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(yè)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(diào)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(fā)，在講解和傳授學生專業(yè)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(xiàn)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(fā)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(nèi)，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(fā)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(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展。學習進階理論認為，學生根據(jù)學習進階的不同，其思維活動也在不斷進步和發(fā)展，思維活動逐漸由簡單變?yōu)閺碗s，需要經(jīng)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(nèi)容和研究要點角度出發(fā)，發(fā)現(xiàn)學習進階與學習、課程和評價有密不可分的聯(lián)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(xiàn)在對知識認知的對錯層面，還表現(xiàn)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(jié)構設計和評價系統(tǒng)，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(jù)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(fā)展，進而有效提高教學質(zhì)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(lián)系、系統(tǒng)和聯(lián)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(nèi)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(xiàn)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(jīng)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(zhuǎn)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(jīng)驗系統(tǒng)中[2]。

3.聯(lián)系。事實上，映照和聯(lián)系是互相關聯(lián)的關系，映照靠近實踐經(jīng)驗，而聯(lián)系則是需要通過相應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。在壓力概念的教學中，學生根據(jù)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(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，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(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)認識的基礎之上，將復雜的內(nèi)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(xiàn)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(lián)系、系統(tǒng)和聯(lián)合五大層次，并結(jié)合學生在觀念學習中思維的發(fā)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(jīng)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(lián)[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(tǒng)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(tǒng)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(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(jīng)形成，所以在這里進行組合沒有很大挑戰(zhàn)，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(guī)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(yǎng)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(jīng)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(zhì)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(guī)劃課題“物理學科深度學習與高階思維培養(yǎng)研究”的研究成果，課題立項號：GS[2020]GHBZ001）

編輯：張昀