关于高中教师开展大学先修课的建议

刘虹+张灵+邓宏+李佳琰+王敏

摘 要：大学先修课程（Chinese Advanced Placement）是用以实现高中教育和大学教育衔接的中国特色课程，由于该项目实施不久，因此缺乏专业的教师团队以及相应的教学模式。本文以“狭义相对论”一课为例，分析和说明如何采用支架式教学策略以及问题导学相结合的方式来实现大学先修课程的课堂高效性以及有利于培养学生在知识上、思维上以及学习模式上的衔接。

关键词：大学先修课；高中教师；支架式教学；问题导学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）9-0023-3

1 引 言

大学先修课程（Chinese Advanced Placement）是中国教育学会针对目前我国高中教育和大学教育之间衔接存在断层，高中优秀人才缺乏多样、有效培养和选拔机制的现状，借鉴美国的AP课程并联合国内多所大学、一流的高中以及教育科研服务机构共同组织开发的中国特色课程。该课程试点项目于2014年3月18日在北京正式启动，并在第四届中国中学校长大会期间进行了专题安排部署，该项目已列为教育部社会科学研究专项委托项目，并于2014年9月起在全国首批试点校开始授课。

该项目目前还处于发展的初期阶段，高中固有的教师队伍无疑是最具有便利的任教条件来承担大学先修课程的教学工作，然而，高中教师对大学课程标准以及授课方式并不熟悉，科研能力也有限，可能无法有效引导学生进行学术上更加深入的探究[1]。另一方面，高中学生学习对他们来说难度较高的大学内容，不管是从学习的内容还是学习的方式来讲都和他们原本的学习方式相差甚远，老师要保护学生学习和探究的积极性以及引导学生对大学先修课内容进行有效地学习也是亟待解决的问题[2]。本文针对这些问题以物理学中“狭义相对论”的教学为实例提出了一些教学建议。

支架式教学是来源于著名心理学家维果斯基的“最近发展区”理论，主要是提倡教师为学习者构建一种对知识理解的概念框架，分解复杂的学习任务，便于学习者自己沿着“支架”逐步深入[3，4]。问题导学是一种现代教学方式，主要包含有自主质疑、互相排疑、精讲释疑、练习馈疑、作业存疑五大环节。对于难度较大，内容较多而学时较少的大学先修课程而言，支架式教学更能引导学生更多的自主探究和学习，很快掌握重难点，而问题导学的方式[5，6]有利于引导学生带着兴趣和疑问去完成自己对知识的探索与获取。二者结合能促进课堂高效进行，并且有利于实现学生在知识上、思维上、学习模式上的高大衔接。

2 案例分析与说明

下面以大学先修课程中物理力学的“狭义相对论”为案例，期望能够提出较好的建议，与同行进行探讨。教学流程如图1所示。

2.1 创设情境、激发思维、自主质疑

教师在课前提出以下两个问题供同学们思考：

第一问：有一对父子，父亲30岁，儿子10岁，到了儿子50岁那年，父亲是多少岁？

第二问：有一对父子，父亲30岁，儿子10岁，如果儿子10岁那年，父亲去做太空旅行，速度是c，在地面上的儿子看来，他50岁时，太空中的父亲多少岁？（设为x岁）

老师：请同学们自主学习并判定第二问和第一问中的答案是否相同？以及您在探索这个答案的过程中遇到了哪些新的“名词”，请记录下来。

设计意图：有问题才会使得学生产生学习的欲望，第一问是很简单的数学问题，而第二问会强烈激发学生的好奇心和学习兴趣，学生一定会带着疑问进行接下来的学习。

2.2 搭建支架、共同探索、互动排疑

学生在前一部分自主预习之后，记录一些新的“名词”，例如，牛顿相对性原理、伽利略变换、狭义相对论、爱因斯坦相对性原理、光速不变原理、洛伦兹变换、相对论时空观、动尺收缩、动钟变慢等。老师引导学生以小组讨论的形式将这些新名词构建一个知识框架，最后总结讨论出结果并绘制表1、表2、表3、表4。

然后，再对知识框架进行填充，老师应适时地给予指导并提出疑问，引导学生沿着正确的思路进行思考探究。例如，在学习了狭义相对论的原理和时空观、洛伦兹变换之后，老师可以引导学生利用洛伦兹变换来验证狭义相对论的时空公式，也可以进一步引导学生对质速、质能、动量、能量关系等公式进行推导，并给予适当的提示，在这个过程中需要特别注意的是一定要保护好学生的学习积极性，对一些过难的问题要设置辅助知识台阶。

2.3 效果诊断、巩固提升、精讲释疑

问题1[7]：宇宙射线与大气相互作用时能产生π介子衰变，此衰变在大气上层放出叫做 μ子的基本粒子。这些μ子的速度接近光速（v=0.998c）。由实验室内测得的静止μ子的平均寿命等于2.2×10-6 s，试问在 8000 m高空由π介子衰变放出的μ子能否飞到地面？

问题2： 一个静止时长、宽、高分别为a、b、c 的长方体，当它以速率u 沿与它长为a的边平行的方向相对于S′系运动时，那在S′系中测得它的体积将是多大？

问题3：如果一个粒子的动量是非相对论动量的两倍，那么该粒子的速度是多大？如果一个粒子的动能为非相对论动能的两倍，那么粒子的速度又是多少呢？

设计意图：如图2所示，问题1的设计用于检测和反馈学生对于时间膨胀公式的应用以及理解，基于此问题可以讲到在课件留下的预习作业，也就是父与子问题的讨论，针对父与子的第二问还可再延伸，即当父亲x岁时看儿子，儿子又是多少岁呢？两个问题结合起来解答；问题2不仅需要学生熟练应用长度收缩的计算公式，还要会判断在垂直于运动方向的其他边长是不变的；问题3的设计包含了相对论动量和动能的知识点，需要掌握公式中物理量的意义以及对公式的熟练应用。学生通过感悟和体验解答相对论习题的过程，自主探究出解题步骤。

完成以上教学活动之后，老师再依据相对论的发展历程以讲故事的形式来对整个相对论的知识进行总结与填充，深入浅出，引导学生在脑海中构建完整的知识体系。

3 总结与讨论

本次大学先修课采用支架式教学与问题导学相结合的方法，引导学生自主完成狭义相对论的学习。这样的学习模式是与大学主要的整个自学模式相契合的，可以培养学生自主思考、自主学习的良好习惯，提高学生的质疑能力和思维能力，加上学生通过大学先修课程提前获取了大学知识，这些系统的培养也会有利于自身高中阶段的学习，更有助于学生在学习过程中寻找到学习的乐趣与自信，达到了令学生在知识上、思维上以及学习模式上衔接的目的。

然而，在应用这个教学模式的过程中，仍然需要注意以下几点：

（1）大学先修课程本身的难度较大，对知识掌握的要求也不一样，特别是需要矢量运算和微积分运算的能力，所以要在初期补开两次有关矢量运算和微积分运算的课程，并在课前给学生打好预防针，在问题导学环节提出的问题要接近生活和学生的想象空间，难度不宜过大；

（2）每个学生本身的知识水平、思维能力和综合发展水平都是不一样的，学生的“最近发展区”的区间都是不同的，因此要因材施教，构建起适用于每一位学生的教学模式，这也是较大的挑战；

（3）大学先修课和普通高中要求的课程是不同的，它的学时较少，大部分学校大约每周开展一次课，每次课时约80分钟，学生容易造成对知识遗忘的现象，所以课后作业是必要的，一线任教老师们更应结合大学先修课本身的教学大纲与要求，不断地探索和研究出切合学生实际的、高效的教学方法和模式，这是一条极具挑战的道路。

参考文献：

[1]高秀丽.基于支架式教学策略下的高中物理高效课堂[J]. 物理教学探讨，2014，32（6）：11—13.

[2]盛宝骥.关于实施“中国大学先修课程”的几点思考及建议[J].物理教师，2013：37（9）：68—69，72.

[3]吴志明.支架式教学模式在物理教学中的应用研究[J]. 江苏教育，2013（1）：61—62.

[4]宗红梅.浅谈“问题解决”课堂教学模式下学生潜能的开发[J].物理教师，2013，34（2）：19—21.

[5]吴建忠.问题导学——高中物理生态课堂的一种选择[J]. 物理教学探讨，2014，32（6）：22—24.

[6]侯丹.我国普通高中开设大学先修课程的现状、问题及对策[D].长沙：湖南师范大学硕士学位论文，2014.

[7][理学]11习题课相对论http：//www.docin.com/p-436850164.html

（栏目编辑 刘 荣）