“學(xué)習(xí)層級(jí)分析”在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

文/深圳市平岡中學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)計(jì)中包含“教材分析”“教學(xué)重難點(diǎn)分析”等環(huán)節(jié)。老師特別重視突破教學(xué)重難點(diǎn)的策略。以“加速度”教學(xué)為例，學(xué)生對(duì) “加速度”概念的片面認(rèn)知導(dǎo)致學(xué)習(xí)困難。面對(duì)這樣的重難點(diǎn)，教師的常規(guī)策略是采取課前反復(fù)研讀教材、教參，基于經(jīng)驗(yàn)制定教學(xué)技巧等。以上做法正是缺乏理論的表現(xiàn)。

一、學(xué)習(xí)層級(jí)分析的理論基礎(chǔ)

所謂“學(xué)習(xí)層級(jí)分析”，就是學(xué)生必須具備一定知識(shí)才能學(xué)習(xí)新的知識(shí)。因此，學(xué)新的概念、原理、技能等知識(shí)，需要研究用哪些下位知識(shí)作為學(xué)習(xí)的必要條件。

在物理學(xué)科中，知識(shí)可分為概念、原理/規(guī)律、技能、思維等內(nèi)容。物理教學(xué)重難點(diǎn)均為上述內(nèi)容。在分析重難點(diǎn)時(shí)，可根據(jù)下列方法進(jìn)行分析。

概念生成的基本方式為“種差+屬概念”。概念分析的第一層分析包含“種差”和“屬概念”兩部分?！胺N差”理解為從范圍中定義概念的屬性，通常表現(xiàn)為限定詞；“屬概念”為上位概念，即具有從屬關(guān)系的兩個(gè)概念中外延較大的概念。教學(xué)中，學(xué)生需識(shí)別 “種差”和“屬概念”兩方面，才能認(rèn)識(shí)與辨別此概念。根據(jù)學(xué)情，“種差”和“屬概念”可進(jìn)行第二層級(jí)分析。

原理/規(guī)律的學(xué)習(xí)中，需要首先理解相應(yīng)內(nèi)容的核心概念，然后在條件中理解概念之間的關(guān)系。所以第一層分析包含“核心概念”以及“核心概念之間的關(guān)系”兩部分。內(nèi)容可繼續(xù)第二層級(jí)分解，“技能”的學(xué)習(xí)，就是把“原理/規(guī)律”的使用與一些“子技能”相結(jié)合，練習(xí)達(dá)到自動(dòng)化或半自動(dòng)化。所以 “技能”的學(xué)習(xí)層級(jí)包含“原理/規(guī)律”和“子技能”。

思維的學(xué)習(xí)，則是把“原理/規(guī)律”“技能”等內(nèi)容綜合運(yùn)用，并且按照既定步驟進(jìn)行操作。

二、學(xué)習(xí)層級(jí)分析的應(yīng)用

根據(jù)上述分析模型，物理教師可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，針對(duì)重難點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析。物理知識(shí)大多包含文字與符號(hào)兩類特征，故在運(yùn)用上述模型時(shí)需補(bǔ)充符號(hào)教學(xué)。

1.概念教學(xué)

“加速度”的定義為“描述物體速度變化快慢的物理量”，根據(jù)定義內(nèi)容，可對(duì)加速度進(jìn)行學(xué)習(xí)層級(jí)分析?！懊枋鏊俣茸兓炻睘榉N差， “加速度”為“矢量”，即“屬概念”。加速度的符號(hào)與數(shù)學(xué)關(guān)系也是這個(gè)概念的另一重要內(nèi)容。綜上所述形成“加速度學(xué)習(xí)層級(jí)分析圖”。分析出，對(duì)于學(xué)生而言“速度變化快慢”是較難直接觀察出的結(jié)果，相對(duì)更為抽象?！氨戎刀x法”不熟悉，Δv的理解與運(yùn)算掌握不夠，以及加速度的矢量性都是學(xué)生都不具備的學(xué)習(xí)條件，所以學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對(duì)比較困難，即“加速度”為運(yùn)動(dòng)學(xué)中的重難點(diǎn)。教師可根據(jù)一級(jí)層級(jí)的內(nèi)容，制定突破策略。

2.原理/規(guī)律教學(xué)

在“自由落體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中，要讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則需要了解自由落體運(yùn)動(dòng)中物理量之間的關(guān)系、相關(guān)概念以及數(shù)學(xué)符號(hào)表達(dá)式。

對(duì)于學(xué)生而言，一級(jí)層級(jí)中自由落體、重力加速度g和下落高度h都是新概念，“初速度為零”“只有重力作用”兩個(gè)條件需要說明，勻加速直線運(yùn)動(dòng)關(guān)系且加速度相同需探究，數(shù)學(xué)公式需推導(dǎo)。所以學(xué)生不具備的知識(shí)儲(chǔ)備較多，這就是成為難點(diǎn)的原因。根據(jù)分析圖可確定重難點(diǎn)突破策略。如對(duì)初速度為零和只有重力作用的理解，教師可采用演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生定性發(fā)現(xiàn)該條件下運(yùn)動(dòng)的一致性，于是 “自由落體”概念順應(yīng)而生，運(yùn)動(dòng)一致性的規(guī)律作為普遍現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生興趣，值得探究；學(xué)生已掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，則可通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，各小組定量得到勻加速直線運(yùn)動(dòng)且加速度相同，此時(shí)關(guān)系得以確定；結(jié)合學(xué)生已掌握的勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式，教師補(bǔ)充g和h概念，引導(dǎo)學(xué)生自主推導(dǎo)出自由落體公式。

3.技能教學(xué)

在“力的合成與分解”教學(xué)中，根據(jù)學(xué)習(xí)層級(jí)分析則會(huì)發(fā)現(xiàn)，該部分內(nèi)容為技能課，可分為兩大部分：規(guī)律探究與子技能補(bǔ)充。

本部分的教學(xué)重難點(diǎn)突破將圍繞規(guī)律探究與技能訓(xùn)練。先提出合力與分力的概念，明確二者等效替代關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)探究平行四邊形定則。力的合成與力的分解為逆運(yùn)算，二者首先需要訓(xùn)練構(gòu)建平行四邊形的能力，然后補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法，最后在實(shí)際受力情境中從簡到繁，逐步訓(xùn)練。整個(gè)授課打破教材的安排順序，從知識(shí)層級(jí)出發(fā)，幫助學(xué)生理解技能，避免誤導(dǎo)，較好突破教學(xué)重難點(diǎn)。