基于学习进阶理论的物理新授课教学策略

王永焙

摘   要：依据学习进阶理论对将要学习的物理新规律、新概念进行适当的预先整编，设计成一个个学习的台阶和铺垫，使学生能够尽快、顺利地将新的物理观念纳入已有的认知结构中，实现科学思维和科学探究能力的进阶，完善科学态度与责任，促进学习者物理核心素养的提升。

关键词：学习进阶;新课教学;同化新知

实验课、新授课、习题课、复习课等是物理教学中的主要课型，而实验教学作为物理的特色和基础往往融合在新授课的教学中，所以新授课教学既是向学生传授新知识，同时也是培养学生物理核心素养的主要途径。学生的知识能否增长，能力能否提高，情感、态度与价值观能否完善，主要看他对所授物理新知识及科学思想、方法的理解与掌握程度，以及这堂课给他留下怎样的思考与影响。学习进阶理论起源于美国，是指对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列[ 1 ] 。近几年在我国融合应用十分广泛。在中学物理新课教学中，就要求老师梳理出一条教学主线以充分调动学生学习的主动性与自觉性，开动脑筋，进行认真的思考，有所悟，有所得，从而真正地理解与掌握所学物理观念，发展科学思维，进行科学探究，进而悟出科学态度与责任。

然而，“教学”活动中教师的教连着学生的学，学生的学是目的，而教学中教是关键[ 2 ]。那么，教师如何应用学习进阶理论进行物理新授课的教学，促进学生物理核心素养的形成呢？

1  纵横联系，降低新味

知识之新，就在于学生以前未学过或深度、广度不够。教学的目的，就在于把新知识的“新味”在学生的心中逐渐消除。这就要我们应用学习进阶理论给学生设计一条最佳学习路径，将学习的新知识和学生已有的知识建立正向联系。这里的 “正向联系”，是说新旧知识之间有逻辑意义，或有共同的、类似的特点，使新知识变得形象起来。它主要包括两个方面即新、旧知识的纵向、横向两方面的联系。

1.1  纵向联系

即找出与将学习的新知识之间有逻辑关系的学生已有知识，让已有知识充当新知识的铺垫和引入者的角色。从学习进阶理论的角度，就是增加新授知识的冗余度，以减少主观信息。比如高中物理进行“运动的合成与分解”的教学时，如果直接开始物理观念教学，学生普遍感觉很陌生难接受，我们可以安排学生先重温“力的合成与分解”，从两力在同一直线上的合成进阶到不在同一直线上的平行四边形定则等作为引入，这样可以让学生从已有知识中找到矢量合成分解的原型，减少学生特别是高一新生对新知識下意识的紧张感和严肃感;进而再设计让学生先完成如下实践体验：准备一支笔、一张纸和一把尺子，用笔在纸上尽量匀速水平向右画线的同时用尺子尽量匀速向前推笔。完成后展示学生画出的图线，再提出问题：为什么明明是向右画线却得到一条斜向右上方的斜线？引发学生思考和讨论作为此次教学突破口，可以让学生在实践的体验中感受到运动的合成与分解，让学生能自主的从日常生活实践中找到它的原型，可以显得特别具体，为学生尤其是高一新生搭建一个顺利学习新知识的阶梯，在此基础上再让学生进行“水平向右加速+水平向上匀速”和“水平向右匀速+水平向上加速”等的升级活动体验，便于学生能层次渐近的建立正确的物理观念，顺利实现科学思维和科学探究的进阶。

1.2  横向联系

即用类比法来降低物理新规律、概念的“新味”。我们可以将一些学生已有的和学习新物理观念是平行性关系的已有知识进行罗列，加以比较，找出其相似点，为学生顺利突破新知识寻找便于接受的路径，帮助学生建立科学思维和科学方法的物理核心素养。比如高中磁场概念的建立，我们设计用学生已有的电场概念与之类比（见表1）：

这样一比较，就会发现，电场与磁场就基本特性而言，有许多相似之处，不仅对磁场概念不再感到“全新”，而且也为进一步理解磁现象的电本质打下了基础。

2  适时引导，重在启发

2.1  拿起物理实验的“石”击出学生学习的“浪”

物理学是一门以实验为基础的科学，同时演示实验以其生动、直观、便捷的特点，成为进行科学探究及科学态度与责任教育的重要载体，更是进行物理情境教学、活跃课堂气氛的重要手段。中学生有旺盛的求知欲，在课堂教学的感官刺激中，视觉冲击远比听觉效果好，所以他们不仅想听，而且更想看。甚至部分学困生，不愿听课，但一听到老师开始做实验了，马上就精神焕发，课堂时常常可以看到：实验仪器一摆上讲台，台下便抑头张望了;开始做实验，全体学生目不转睛、议论纷纷;实验现象一呈现，很多学生的脸上露出各种不同的神态，有得意的、有疑惑的等等，此时再引导学生的思考、讨论，展示他们的成果，可以起到“一石击起千重浪”的效果，为学生顺利学习新知识垫定基础，铺好了台阶。

2.2  把握时机与火候，适时“击石”

物理实验的安排存在一个“火候”问题，即存在“何时击石浪花高”的问题。过早则会降低学生兴趣，不利于调动思考的积极性，过迟又没了新鲜感，易挫伤学生的求知欲。乃至于仪器何时摆上讲台都有讲究。当然，每一个“火候”的控制，都要依具体课时独立设计，但有一个总的精神，就是实验观察与启发思维要有机结合起来。比如高中“磁场对电流作用”中建立相关的物理观念教学中，通过各个实验，有如下观察结果：

（1）磁铁吸引铁钉等（磁极周围存在磁场）

（2）奥斯特实验（电流能产生磁场）

（3）同名相斥，异名相吸（磁场对其中磁极有磁场力的作用）

（4）通电导线在磁场中受力运动（磁场对其中电流有磁场力的作用）。

依照教材安排，接下来欲让同学接受的新知识是：“5.电流对电流有磁场力的作用”，并安排了实验。教师固然可以直接用实验来显示，于是又得到第5条新知识，但学生会认为似乎这所有的五条内容都互不关联，这对学生真正完整建立物理观念尤其是知识网络很不利。如果我们根据学习进阶理论，这样设计学习路径：在讲完第4条内容之后，不是直接实验而开始提出问题：两条靠近的通电导线之间会不会有磁场力呢？进而利用同学不能一下子给出结论，教师再结合第1、2、4三条内容进行启发、诱导，让学生讨论、探究，同时对学生的思维进行点拨，让学生的思维活跃起来，此时再进行实验来探究和验证学生的想法，效果更好。因为经过由1、2、4的推理思维过程，电流对电流有磁场力的作用就成了一条推论，而不必算什么“新知识”。可见，演示实验的时机和火候掌握得好，更能有助于激发学生热爱学习的内因，培养学生积极进行科学思维和科学探究的兴趣。这样我们的新授课的教学就能较好地加速提升学生掌握新知识中 “全新—理解—同化—再理解”的过程

3  同化新知，融会贯通

学习进阶理论认为，有意义的、生动的材料容易學习和记忆。这与心理学及信息论的有关研究有异曲同工之妙。具有恰当冗余度的材料内容，可与学生原有的知识或生活经验联结起来，能缩短记忆所需时间和提高稳定程度。对于物理教学来说，将所学新知识（物理观念、科学思维等）纳入他们所熟悉的已掌握的概念、规律范畴和结构中，对于他们顺利接受新知识，意义重大。因为这种联结和归纳，使得新知识依附于原有的物理概念、定律上，这样不仅可以起到“温故能知新、知新更温故”的效果，而且融合交汇将呈现一种新的、相关的、更稳定的认知结构。这种知识结构的进化、丰满并融会贯通，正是学生物理知识、物理思想和方法的扩充，更是学生物理核心素养的提高的重要体验。

所以，作为一线物理教师，我们平时要注意反思教学过程，要注重科学的寻找、发现和促成将要学习的新物理观念与学生已有知识间的这种联结，充分了解学生学习新知识前的知识和经验，研究新旧规律和概念的纵横向联系，依据学习进阶理论进行适当的预先整编，将学生的学习新物理观念和规律的过程设计成一个个学习的台阶和铺垫，使学生在新授课的学习中能够尽快、顺利地将新的物理观念纳入已有的认知结构中，实现同化新知，实现科学思维和科学探究能力的进阶，完善科学态度与责任，促进物理核心素养的提升。

参考文献：

[1]刘晟，刘恩山.学习进阶：关注学生认知发展和生活经验[J]教育学报，2012（2）：82-87.

[2]白璐，白少民.美国新一代K-12科学教育标准中的物理学科核心概念及启示[J]物理教师，2016（3）：2-5.