基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的物理課堂問題鏈設(shè)計(jì)及初探
——以蘇科版“力 彈力”為例

施育峰

(南通市海門區(qū)東洲國際學(xué)校 江蘇南通 226100)

一、問題的提出

力是物理學(xué)中最重要、最基本的概念之一，蘇科版第八章第一節(jié)力、彈力是整個(gè)力學(xué)的第一節(jié)，起著奠基作用。學(xué)生在學(xué)習(xí)力之前，對力的認(rèn)識并不是空白的，而是有著豐富的感性認(rèn)識，但這些認(rèn)識是零碎的、膚淺的，甚至是錯(cuò)誤的。要讓學(xué)生形成科學(xué)的力概念并非一蹴而就。筆者認(rèn)為，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的問題鏈可以有效引導(dǎo)學(xué)生從力的前概念逐步過渡到力的科學(xué)概念上。

二、學(xué)習(xí)進(jìn)階理論

關(guān)于什么是學(xué)習(xí)進(jìn)階，目前大多數(shù)學(xué)者青睞采用美國國家研究委員會（NRC）對學(xué)習(xí)進(jìn)階的定義，即學(xué)習(xí)進(jìn)階是對學(xué)生一系列基于學(xué)科知識的、連續(xù)的、逐步深入的思維活動進(jìn)行描述的工具，旨在刻畫學(xué)生科學(xué)認(rèn)知水平的發(fā)展過程[1]。由于時(shí)間跨度的限制，本文中的學(xué)習(xí)進(jìn)階是指在課堂實(shí)施中，學(xué)生對某一主題或核心概念的認(rèn)識從前概念到科學(xué)概念的一系列臺階，逐步上升的過程。

三、問題鏈

“問題鏈”是指，為了達(dá)到一定的教學(xué)目標(biāo)，教師把有關(guān)知識組織成一連串有目標(biāo)、有進(jìn)階層級，彼此獨(dú)立而又相互聯(lián)系的教學(xué)問題[2]。從形式上看，問題鏈?zhǔn)且粏柦右粏?，一環(huán)套一環(huán)；從內(nèi)容上看，它是問問相連，環(huán)環(huán)緊扣；從目標(biāo)上看，它是步步深入，由此及彼。它的每一問都可使學(xué)生的思維產(chǎn)生一次飛躍，它像一條鎖鏈，把疑問和目標(biāo)緊緊地連在一起。問題鏈的起點(diǎn)是學(xué)生的已有認(rèn)知或前概念，問題鏈的終點(diǎn)是教學(xué)目標(biāo)。從起點(diǎn)到終點(diǎn)的一系列問題就好比一個(gè)個(gè)臺階，由淺入深、循序漸進(jìn)，一步步把學(xué)生的思維引導(dǎo)到教學(xué)目標(biāo)上，如圖1。

四、問題鏈設(shè)計(jì)策略

（一）分析原有認(rèn)知基礎(chǔ)

在學(xué)習(xí)力概念之前，學(xué)生可能已經(jīng)有了“肌肉張緊后產(chǎn)生了力，只有人和動物才可以產(chǎn)生力”等前概念。學(xué)生的這些前概念對正確學(xué)習(xí)力的概念起到了負(fù)面的作用。所以，有必要分析學(xué)生的原有認(rèn)知，探測學(xué)生的原有認(rèn)知方法有直接法和間接法。直接法是通過對學(xué)生的直接訪談或測試了解原有認(rèn)知。間接法是通過查閱有關(guān)文獻(xiàn)或咨詢經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師來了解學(xué)生的原有認(rèn)知。

（二）分析進(jìn)階層級和影響因素

影響物理概念學(xué)習(xí)的關(guān)鍵進(jìn)階臺階主要有以下幾點(diǎn)：1.錯(cuò)誤的前概念根深蒂固，從錯(cuò)誤概念轉(zhuǎn)變到科學(xué)概念的“臺階”。2.從一系列的現(xiàn)象中抽象概括得出結(jié)論的“臺階”。3.通過學(xué)科思維才能實(shí)現(xiàn)的“臺階”。當(dāng)然，這些臺階不是一概而論，在不同的知識背景下，影響學(xué)習(xí)進(jìn)階的臺階還可能有其他臺階。

（三）問題鏈設(shè)計(jì)步驟

設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)思路 注意點(diǎn)第一步 理解目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)核心問題鏈?zhǔn)崂斫虒W(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)的關(guān)系，核心問題鏈的功能是承載主干知識。第二步 由核心問題設(shè)計(jì)次一級問題鏈，分析合理性核心問題鏈好比樹干，次一級問題鏈?zhǔn)菢渲?，教師要處理好知識的呈現(xiàn)順序和方式，基于最近發(fā)展區(qū)設(shè)計(jì)問題第三步 進(jìn)行問題具體化，展開過程設(shè)計(jì)分析學(xué)生已有認(rèn)知，學(xué)生可能在哪些地方會產(chǎn)生困惑。

五、案例分析

課前：學(xué)生玩拉力器、臂力棒等器械。

大家對“力”都很熟悉，我們每天都在用力。

問題1：你能對桌上的氣球、彈簧、握力圈、橡皮筋施加力嗎？稍后和大家一起分享你是怎么做的。

生：用手壓、拉這些物體。

問題2：那是不是只有人才能對物體施力？

生：不是。動物也能，比如狗拉雪橇等。

問題3：如果不用手壓氣球、拉彈簧，有沒有其他辦法使氣球壓扁、彈簧伸長？

生：拿幾本書放在氣球上面，氣球變扁了。把鉤碼掛在彈簧下面，彈簧也能伸長。

問題4：那只是有生命的物體才能產(chǎn)生力嗎？

生：不是，沒有生命的物體也能產(chǎn)生力。

教師邊提問邊將涉及的物體及作用效果進(jìn)行板書。緊接著，教師將黑板上的“人”“壓”“氣球”三列用方框圈起來。教師告訴學(xué)生，我們可以抽象出“壓”這一列方框的共同特征為“作用”。

問題5：同學(xué)們思考一下，是什么力？

生：物體對物體的作用。

問題6：力能脫離物體而存在嗎？

生：不能。

問題7：一個(gè)物體能產(chǎn)生力嗎？

生：不能。

問題8：直接接觸的兩物體之間一定存在力嗎？不直接接觸的物體之間就沒有力的存嗎？

生：都是不一定。

問題9：那為什么不一定？

生：因?yàn)闊o法確定物體之間是否有作用。

問題10：那么產(chǎn)生力的條件是什么？

生：要有兩個(gè)物體，并且這兩個(gè)物體之間有作用。

問題進(jìn)階設(shè)置思路：力是初中物理中采用抽象概括的方法建立起來的概念。要使學(xué)生正確建立力的概念并非易事。在具體教學(xué)中，設(shè)計(jì)的問題臺階如下：作為教學(xué)起點(diǎn)的進(jìn)階臺階1是借助常見的具體事物，使學(xué)生親身感受力。進(jìn)階臺階2是借助書本、文具盒等無生命的物體產(chǎn)生力，以此改變“只是有生命的物體才能產(chǎn)生力”的錯(cuò)誤觀念。進(jìn)階臺階3是通過板書的感性材料抽象概括出力的概念。進(jìn)階臺階4是從產(chǎn)生力的物質(zhì)性來設(shè)置問題，進(jìn)階臺階5是從物體間發(fā)生“作用”才能產(chǎn)生力的角度來設(shè)置問題。這些進(jìn)階臺階環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，不斷激發(fā)學(xué)生的思維，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對力的概念由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。

通過平行班的比對，筆者發(fā)現(xiàn)基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的問題鏈能更好地鋪設(shè)問題進(jìn)階臺階，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解知識內(nèi)容，逐步發(fā)展學(xué)科思維，培養(yǎng)核心素養(yǎng)，能收到良好的教學(xué)效果。