基于變易理論的物理課堂教學(xué)案例研究

摘要：變易理論是聚焦于如何處理學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過(guò)變易圖式使學(xué)生審辨到學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)鍵特征，從而更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo).本文基于變易理論的視角，對(duì)中學(xué)物理課堂教學(xué)進(jìn)行觀(guān)察分析，并總結(jié)出課堂教學(xué)的三點(diǎn)建議：關(guān)注學(xué)習(xí)內(nèi)容；進(jìn)行學(xué)情分析；運(yùn)用變易理論.希望可以給中學(xué)教學(xué)優(yōu)化提供新的方法，也為課程改革帶來(lái)一種新的啟示，最終使更多教師、學(xué)生從中受益.

關(guān)鍵詞：變易理論；關(guān)鍵特征；變易圖式

作者簡(jiǎn)介：劉童童（1993-），男，山西臨汾，碩士研究生在讀，研究方向：學(xué)科教學(xué)物理.

反思21世紀(jì)以來(lái)課程改革的歷史進(jìn)程，大多數(shù)課程改革的共同失誤是往往滿(mǎn)足于課程計(jì)劃的制定，其中包括課堂的管理、教學(xué)策略、教學(xué)安排等，卻不關(guān)注如何處理學(xué)習(xí)內(nèi)容的各個(gè)關(guān)鍵特征這一核心因素，而如何處理學(xué)習(xí)內(nèi)容恰恰是導(dǎo)致學(xué)生不同學(xué)習(xí)成就的一個(gè)最重要的因素[1].對(duì)于課堂教學(xué)優(yōu)化，我們應(yīng)有意識(shí)地關(guān)注上課教師對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的處理，而不是只關(guān)注教師的教學(xué)技能、教學(xué)環(huán)節(jié)等.“變易理論”是瑞典教育學(xué)者馬飛龍等人在現(xiàn)象圖式學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合二十多年的實(shí)證研究提出的一套關(guān)于學(xué)習(xí)的理論.變易理論聚焦于如何處理學(xué)習(xí)內(nèi)容，不僅能縮小不同水平學(xué)生之間的差異，還被證明是推動(dòng)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展，提升課堂教學(xué)效能的有效方法.本文將以高中物理中《電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》 教學(xué)為例，以變易理論為依托，以教師對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的處理為評(píng)論焦點(diǎn)，提出自己的思考與建議.

1變易理論的內(nèi)涵及其教育意義

11變易理論對(duì)學(xué)習(xí)的看法

長(zhǎng)期以來(lái)，在課堂教學(xué)方面一直有這樣一個(gè)核心問(wèn)題，引發(fā)教育實(shí)踐工作者熱議，卻從未達(dá)成共識(shí)，即怎樣的教學(xué)才是導(dǎo)致有效學(xué)習(xí)的教學(xué)？對(duì)于這一問(wèn)題，變易理論認(rèn)為首先要解決的是“教什么”和“怎么教”的問(wèn)題，“教什么”指向的是學(xué)習(xí)內(nèi)容，“怎么教”指向的是教學(xué)方法，學(xué)習(xí)內(nèi)容決定著教學(xué)方法的選擇和實(shí)施.學(xué)習(xí)內(nèi)容不同于教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)目標(biāo)是學(xué)習(xí)的最終結(jié)果，具有一定的確定性，而學(xué)習(xí)內(nèi)容卻是學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，它是有生命，在學(xué)習(xí)過(guò)程中可以變動(dòng)的.學(xué)習(xí)內(nèi)容有兩種屬性：專(zhuān)項(xiàng)屬性，是指某種我們希望學(xué)生學(xué)習(xí)到的學(xué)科知識(shí)（短期目標(biāo)）；一般屬性，是指我們希望學(xué)生如何去應(yīng)用學(xué)到的學(xué)科知識(shí)，及通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)學(xué)科知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生建立及發(fā)展某種特定的能力（遠(yuǎn)期目標(biāo)）[2].所以，在對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行準(zhǔn)備時(shí)，一方面我們要參考課程標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)教科書(shū)提供讓學(xué)生了解的概念或理論等學(xué)科知識(shí)，另一方面我們就要根據(jù)學(xué)生情況考慮我們希望培養(yǎng)學(xué)生哪種能力.對(duì)于前一種屬性，教師可能會(huì)由于國(guó)家規(guī)定而有所限制，缺乏一定的主動(dòng)性，但是對(duì)于后者而言，教師卻有很大的主導(dǎo)權(quán)，而最終的學(xué)習(xí)效果和意義，其實(shí)往往在很大程度上取決于后者，即作為一般屬性的能力、態(tài)度或價(jià)值觀(guān)才是真正培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成的關(guān)鍵.這對(duì)于現(xiàn)有教育體制下，教師如何靈活處理學(xué)習(xí)內(nèi)容是非常具有啟發(fā)意義的.

變易理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括：預(yù)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容（intended object of learning）、實(shí)踐得來(lái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容（enacted object of learning）、體驗(yàn)到的學(xué)習(xí)內(nèi)容（lived object of learning）[3].由于課堂的互動(dòng)性和隨機(jī)性，預(yù)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容跟實(shí)踐得來(lái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容并不一致，而由于學(xué)生的體驗(yàn)方法不同，自我意識(shí)理解不同，這也造成學(xué)生體驗(yàn)到的學(xué)習(xí)內(nèi)容跟教師實(shí)踐得來(lái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容也是不一致的.不同的體驗(yàn)情境與體驗(yàn)方法，會(huì)讓學(xué)生對(duì)同一學(xué)習(xí)內(nèi)容有不同深度的理解，所以這就要求教師對(duì)學(xué)生已有認(rèn)知、預(yù)先對(duì)此的看法進(jìn)行了解，并據(jù)此思考如何設(shè)置學(xué)習(xí)內(nèi)容讓學(xué)生盡可能通過(guò)教師預(yù)期的方式領(lǐng)會(huì)它.

12變易理論對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的處理

學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知決定于他所聚焦于該內(nèi)容的關(guān)鍵特征，要想改變其原有看法，教師必須幫助他把未被其識(shí)別或關(guān)注的特征審辨出來(lái).首先，人的意識(shí)是有結(jié)構(gòu)性的[4]，在我們的意識(shí)中，有些事物會(huì)被聚焦而突出顯示在意識(shí)前景，而其他未被聚焦的事物便會(huì)退到意識(shí)背景去.對(duì)于學(xué)習(xí)，它是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程同時(shí)包括結(jié)構(gòu)（ structural aspect） 和意義（ meaning aspect ） 兩個(gè)方面，對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知就是說(shuō)能夠從學(xué)習(xí)內(nèi)容的外在視野中把學(xué)習(xí)內(nèi)容的關(guān)鍵特征審辨出來(lái)，并通過(guò)內(nèi)在視野審辨所學(xué)習(xí)聚焦部分與學(xué)習(xí)內(nèi)容整體的關(guān)系；而學(xué)習(xí)意義是指從學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)在視野審辨出學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)者本身生活經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系.對(duì)于審辨關(guān)鍵特征具體的方法有：參考相關(guān)文獻(xiàn)資料、收集其他教師的經(jīng)驗(yàn)方法、進(jìn)行學(xué)情分析以及觀(guān)察實(shí)際課堂總結(jié)學(xué)生看法.當(dāng)然，這一系列的方法可以循環(huán)嵌套使用，經(jīng)過(guò)多次教學(xué)實(shí)踐和改進(jìn)，不斷優(yōu)化適合自己學(xué)生的課堂教學(xué).對(duì)于學(xué)習(xí)意義而言，分為兩個(gè)方面：一方面是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵特征作為學(xué)習(xí)的主要部分在學(xué)習(xí)內(nèi)容整體的意義；例如，我們要審辨“綠色”這一概念，必須審辨到“顏色”這一屬性，認(rèn)識(shí)到綠色這一從屬概念在顏色整體屬性下的意義，我們才能更好地掌握綠色這個(gè)概念；另一方面是學(xué)習(xí)的內(nèi)容對(duì)于學(xué)習(xí)者的特殊意義，即為什么要學(xué)習(xí)這一內(nèi)容？學(xué)習(xí)這一內(nèi)容對(duì)其以后的生活有怎樣的價(jià)值等.由于每個(gè)學(xué)生都有對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的一個(gè)看法，這會(huì)影響他接下來(lái)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容所作出的反應(yīng)，而變易理論認(rèn)為，人要有高明的看法，才會(huì)有高明的行為[5].所以教師應(yīng)該注意學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生之間的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容建立有意義的聯(lián)系，不僅理解學(xué)習(xí)內(nèi)容的深層意義，并且對(duì)其產(chǎn)生高明的看法，這樣才能基于學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)展其遷移能力，讓學(xué)生獲得更好的學(xué)習(xí)效果.

2基于變易理論對(duì)課堂描述及分析

本文借鑒其課堂研究范式選取一名物理教師的課堂教學(xué)實(shí)踐案例進(jìn)行簡(jiǎn)要分析.

21引入新課

教師演示手電筒照明的情況，發(fā)現(xiàn)手電筒燈光較暗，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題：電源兩節(jié)干電池3V，小燈泡額定電壓卻只有24V，請(qǐng)分析其中的原因，并順勢(shì)引出活動(dòng)一.

22活動(dòng)一：測(cè)量電源電壓

將手電筒的電池和小燈泡接入實(shí)驗(yàn)電路，然后用電壓表進(jìn)行測(cè)量，觀(guān)察開(kāi)關(guān)閉合前后，電壓表的示數(shù)變化.這一環(huán)節(jié)通過(guò)開(kāi)關(guān)閉合前后電壓表的示數(shù)變化，設(shè)置疑惑，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，進(jìn)而提出所要研究的問(wèn)題，很好地激發(fā)了學(xué)生的積極主動(dòng)性，提高了內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).該活動(dòng)帶出的變易圖式一見(jiàn)表1.endprint

不變變審辨

電壓表與電源的電路關(guān)系（保持并聯(lián)）電路開(kāi)關(guān)閉合與否①電源電壓是多少

②小燈泡的電壓是多少

③誰(shuí)把小燈泡應(yīng)得電壓拿走了

活動(dòng)一的目的是為了讓學(xué)生知道電路中還存在著能夠分壓的裝置，突出小燈泡的實(shí)際電壓并不等于電源全部的電壓這個(gè)關(guān)鍵特征，并進(jìn)而引出本節(jié)課的課題.接著教師用提問(wèn)的方式引導(dǎo)對(duì)電源剩余部分的電壓進(jìn)行尋找，引出活動(dòng)二.

22活動(dòng)二：并聯(lián)燈泡測(cè)電壓

展示三個(gè)相同燈泡并聯(lián)，再串聯(lián)一個(gè)定值電阻的電路，將三個(gè)燈泡開(kāi)關(guān)依次閉合，觀(guān)察燈泡的亮度變化，分析原因.接著，教師將定值電阻R0拔掉，再逐個(gè)閉合開(kāi)關(guān)，同樣觀(guān)察燈泡的亮度變化，分析原因.這一環(huán)節(jié)通過(guò)前后兩次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注內(nèi)阻和定值電阻R0的等效作用.該活動(dòng)帶出的變易圖示二見(jiàn)表2.

表2變易圖式二

不變變審辨

三個(gè)小燈泡的電路關(guān)系（始終保持并聯(lián)）電路中有無(wú)定值電阻R0①有R0時(shí)小燈泡逐次變暗的原因

②無(wú)R0時(shí)小燈泡逐次變暗的原因

③內(nèi)阻和R0兩者的類(lèi)比關(guān)系

活動(dòng)二的目的是為了讓學(xué)生找出兩次實(shí)驗(yàn)中燈泡變暗的原因，并通過(guò)“類(lèi)和分析”[6]發(fā)現(xiàn)內(nèi)阻與定值電阻R0的共同特點(diǎn)，進(jìn)而理解內(nèi)阻的物理意義.

通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)和合理的理論分析認(rèn)為是電源內(nèi)部存在電阻，分得了電源的一部分電壓，那么究竟是不是這樣呢？教師介紹展示開(kāi)放電池，并引出活動(dòng)三.

23活動(dòng)三：開(kāi)放電池測(cè)內(nèi)阻

先介紹開(kāi)放電池的結(jié)構(gòu)，連接電路，用兩個(gè)電壓表分別測(cè)量電源內(nèi)外電壓，閉合開(kāi)關(guān)，拖動(dòng)滑動(dòng)變阻器，找到多組內(nèi)外電壓值記錄在電腦圖表中.這一環(huán)節(jié)主要處理的關(guān)鍵特征是當(dāng)開(kāi)放電池的電路結(jié)構(gòu)不變時(shí)，改變干路中的滑動(dòng)變阻器R的大小，滑動(dòng)變阻器R的值越大，電源外電路分到的電壓就越大，相應(yīng)的內(nèi)電壓就越小，并且可以通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外電阻之和是一定值.該活動(dòng)帶出的變易圖式三見(jiàn)表3.

不變變審辨

開(kāi)放電池的電路結(jié)構(gòu)電路中滑動(dòng)變阻器的阻值R①電源內(nèi)電壓的變化情況

②電源外電壓的變化情況

③電源內(nèi)外電壓之和不變

在活動(dòng)三之后，出示一幅動(dòng)畫(huà)圖，兩個(gè)小孩從兩段連接在一起的坡度不同的小坡滑下，接著乘電梯又上去，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)滑坡的總落差和電梯上升的高度是一樣的，這一定值，就反映出電源的升高能力，是其自身的一種特性.隨即引出電動(dòng)勢(shì)的概念及其物理意義.

24總結(jié)提升

教師在課件上呈現(xiàn)水泵抽水和電源“搬運(yùn)”電荷的圖片，這一環(huán)節(jié)教師以水流類(lèi)比電流，通過(guò)水泵對(duì)水流抽水進(jìn)而形成循環(huán)水流幫助同學(xué)們理解電源是在電路中“搬運(yùn)”電流，進(jìn)而產(chǎn)生連續(xù)電流的工具.由此帶出的變易圖式四見(jiàn)表4.

表4變易圖式四

不變變審辨

電源和水泵之間的等效關(guān)系具體的作用物質(zhì)和形式電源在電路中的作用

通過(guò)圖式審辨到電源在電路中的作用式維持電路中的電勢(shì)差，形成穩(wěn)定的電流這一關(guān)鍵特征.判別電源電動(dòng)勢(shì)的大小時(shí)，在前概念電場(chǎng)力做功幫助下，類(lèi)比重力做功，電場(chǎng)力做功引起電勢(shì)降落，就好比重力做功引起高度下降.從而理解電源是將其它形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，其電動(dòng)勢(shì)大小就等于非靜電力把單位正電荷從電源的負(fù)極，經(jīng)過(guò)電源內(nèi)部移到電源正極所做的功.

3變易理論對(duì)教學(xué)的啟示

變易理論聚焦學(xué)習(xí)內(nèi)容，將選取的學(xué)習(xí)內(nèi)容建基于學(xué)生的已有認(rèn)知，深入挖掘其關(guān)鍵特征，利用變易圖式幫助學(xué)生理解所學(xué)概念，通過(guò)舉例闡明概念的不同運(yùn)用情況，給予學(xué)生堅(jiān)實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，以及基于知識(shí)基礎(chǔ)的能力發(fā)展，并教導(dǎo)學(xué)生利用變易理論審辨自己的認(rèn)知過(guò)程，提高其元認(rèn)知能力，進(jìn)一步改善自身學(xué)習(xí)狀況.這整個(gè)過(guò)程對(duì)于教學(xué)是極具啟發(fā)意義的.

31關(guān)注學(xué)習(xí)內(nèi)容

變易理論從人的經(jīng)驗(yàn)意識(shí)出發(fā)思考學(xué)習(xí)過(guò)程，認(rèn)為學(xué)習(xí)內(nèi)容才是學(xué)習(xí)最直接的目標(biāo)，我們不能為了完成目標(biāo)，聚焦于對(duì)教學(xué)組織形式、教學(xué)策略、教學(xué)管理等周邊因素的研究，而本末倒置，忽略對(duì)教學(xué)內(nèi)容這一最重要目標(biāo)的深度研究.只有對(duì)教學(xué)的客觀(guān)條件及學(xué)生的實(shí)際情況，如已有認(rèn)知、能力等了解，制定出適合學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容后，才應(yīng)該考慮采用什么樣的教學(xué)策略和教學(xué)方法.要真正實(shí)現(xiàn)高效課堂，教師必須對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深度挖掘，要努力找到學(xué)生在學(xué)習(xí)某項(xiàng)特定內(nèi)容上的關(guān)鍵特征，從而在教學(xué)時(shí)，努力把“預(yù)期的學(xué)習(xí)內(nèi)容”通過(guò)課堂上“實(shí)踐的學(xué)習(xí)內(nèi)容”，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生“體驗(yàn)到的學(xué)習(xí)內(nèi)容”，盡量實(shí)現(xiàn)三者的一致.

32進(jìn)行學(xué)情分析

將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到學(xué)習(xí)內(nèi)容后，我們必須考慮如何設(shè)置學(xué)習(xí)內(nèi)容才能實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí).這里非常關(guān)鍵，而又往往被忽視的一步就是對(duì)學(xué)情的分析.學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容存在已有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知，這種先入為主的認(rèn)知可能會(huì)成為其學(xué)習(xí)新內(nèi)容的障礙.為此，教師應(yīng)該以此為出發(fā)點(diǎn)，盡可能地弄清楚不同學(xué)習(xí)水平學(xué)生的不同想法.只有審辨到不同水平的學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)特定內(nèi)容的看法，才能夠據(jù)此確定合宜的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并根據(jù)“變易理論”來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)，從而提高課堂教學(xué)的效益.

33運(yùn)用變易理論

變易理論聚焦于學(xué)習(xí)內(nèi)容，通過(guò)變易圖式的運(yùn)用，即讓學(xué)習(xí)內(nèi)容中的某些特征保持不變，而變動(dòng)某些特征，以引起學(xué)生對(duì)某些特征的關(guān)注，從而審辨到學(xué)習(xí)內(nèi)容中的關(guān)鍵特征.對(duì)于變易圖式，它可用來(lái)帶出不同的學(xué)習(xí)功能，包括對(duì)照、區(qū)分、類(lèi)合及融合等，以幫助學(xué)生審辨出關(guān)鍵屬性之間的關(guān)系，及部分與整體的關(guān)系[7].實(shí)踐中教師可以嘗試?yán)米円桌碚?，設(shè)置變易圖式來(lái)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，然后配合不同的教學(xué)策略和教學(xué)風(fēng)格，進(jìn)行有的放矢的教學(xué).這一方面對(duì)教師專(zhuān)業(yè)化的養(yǎng)成具有很大的幫助；另一方面基于變易理論的教學(xué)設(shè)計(jì)也有利于學(xué)生的學(xué)習(xí).當(dāng)然它只是優(yōu)化教學(xué)的一個(gè)必要條件，絕對(duì)不是充分條件，在具體教學(xué)中，我們需要根據(jù)實(shí)際情況，配合多種學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)我們的教學(xué)，從而更好地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí).

參考文獻(xiàn)：

[1] 植佩敏， 馬飛龍， 郭建鵬等如何促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)——變易理論與中國(guó)式教學(xué)[J]. 人民教育， 2009（8）

[2] 盧敏玲 變易理論和優(yōu)化課堂教學(xué)[M]. 合肥： 安徽教育出版社， 2011（9）：45

[3] F Marton， A B M Tsui Classroom Discourse and the Space of Learning[M] Mahwah， NJ ： Lawrence Erlbaum Associates， 2004：3-42

[4] F Marton， S Booth Learning and Awareness[M] Mahwah， NJ：Lawrence Erlbaum Associates， 1997

[5] F Marton， A B M Tsui Classroom Discourse and the Space of Learning[M] Mahwah， NJ ： Lawrence Erlbaum Associates， 2004：7

[6] 高寶玉， 賴(lài)明珠 中文課堂學(xué)習(xí)研究實(shí)踐與案例分析[M]. 合肥： 安徽教育出版社， 2011： 序2，33

[7]盧敏玲 變易理論和優(yōu)化課堂教學(xué)[M]. 合肥： 安徽教育出版社， 2011（9）：90endprint