力學(xué)概念進階教學(xué)的實踐與思考

陳婧

摘 ? 要：在當(dāng)前國際物理教育領(lǐng)域中，學(xué)習(xí)進階是一個研究熱點。有效的進階教學(xué)能夠拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)深度，使學(xué)生對物理知識有更為深入的理解。在初中階段，學(xué)生已經(jīng)接觸過力學(xué)概念，對力學(xué)概念有一個定性的認(rèn)識。到了高中階段，物理教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)力學(xué)概念的時候，應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注力學(xué)概念的演變，并且關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展。使學(xué)生對于力學(xué)知識之間的聯(lián)系有一個清楚的認(rèn)識，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量?；诖?，本文就力學(xué)概念進階教學(xué)的實踐與思考進行論述。

關(guān)鍵詞：力學(xué);概念;進階教學(xué);實踐;高中物理

引言

在高中物理教學(xué)中，力學(xué)概念是一個重要組成部分，有極強的概括性和抽象性，為了促進學(xué)生對力學(xué)概念的理解和消化，物理教師可以采取進階教學(xué)法，通過進階教學(xué)展開一系列互相關(guān)聯(lián)且從簡單到復(fù)雜的概念序列，幫助學(xué)生更好地梳理力學(xué)概念之間存在的層級關(guān)系，使學(xué)生有效掌握力學(xué)概念。在本文中，筆者先對進階教學(xué)的內(nèi)涵進行簡單闡述，再就力學(xué)概念進階教學(xué)策略闡述自己的幾點思考。

1 ?進階教學(xué)的概述

顧名思義，進階教學(xué)就是通過分階段教學(xué)的方式展開教學(xué)活動的一種教學(xué)方式。對于“學(xué)習(xí)進階”，NRC將其明確定義為，學(xué)習(xí)進階實際上是對學(xué)生逐漸深入的、連貫的思維方式的一種假定描述。學(xué)生在一個合適的時間跨度下對某一重要實踐或知識領(lǐng)域?qū)W習(xí)和探究時，其思維方式逐步進階[ 1 ]。該理論認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)某個主題概念的時候應(yīng)當(dāng)分學(xué)段或者分階段進行，在上一個階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，將相關(guān)概念延伸至下一個階段學(xué)習(xí)，逐步加深對概念的認(rèn)知和理解。教師在進階教學(xué)過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在對某個主題概念進行學(xué)習(xí)時，將相互關(guān)聯(lián)的概念從簡單到復(fù)雜，以一定的先后順序生成一條連貫的思維軌跡，從而明確針對這一概念的學(xué)習(xí)路徑。簡言之，進階教學(xué)具體是指導(dǎo)學(xué)生先學(xué)習(xí)什么，再學(xué)習(xí)什么，這些先后學(xué)習(xí)的知識環(huán)環(huán)相扣，前面的知識為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2 ?力學(xué)概念進階教學(xué)的實踐與思考

2.1 ?進行教材分析

在進行力學(xué)概念教學(xué)之前，教師先要對物理教材進行分析。從某個層面上來說，物理學(xué)科就是對力學(xué)、電學(xué)等領(lǐng)域知識進行研究的一門學(xué)科。力學(xué)概念是學(xué)生學(xué)習(xí)重力、彈力、摩擦力等力學(xué)知識必須要掌握的基礎(chǔ)知識[ 2 ]。通過對魯科版教材的分析可以看出，力學(xué)占據(jù)了較大的比重，如加速度、勻變速直線運動、自由落體運動、圓周運動等知識點，這些都涉及到力學(xué)概念。所以，力學(xué)概念教學(xué)是高中階段尤其是高一階段的重點知識，貫穿了整個高一階段的物理教學(xué)過程。力實際上是指物體和物體之間的相互作用，這種作用能夠讓物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，或者讓物體的形狀發(fā)生改變。所以，對力學(xué)概念的教學(xué)可以從“相互性”“物質(zhì)性”兩個角度進行理解。本文主要以“自由落體運動”為研究對象，就力學(xué)概念的進階教學(xué)展開討論。

2.2 ?進行學(xué)情分析

高中學(xué)生在還未進入高中之前就已經(jīng)學(xué)習(xí)過力學(xué)知識，即初中階段就對力學(xué)有了定性認(rèn)識。隨著學(xué)生思維的發(fā)展和知識的增長，學(xué)生對于力學(xué)的認(rèn)識逐漸由定性上升到定量[ 3 ]。在本節(jié)學(xué)習(xí)前，學(xué)生能簡單地概括一些力學(xué)概念，進行簡單的實驗操作和數(shù)據(jù)處理，對勻變速直線運動的規(guī)律有一定的認(rèn)識。這個階段的學(xué)生具備了基本的問題分析能力、信息收集能力和自主學(xué)習(xí)能力，但是在物體的受力分析上還存在一定的困難。

2.3 ?確定進階目標(biāo)

在進階教學(xué)中，明確進階目標(biāo)是一個非常重要的環(huán)節(jié)。對于力學(xué)概念的教學(xué)，教師應(yīng)當(dāng)科學(xué)設(shè)置進階目標(biāo)，以“自由落體運動”為例，主要設(shè)置為以下幾點：第一，了解自由落體運動的概念和條件。第二，了解自由落體運動的規(guī)律和特點。第三，能夠在面對相關(guān)問題的時候運用自由落體的規(guī)律和特點去解答。

2.4 ?劃分進階層次并設(shè)計教學(xué)活動

在做好教材、學(xué)情的分析工作并明確進階目標(biāo)之后，教師接下來就要劃分進階層次并設(shè)計教學(xué)活動。以“自由落體運動”為例，在進階教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)將其劃分為以下幾個層次：

第一層次，感受。首先給學(xué)生感觀上的刺激，感受物體的下落，了解“落石測井深”，有效激發(fā)學(xué)生探索興趣，從而喚醒學(xué)生的能動性。高一的學(xué)生已經(jīng)有了豐富的生活經(jīng)驗和一定的理論知識基礎(chǔ)，學(xué)生根據(jù)初中已學(xué)過的力學(xué)知識和對重力的認(rèn)識，很容易發(fā)現(xiàn)空氣阻力的影響。教師此時引導(dǎo)學(xué)生思考“能不能讓物體同時落地”。當(dāng)處于相同高度的物體在真空環(huán)境中同時下落就會同時落地。此時物體的受力情況如何？在此基礎(chǔ)上，提出“自由落體運動”的概念及條件：物體只受重力作用，從靜止下落。

第二層次，探究。在上一學(xué)習(xí)階段，學(xué)生對“自由落體運動”物體進行了受力分析，明確了該運動的初始運動狀態(tài)，下一步便是探究“自由落體運動”的規(guī)律。在這一教學(xué)層次，首先要確認(rèn)自由落體運動是否是勻變速直線運動，實驗探究是最直接且有效的方法。教師想要充分調(diào)動學(xué)生在這一學(xué)習(xí)階段的主動性，就要先讓學(xué)生肯定自己學(xué)有所用，根據(jù)上一課“勻變速直線運動的實驗探究”，利用打點計時器和勻變速直線運動的規(guī)律，由學(xué)生自主設(shè)計實驗步驟并完成實驗。

實驗中，應(yīng)注意一點：實際物體在下落過程中不受其他因素的影響是很難的。強調(diào)物理研究過程中的“理想化”，即當(dāng)其它因素影響較小時，可忽略這些影響。教學(xué)時一定不要急于得出“自由落體運動屬于勻變速直線運動”的結(jié)論，筆者認(rèn)為，數(shù)據(jù)處理及誤差分析要留有充分的時間，一是培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)歸納和計算能力，二是學(xué)會設(shè)計方案減小誤差，三是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力。推導(dǎo)出相關(guān)速度和位移的公式。

第三層次，應(yīng)用。學(xué)生動手和動筆是這一階段的關(guān)鍵。指出“自由落體運動”的加速度稱為“重力加速度”，對比勻變速直線運動的加速度，來一場小組賽：利用勻變速直線運動公式推導(dǎo)出“自由落體運動”規(guī)律。利用學(xué)生的好勝心和求知欲將本堂課推向高潮。

緊張的小比賽之后，讓學(xué)生展開交流討論，測測自己的反應(yīng)時間，活躍課堂氣氛，將本節(jié)所學(xué)應(yīng)用到現(xiàn)實生活，這個環(huán)節(jié)不能只停在“玩”，要通過“算”強調(diào)“自由落體運動”的規(guī)律。第一層次中，引入部分“落石測井深”可作為課堂鞏固練習(xí)，前后呼應(yīng)。

綜上所述，將力學(xué)概念的教學(xué)劃分為若干個進階層次，一層層遞進，逐漸進階，可以引導(dǎo)學(xué)生由淺到深，逐步認(rèn)識和掌握力學(xué)概念。這樣的教學(xué)方式符合學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)特點，有利于實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量和力學(xué)概念教學(xué)效率的雙重提升。

參考文獻：

[1]弭樂，郭玉英.概念學(xué)習(xí)進階與科學(xué)論證整合的教學(xué)設(shè)計研究[J].課程.教材.教法，2018（5）：90-98.

[2]張玉玲，彭朝陽.基于學(xué)習(xí)進階的初高中物理教學(xué)內(nèi)容銜接——以“電和磁”為例[J].物理教師，2016（10）：17-20.

[3]何春生，郭玉英. 基于學(xué)習(xí)進階的課堂教學(xué)設(shè)計與實踐——以“功”為例[J].物理教師，2016（10）：23-26.