學效果。在今后的教學實踐中，教師可以在全視角學習理論的指導下，不斷探索和創新教學方法，為學生的全面發展提供更加有力的支持和幫助。

參考文獻

［1］李晶.關于實驗教學視角下的高中物理課程教學［J］.中文科技期刊數據庫（全文版）教育科學，2021（09）：162+164.

［2］董靜.全視角學習理論下學科核心素養的教學落實［J］.天津市教科院學報，2023，35（02）：59-65+95.

［3］陳玲玲.基于全視角學習理論的教師學習審視與提升路徑［J］.中小學教師培訓，2024（03）：6-11.

［4］劉賢昌，劉沖，王貞鵬.整課的理念、目標與結構［J］.教學與管理，2021（23）：23-26.

［5］姚宇平.核心素養視角下高中物理高效課堂構建對策［J］.新課程導學，2020（16）：32+34.

［6］劉寒春.基于高效課堂視角的高中物理教學策略探究［J］.考試周刊，2020（06）：139-140.

（責編 劉小瑗）