力学概念进阶教学的实践与思考

陈婧

摘   要：在当前国际物理教育领域中，学习进阶是一个研究热点。有效的进阶教学能够拓宽学生学习深度，使学生对物理知识有更为深入的理解。在初中阶段，学生已经接触过力学概念，对力学概念有一个定性的认识。到了高中阶段，物理教师在指导学生学习力学概念的时候，应当重点关注力学概念的演变，并且关注学生的思维发展。使学生对于力学知识之间的联系有一个清楚的认识，以此提升学生的学习质量。基于此，本文就力学概念进阶教学的实践与思考进行论述。

关键词：力学;概念;进阶教学;实践;高中物理

引言

在高中物理教学中，力学概念是一个重要组成部分，有极强的概括性和抽象性，为了促进学生对力学概念的理解和消化，物理教师可以采取进阶教学法，通过进阶教学展开一系列互相关联且从简单到复杂的概念序列，帮助学生更好地梳理力学概念之间存在的层级关系，使学生有效掌握力学概念。在本文中，笔者先对进阶教学的内涵进行简单阐述，再就力学概念进阶教学策略阐述自己的几点思考。

1  进阶教学的概述

顾名思义，进阶教学就是通过分阶段教学的方式展开教学活动的一种教学方式。对于“学习进阶”，NRC将其明确定义为，学习进阶实际上是对学生逐渐深入的、连贯的思维方式的一种假定描述。学生在一个合适的时间跨度下对某一重要实践或知识领域学习和探究时，其思维方式逐步进阶[ 1 ]。该理论认为，学生在学习某个主题概念的时候应当分学段或者分阶段进行，在上一个阶段学习的基础上，将相关概念延伸至下一个阶段学习，逐步加深对概念的认知和理解。教师在进阶教学过程中，应引导学生在对某个主题概念进行学习时，将相互关联的概念从简单到复杂，以一定的先后顺序生成一条连贯的思维轨迹，从而明确针对这一概念的学习路径。简言之，进阶教学具体是指导学生先学习什么，再学习什么，这些先后学习的知识环环相扣，前面的知识为后面的学习奠定基础。

2  力学概念进阶教学的实践与思考

2.1  进行教材分析

在进行力学概念教学之前，教师先要对物理教材进行分析。从某个层面上来说，物理学科就是对力学、电学等领域知识进行研究的一门学科。力学概念是学生学习重力、弹力、摩擦力等力学知识必须要掌握的基础知识[ 2 ]。通过对鲁科版教材的分析可以看出，力学占据了较大的比重，如加速度、匀变速直线运动、自由落体运动、圆周运动等知识点，这些都涉及到力学概念。所以，力学概念教学是高中阶段尤其是高一阶段的重点知识，贯穿了整个高一阶段的物理教学过程。力实际上是指物体和物体之间的相互作用，这种作用能够让物体的运动状态发生改变，或者让物体的形状发生改变。所以，对力学概念的教学可以从“相互性”“物质性”两个角度进行理解。本文主要以“自由落体运动”为研究对象，就力学概念的进阶教学展开讨论。

2.2  进行学情分析

高中学生在还未进入高中之前就已经学习过力学知识，即初中阶段就对力学有了定性认识。随着学生思维的发展和知识的增长，学生对于力学的认识逐渐由定性上升到定量[ 3 ]。在本节学习前，学生能简单地概括一些力学概念，进行简单的实验操作和数据处理，对匀变速直线运动的规律有一定的认识。这个阶段的学生具备了基本的问题分析能力、信息收集能力和自主学习能力，但是在物体的受力分析上还存在一定的困难。

2.3  确定进阶目标

在进阶教学中，明确进阶目标是一个非常重要的环节。对于力学概念的教学，教师应当科学设置进阶目标，以“自由落体运动”为例，主要设置为以下几点：第一，了解自由落体运动的概念和条件。第二，了解自由落体运动的规律和特点。第三，能够在面对相关问题的时候运用自由落体的规律和特点去解答。

2.4  划分进阶层次并设计教学活动

在做好教材、学情的分析工作并明确进阶目标之后，教师接下来就要划分进阶层次并设计教学活动。以“自由落体运动”为例，在进阶教学中，教师应当将其划分为以下几个层次：

第一层次，感受。首先给学生感观上的刺激，感受物体的下落，了解“落石测井深”，有效激发学生探索兴趣，从而唤醒学生的能动性。高一的学生已经有了丰富的生活经验和一定的理论知识基础，学生根据初中已学过的力学知识和对重力的认识，很容易发现空气阻力的影响。教师此时引导学生思考“能不能让物体同时落地”。当处于相同高度的物体在真空环境中同时下落就会同时落地。此时物体的受力情况如何？在此基础上，提出“自由落体运动”的概念及条件：物体只受重力作用，从静止下落。

第二层次，探究。在上一学习阶段，学生对“自由落体运动”物体进行了受力分析，明确了该运动的初始运动状态，下一步便是探究“自由落体运动”的规律。在这一教学层次，首先要确认自由落体运动是否是匀变速直线运动，实验探究是最直接且有效的方法。教师想要充分调动学生在这一学习阶段的主动性，就要先让学生肯定自己学有所用，根据上一课“匀变速直线运动的实验探究”，利用打点计时器和匀变速直线运动的规律，由学生自主设计实验步骤并完成实验。

实验中，应注意一点：实际物体在下落过程中不受其他因素的影响是很难的。强调物理研究过程中的“理想化”，即当其它因素影响较小时，可忽略这些影响。教学时一定不要急于得出“自由落体运动属于匀变速直线运动”的结论，笔者认为，数据处理及误差分析要留有充分的时间，一是培养学生的数据归纳和计算能力，二是学会设计方案减小误差，三是培养学生的应变能力。推导出相关速度和位移的公式。

第三层次，应用。学生动手和动笔是这一阶段的关键。指出“自由落体运动”的加速度称为“重力加速度”，对比匀变速直线运动的加速度，来一场小组赛：利用匀变速直线运动公式推导出“自由落体运动”规律。利用学生的好胜心和求知欲将本堂课推向高潮。

紧张的小比賽之后，让学生展开交流讨论，测测自己的反应时间，活跃课堂气氛，将本节所学应用到现实生活，这个环节不能只停在“玩”，要通过“算”强调“自由落体运动”的规律。第一层次中，引入部分“落石测井深”可作为课堂巩固练习，前后呼应。

综上所述，将力学概念的教学划分为若干个进阶层次，一层层递进，逐渐进阶，可以引导学生由浅到深，逐步认识和掌握力学概念。这样的教学方式符合学生身心发展规律和学习特点，有利于实现学生学习质量和力学概念教学效率的双重提升。

参考文献：

[1]弭乐，郭玉英.概念学习进阶与科学论证整合的教学设计研究[J].课程.教材.教法，2018（5）：90-98.

[2]张玉玲，彭朝阳.基于学习进阶的初高中物理教学内容衔接——以“电和磁”为例[J].物理教师，2016（10）：17-20.

[3]何春生，郭玉英. 基于学习进阶的课堂教学设计与实践——以“功”为例[J].物理教师，2016（10）：23-26.