“两步进阶”教学方式的探索与实践

丁立沣

(江苏省张家港市沙洲中学 215600)

物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任是高中物理核心素养的提出的4个维度，这指引着每位高中物理教师的教学和研究的方向.其中科学思维更是核心中的核心，也是高中物理教学研究发展到今天一直所追求的，如何找到一个更高效的方式来培养学生的科学思维，也是每个学校、每位教师时时刻刻所思考的.

一、研究背景

笔者在几年的听课、学习、研究中发现，每位教师都有自身的一套教学风格、模式，但只有在正确的把握学生的认知规律、认识到学生思维所处的阶段，才能把各种教学模式的效力发挥到最佳.但或许是由于高考模式的原因，教师不得不精减教学时长，无形中把教学变成了一种揠苗助长.常见的一种现象就是在学生还没来得及打下扎实的思维基础时，就开始训练高三的习题，这样做看似效率很高，可以很快的将学生带到高三水平，但事实表明效果不理想，虽然短时间内有效果，但时间一长学生依然不理解，这是因为学生只是在生硬把反复训练的思路记录下来，并没有融入进自身的思维体系.长此以往，学生常常先“懂”后忘，从而导致了高中物理教学的一些怪象：1.把高一当成高三，到高三时又找回高一.2.初学时“全会”，复习时“全忘”.3.高一、高二成绩优秀，高三表现平平.4.只会做陈题，一遇新题就懵圈.这些现象的背后是教师的教学模式和学生的认知规律不匹配而导致的“顺应”不畅，有违认知规律.

二、什么是“两步进阶”

学生在高中时期，学习物理时有特殊的认知规律，只有正确掌握了学生的认知规律才能在有限的时间内提升学生的思维能力.经过多年的教学研究发现学生由初学到最终思维的形成，大致要经历以下三个阶段：文字阶段、模式阶段、意识阶段.达到文字阶段的特征：学生对物理知识有着模糊的认识，按照老师所教的“说明书”生搬硬套的解决问题.达到“模式”阶段的特征：学生对物理知识有了一定的理解，形成了一套行之有效的解题“套路”，但遇到稍微变化一点的题目就束手无策. 达到“意识”阶段的特征：学生已抽象提取出现象背后的物理规律，遇见问题时不但能将情景重现在眼前更能自然的想出解决策略.这种能力还有另外一个名字：素养.

这样过程也是大家常说的熟能生巧，形成时间因人而异、因知识难度而异，有的学生到高中毕业都没能学会如何解决感生电流的问题.如果教师能在恰当的时机、恰当的方式“推”学生一把，让其少走弯路，促进思维能力的进阶.

三、“两步进阶”理念下的教学实操

由于章节知识不同、个体差异、前概念差别等客观原因，学生在不同知识点的掌握上出现了不同的“顺应”困难，形成不同的进阶障碍，笔者根据具体情况，“确诊问题，扫清障碍”，采取不同策略解决问题，典型“问题”存在于以下两类过渡阶段：1，文字阶段——模式阶段；2，模式阶段——意识阶段，谓之两步进阶.

1.理顺“文字”逻辑，形成正确思维模式

学生是一张“白纸”，他们没有老师的阅历，不能清楚的理解知识之间的联系，遇到不理解的往往通过猜想进行填补.他们平时遇到的练习、考试内容基本是少量源于书本大多高于书本，如果教师一味的按照书本内容制定教学策略，很容易让学生出现逻辑混乱，给学生的思维形成带来障碍.例如:人教版必修2第五章第6节《向心力》，书本上先是重点说明了匀速圆周运动中合力等于向心力后在介绍变速圆周运动时告知学生合力不是指向圆心(书本P23-P24)，在随后的第7节《生活中的圆周运动》中所举的例子又都是采用合力等于向心力，这样就会给学生带来很大的误解，他们会简单的认为解决圆周运动就是合力等于向心力.笔者在新课改开始的几年里按照书本的顺序组织教学，取得的效果很不如意，学生在遇到变速圆周运动时绝大多数使用的是合力提供向心力，并且在多次错误后也很难扭转过来.笔者根据终点对起点做了以调整：在《向心力》第一课时的教学中，对教学做了调整，把变速圆周运动提到前面来做教学演示内容.由于在之前有了运动合成和分解的知识铺垫，学生很容易理解物体在做变速圆周运动时受到的合力会分解出两个效果，一个沿运动方向，这个力影响速度的大小，另一个沿运动的垂直方向，这个影响速度的方向.而匀速圆周运动则是速率没有变化的圆周运动，所以只需要一个垂直于速度指向圆心的力来改变方向，谓之向心力，这样的逻辑顺序学生很能接受.之后笔者又给学生安排了2课时的习题课，让学生彻底理解了什么事向心力，即指向圆心方向上的分力之合.

一个小小的调整可以让知识逻辑严丝合缝，像这样笔者还将《生活中的圆周运动》知识顺序做了调整，先将离心、向心，突出圆周运动中物体具有往外“甩”的效果，后讲圆周运动最高点问题.在选修3-2电磁感应章节中，把变化的磁场能够产生涡形电场与自感、互感、涡流整合起来，还取名为“涡形电场的应用”.

认知原理分析：学生对新知识一无所知，只能依赖“文字”来形成初步认知，正确而全面的基础知识是形成“模式”的关键，这类知识的难点在于一开始对基础知识的领会不足，老师对学生学情分析后，通过重构教学顺序，安排符合认知逻辑的习题，隐性而有效的推动学生的理解，初步建立思考模式.之后又通过多样的习题强化各种圆周运动，让学生能够从多种类型的问题中找到共同的规律，促进学生形成正确的思考模式.

2.巧设认知冲突，打破“模式”固化，引领素养形成

“模式”阶段是形成素养的第二阶段，相比于第一阶段的理解水平有着不小的提升，学生有了初步的知识框架、简单的物理模型、单一的解题模式，但不能说具有核心素养，还需要进一步的提升.不同的章节内容，不同的理解深度，常遇到这样的情况：一开始内容较为简单，后面越来越难，做题时漏洞百出，这个阶段的学生表现出来的是会做题但“不灵活”，学生遇到问题都只会用同一种套路解决，但稍加变化就束手无策.典型的知识点有电磁感应中的感应电流的安培力、圆周运动的最高点问题、卫星发射的变轨问题、双星问题…… 如果教师不针对这些难点制定方案，会让学生的错误重复，产生畏难情绪，到高三不得不重学旧知识.很明显，模式化思维已不能够应付这种多规律相互复杂影响的问题.要真正的理解，则需要掌握更深的原理.

采用认知冲突能很好的让学生打破模型思维、形成物理素养.高一学生刚接触物理思维，其中不乏处于思考模式化阶段的同学，笔者根据该阶段学生思维特点，以摩擦力素材自编了以下选择题：一个向西匀速跑步的同学，受到来自地面的摩擦力向哪里？A.向东B.向西C.不受摩擦力D.多种可能.由极课大数据统计结果来看，全年级545人选择正确答案B的只有23人，占比4.2%；选择A的有355人,占比65.1%；选择C的有167人，占比30.6%.选A的同学反映了他们思考模式是滑动摩擦力模式，选C的同学反映的是共点力平衡模式，而真正的思考方式则应该由情境到原理，再由原理到数量关系：跑步时人与地面发生的摩擦力是静摩擦力，方向与运动方向一致.类似的案例还有，一盆水上的冰化成水后液面会不会上升；斜面圆周运动；三位同学盯着追赶.

内因分析：模式化思考是学生思维发展阶段的中间阶段，也是不可逾越的必经阶段.这一阶段学生的思考特点是，遇到一个过程，对照已掌握的模式进行比对，相似度最高的被选用，这种思考方式有其弊端，会导致学生思维固化，也就是常说的不知其所以然.似懂非懂的状态还让学生产生一定的自我满足，不愿更进一步，所以停留在这个阶段的学生数量不在少数.采用认知冲突可以让学生意识到知识模式化并不是真正的理解.

四、“两步进阶”教学方式的特点

1.以往的教法是让学生先打好知识基础，通过反复的练习和订正错题，加上自身的领悟，最后形成期望的认知.但事实上学生多数可能会在自我领悟的过程中的形成错误认知，如果不及时的采取有效教学措施拨乱反正，一旦等学生错误理解经重复后留下了“烙痕”，就会很难改变.在“两步进阶”理念的指导下，我们就可以根据学生反映出来的错误判断该生身处的认知阶段，有依据的采取相应措施助学生一臂之力，真正的做好因材施教，因难施教.

2.“两步进阶”的教学方式是基于对布鲁姆认知领域的6个教育目标发展提炼，站在发展的观点，不细究学生发展定位，综合考虑学生的理解层次，更符合高中生思维发展的侧重.“两步进阶”研究的对象是高中生，他们已经形成了一定的物理前概念，具有一定的认知能力和领悟能力.客观的知识体系决定了高中生必须以分析、应用、创造等高阶思维来处理问题，所以各省的高考题也都是以考查学生的高阶思维为主，既然如此，了解学生的认知规律，判断学生思维发展所处的阶段，制定相应的提升策略才应该是教学起点的核心.素养即意识，而意识是在不同的阶段，根据自身的发展提炼凝结而成，学生的自然形成有随机性，教师的适时“催化”，可促进学生获得更多解决实际问题的能力.

越来越多的事实表明，教学中遇到的很多新问题需要用心理学的知识来帮助解决，“两步进阶”教学方式是心理学和物理学融合的初级产物，旨在以学生为主体，客观分析学生的发展阶段，采取科学的引导措施促进学生核心素养的形成.