基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的物理課堂驅(qū)動(dòng)性問題設(shè)計(jì)

馬慧佳

(廣東省東莞市塘廈中學(xué)，廣東 東莞 523710)

學(xué)習(xí)進(jìn)階(Learning progressions)是對(duì)學(xué)生連貫且逐漸深入的思維方式的假定性描述,“在一個(gè)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間跨度下，學(xué)生學(xué)習(xí)和探究某一重要的知識(shí)或者實(shí)踐領(lǐng)域時(shí),依次進(jìn)階,思維方式逐級(jí)深化”。進(jìn)階性的學(xué)習(xí)符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),有助于激發(fā)學(xué)生的深入思考,提升學(xué)生分析和理解能力,提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

在物理課堂教學(xué)中如何通過進(jìn)階學(xué)習(xí)的方式達(dá)成教學(xué)目標(biāo)？教師扮演著非常重要的角色。斯賓塞曾說: “應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自己進(jìn)行探討,自己去推論,給他們講的應(yīng)該盡量少些,而引導(dǎo)他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)的應(yīng)盡量多些?！痹谡n堂中教師是引導(dǎo)者和把控者,通過語言描述、提問,促進(jìn)課堂各個(gè)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。利用驅(qū)動(dòng)性問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲,從知識(shí)表征、模型建構(gòu)、知識(shí)應(yīng)用等方面入手,層層躍進(jìn)獲取知識(shí)，提升能力。

1 知識(shí)表征：設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題,降低難度,促進(jìn)物理觀念的形成

知識(shí)表征主要解決“是什么”的問題,而如果直接告訴學(xué)生物理概念和規(guī)律,他們很難理解其本質(zhì),更無法將物理概念和規(guī)律進(jìn)行升華,形成物理觀念。因此設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題,降低每一步驟的難度,引導(dǎo)學(xué)生一步步地理解知識(shí),通過對(duì)比等方法完善頭腦中對(duì)“是什么”的認(rèn)識(shí),進(jìn)而理解物理概念和規(guī)律的本質(zhì),達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

例如，為引入“加速度”的概念,使學(xué)生建立有關(guān)運(yùn)動(dòng)的物理觀念,可從以下角度設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題(如圖1)。

圖1

2 模型建構(gòu)：設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題,從實(shí)際出發(fā),刪繁就簡(jiǎn),建構(gòu)物理模型

模型建構(gòu)是一種重要的科學(xué)思維方法,是物理學(xué)賴以生存的基礎(chǔ)。通過驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)置,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,尋找主要因素和次要因素,經(jīng)歷模型建構(gòu)的過程,進(jìn)而發(fā)展科學(xué)思維能力。例如關(guān)于三力平衡模型的建立，創(chuàng)設(shè)的生活情境如下：2018年10月24日，全長(zhǎng)55公里的港珠澳大橋全線通車，港珠澳大橋因其超大的建筑規(guī)模、空前的施工難度以及頂尖的建造技術(shù)而聞名世界，其主跨為雙塔式斜拉結(jié)構(gòu)。那么其中蘊(yùn)含著什么樣的物理原理?據(jù)此設(shè)計(jì)的關(guān)于共點(diǎn)力平衡教學(xué)的驅(qū)動(dòng)性問題如圖2所示。

圖2

3 知識(shí)應(yīng)用：設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題,循序漸進(jìn),促進(jìn)思維進(jìn)階

“學(xué)以思為貴”,學(xué)生學(xué)習(xí)物理時(shí)要多思善思,才能增強(qiáng)思維的靈活性,促進(jìn)思維能力的逐步進(jìn)階,將知識(shí)融會(huì)貫通、學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的主要目的。在物理教學(xué)中,常常遇見這樣的情況：學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)似乎全都懂,可是遇到題目,卻是一頭霧水。在這種情況下,教師的啟發(fā)就非常重要,通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)性問題,循序漸進(jìn),引導(dǎo)學(xué)生尋找解決問題的方法,鍛煉思維能力。

例如,利用半偏法測(cè)量電流表內(nèi)阻,其電路圖和操作步驟如表1，需分析實(shí)驗(yàn)測(cè)量的誤差。

表1

當(dāng)電阻箱電阻為零時(shí),電流表讀數(shù)為I0,并聯(lián)部分的電壓為U0。

問題1:分析電路中的電阻關(guān)系,當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱后,電路中的總電阻如何變化呢?

電阻箱R與電流表串聯(lián)，當(dāng)并聯(lián)支路的電阻增大，則電路中的總電阻增大。

問題2:當(dāng)電阻變化之后,會(huì)引起電路中的哪些物理量發(fā)生變化?

由閉合電路歐姆定律可知：干路電流減小，由U并=E-Ir-IR滑左,并聯(lián)部分的電壓增大,U并>U0。

問題3:為分析電流表內(nèi)阻的測(cè)量誤差,需要確定電流表的電壓、電流，還是電阻箱的電壓、電流?為什么?

需要確定與電阻箱相關(guān)的電壓、電流,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中認(rèn)為電阻箱的阻值與電流表內(nèi)阻相等。

問題4:與電阻箱相關(guān)的電壓、電流如何變化?

4 著眼大局：設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題，承上啟下，有效推進(jìn)課堂進(jìn)程

驅(qū)動(dòng)性問題的設(shè)計(jì),一方面從知識(shí)的角度,一步步引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)、思維進(jìn)階,促進(jìn)學(xué)生能力的發(fā)展；另一方面還要能夠帶動(dòng)課堂氣氛,在整節(jié)課的大局上,起到承上啟下的作用,不要在一個(gè)點(diǎn)上原地踏步,能夠推動(dòng)課堂進(jìn)程。

例如“平拋運(yùn)動(dòng)”一節(jié)的教學(xué)框架如圖3所示，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問題如下。

圖3

(1) 平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,如何處理這種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)?

學(xué)生回答：用化曲為直的方法。

(2) 如何利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的猜想?用平拋運(yùn)動(dòng)演示儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,有哪些不盡如人意的地方?

(3) 將平拋運(yùn)動(dòng)應(yīng)用到實(shí)踐中,我們還需要進(jìn)行定量計(jì)算,你能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí),總結(jié)出平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律嗎?

(4) 現(xiàn)在你能解決有關(guān)平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)際問題嗎?紙上談兵不如實(shí)際操練,讓我們來試一下吧!通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),知道了處理曲線運(yùn)動(dòng)的基本方法:運(yùn)動(dòng)的合成與分解,那么對(duì)于斜拋運(yùn)動(dòng),又如何解決呢?

5 結(jié)語

在課堂教學(xué)中,學(xué)生是學(xué)習(xí)主體,教師可利用驅(qū)動(dòng)性問題,發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、宏觀把控的作用,通過點(diǎn)撥,使學(xué)生順利完成物理知識(shí)的總結(jié)、方法的應(yīng)用,使學(xué)生分析、應(yīng)用等能力得到提升,知識(shí)認(rèn)知不斷完善,促進(jìn)思維能力向更高層次進(jìn)階。