基于學習進階理論的物理課堂問題鏈設計及初探
——以蘇科版“力 彈力”為例

施育峰

(南通市海門區東洲國際學校 江蘇南通 226100)

一、問題的提出

力是物理學中最重要、最基本的概念之一，蘇科版第八章第一節力、彈力是整個力學的第一節，起著奠基作用。學生在學習力之前，對力的認識并不是空白的，而是有著豐富的感性認識，但這些認識是零碎的、膚淺的，甚至是錯誤的。要讓學生形成科學的力概念并非一蹴而就。筆者認為，基于學習進階的問題鏈可以有效引導學生從力的前概念逐步過渡到力的科學概念上。

二、學習進階理論

關于什么是學習進階，目前大多數學者青睞采用美國國家研究委員會（NRC）對學習進階的定義，即學習進階是對學生一系列基于學科知識的、連續的、逐步深入的思維活動進行描述的工具，旨在刻畫學生科學認知水平的發展過程[1]。由于時間跨度的限制，本文中的學習進階是指在課堂實施中，學生對某一主題或核心概念的認識從前概念到科學概念的一系列臺階，逐步上升的過程。

三、問題鏈

“問題鏈”是指，為了達到一定的教學目標，教師把有關知識組織成一連串有目標、有進階層級，彼此獨立而又相互聯系的教學問題[2]。從形式上看，問題鏈是一問接一問，一環套一環；從內容上看，它是問問相連，環環緊扣；從目標上看，它是步步深入，由此及彼。它的每一問都可使學生的思維產生一次飛躍，它像一條鎖鏈，把疑問和目標緊緊地連在一起。問題鏈的起點是學生的已有認知或前概念，問題鏈的終點是教學目標。從起點到終點的一系列問題就好比一個個臺階，由淺入深、循序漸進，一步步把學生的思維引導到教學目標上，如圖1。

四、問題鏈設計策略

（一）分析原有認知基礎

在學習力概念之前，學生可能已經有了“肌肉張緊后產生了力，只有人和動物才可以產生力”等前概念。學生的這些前概念對正確學習力的概念起到了負面的作用。所以，有必要分析學生的原有認知，探測學生的原有認知方法有直接法和間接法。直接法是通過對學生的直接訪談或測試了解原有認知。間接法是通過查閱有關文獻或咨詢經驗豐富的老教師來了解學生的原有認知。

（二）分析進階層級和影響因素

影響物理概念學習的關鍵進階臺階主要有以下幾點：1.錯誤的前概念根深蒂固，從錯誤概念轉變到科學概念的“臺階”。2.從一系列的現象中抽象概括得出結論的“臺階”。3.通過學科思維才能實現的“臺階”。當然，這些臺階不是一概而論，在不同的知識背景下，影響學習進階的臺階還可能有其他臺階。

（三）問題鏈設計步驟

設計步驟 設計思路 注意點第一步 理解目標，根據目標設計核心問題鏈梳理教學內容與教學目標的關系，核心問題鏈的功能是承載主干知識。第二步 由核心問題設計次一級問題鏈，分析合理性核心問題鏈好比樹干，次一級問題鏈是樹枝，教師要處理好知識的呈現順序和方式，基于最近發展區設計問題第三步 進行問題具體化，展開過程設計分析學生已有認知，學生可能在哪些地方會產生困惑。

五、案例分析

課前：學生玩拉力器、臂力棒等器械。

大家對“力”都很熟悉，我們每天都在用力。

問題1：你能對桌上的氣球、彈簧、握力圈、橡皮筋施加力嗎？稍后和大家一起分享你是怎么做的。

生：用手壓、拉這些物體。

問題2：那是不是只有人才能對物體施力？

生：不是。動物也能，比如狗拉雪橇等。

問題3：如果不用手壓氣球、拉彈簧，有沒有其他辦法使氣球壓扁、彈簧伸長？

生：拿幾本書放在氣球上面，氣球變扁了。把鉤碼掛在彈簧下面，彈簧也能伸長。

問題4：那只是有生命的物體才能產生力嗎？

生：不是，沒有生命的物體也能產生力。

教師邊提問邊將涉及的物體及作用效果進行板書。緊接著，教師將黑板上的“人”“壓”“氣球”三列用方框圈起來。教師告訴學生，我們可以抽象出“壓”這一列方框的共同特征為“作用”。

問題5：同學們思考一下，是什么力？

生：物體對物體的作用。

問題6：力能脫離物體而存在嗎？

生：不能。

問題7：一個物體能產生力嗎？

生：不能。

問題8：直接接觸的兩物體之間一定存在力嗎？不直接接觸的物體之間就沒有力的存嗎？

生：都是不一定。

問題9：那為什么不一定？

生：因為無法確定物體之間是否有作用。

問題10：那么產生力的條件是什么？

生：要有兩個物體，并且這兩個物體之間有作用。

問題進階設置思路：力是初中物理中采用抽象概括的方法建立起來的概念。要使學生正確建立力的概念并非易事。在具體教學中，設計的問題臺階如下：作為教學起點的進階臺階1是借助常見的具體事物，使學生親身感受力。進階臺階2是借助書本、文具盒等無生命的物體產生力，以此改變“只是有生命的物體才能產生力”的錯誤觀念。進階臺階3是通過板書的感性材料抽象概括出力的概念。進階臺階4是從產生力的物質性來設置問題，進階臺階5是從物體間發生“作用”才能產生力的角度來設置問題。這些進階臺階環環相扣、層層遞進，不斷激發學生的思維，實現學生對力的概念由感性認識上升到理性認識。

通過平行班的比對，筆者發現基于學習進階理論的問題鏈能更好地鋪設問題進階臺階，引導學生深刻理解知識內容，逐步發展學科思維，培養核心素養，能收到良好的教學效果。