運(yùn)用學(xué)習(xí)進(jìn)階 理順知識銜接

摘? ?要：文章在學(xué)習(xí)進(jìn)階理念指導(dǎo)下，以“楞次定律”這一物理概念的學(xué)習(xí)進(jìn)程為例，對比人教版高中物理教材與美國高中物理教材《物理：原理與問題》在“楞次定律”的編排中知識點(diǎn)的銜接順序;分析在難點(diǎn)概念的學(xué)習(xí)中，基礎(chǔ)概念的銜接順序帶來的不同教學(xué)思路;探究教材中知識點(diǎn)銜接順序問題給教學(xué)造成的教學(xué)難點(diǎn)。旨在為高中一線教師的課堂教學(xué)提供參考思路，為教研工作者提供研究方向，進(jìn)而為學(xué)生物理觀念的形成和核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供一些幫助。

關(guān)鍵詞： 學(xué)習(xí)進(jìn)階;楞次定律;知識點(diǎn)銜接;教學(xué)難點(diǎn)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）7-0019-4

《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（next Generation science standards）核心內(nèi)容之一是學(xué)習(xí)進(jìn)階。概念進(jìn)階是學(xué)習(xí)進(jìn)階的知識基礎(chǔ)，它描述的是對某一核心概念的連續(xù)且有層次的發(fā)展路徑。概念學(xué)習(xí)進(jìn)階關(guān)注核心概念的發(fā)展，使學(xué)生在原有認(rèn)識的基礎(chǔ)上，發(fā)展學(xué)科思維的方式，逐步形成對物質(zhì)世界的整體認(rèn)識[1]。物理學(xué)科是由眾多基礎(chǔ)概念有機(jī)組成的，學(xué)習(xí)物理是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程。在教學(xué)過程中，教師需將零散的基礎(chǔ)概念整合為主題概念，再整合為學(xué)科核心概念，使學(xué)生學(xué)習(xí)的零碎物理片段有機(jī)地整合起來，形成一個(gè)系統(tǒng)的整體，同時(shí)有助于學(xué)生物理觀念的形成以及物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提高[2]。

本文選擇美國高中物理教材中認(rèn)可度較高的《物理：原理與問題》（下文簡稱《原理》）與國內(nèi)教材中適用范圍較廣的人教版高中《物理》進(jìn)行對比（下文簡稱《人教版》），在學(xué)習(xí)進(jìn)階理念指導(dǎo)下，以“楞次定律”這一物理概念的學(xué)習(xí)進(jìn)程為例，對比兩本教材在“楞次定律”的編排中知識點(diǎn)的銜接問題，探討因教材編排給教學(xué)提供的教學(xué)難點(diǎn)。

1? ? 關(guān)于教材中知識點(diǎn)間銜接順序重要性的討論

結(jié)構(gòu)主義教學(xué)觀認(rèn)為，教材的展開方式要符合兒童的心理發(fā)展規(guī)律，提倡螺旋式教材編寫方式。如何使得知識點(diǎn)之間的銜接臺階更小，學(xué)生更容易接受，更有助于構(gòu)建物理知識體系等問題，一直是教學(xué)上備受矚目的熱點(diǎn)難題。涉及到多個(gè)知識點(diǎn)的銜接，學(xué)生就容易出現(xiàn)知識點(diǎn)混淆、主要概念模糊等問題，給教學(xué)帶來了極大的障礙。

不同版本的教材對于科學(xué)概念的處理方式不同，而在實(shí)際教學(xué)過程中教師只是憑經(jīng)驗(yàn)處理教材來授課教學(xué)，缺少對不同版本教材的比較思考和質(zhì)疑批判，這便使得在對科學(xué)概念的處理上顯得單調(diào)而片面化，很容易出現(xiàn)科學(xué)知識繁多零散、不易識記等教學(xué)難點(diǎn)。若想達(dá)到對科學(xué)概念的有效整合，教師應(yīng)該在授課前對不同的教材銜接編排進(jìn)行分析，在學(xué)生已有的臺階上設(shè)置適當(dāng)?shù)倪M(jìn)階，從而達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

“楞次定律”一課在高中物理教學(xué)中既是教學(xué)重點(diǎn)又是教學(xué)難點(diǎn)，同時(shí)也是高考的熱門考點(diǎn)之一，作為“電磁感應(yīng)”主概念下的次級概念，學(xué)習(xí)好“楞次定律”對于“電磁感應(yīng)”概念的鞏固至關(guān)重要，更是對之后的電磁感應(yīng)應(yīng)用的學(xué)習(xí)起到關(guān)鍵作用[3]?！袄愦味伞北旧硎且粋€(gè)綜合性較強(qiáng)的概念，它涉及多個(gè)知識點(diǎn)，要求學(xué)生對電流的磁效應(yīng)、右手定則、磁通量、磁通量變化率、感應(yīng)電流、感應(yīng)電動勢、電源電動勢等概念進(jìn)行區(qū)分與銜接，由于涉及的知識點(diǎn)繁多而讓學(xué)生頭暈?zāi)X脹，對于“楞次定律”的概念也只停留在死記硬背“口訣”的層面上，對于物理學(xué)觀念的形成造成了極大的阻礙。教材在對于復(fù)雜問題的解決上并沒有將問題的本質(zhì)聯(lián)系清晰描述，那么就需要教師在備課時(shí)發(fā)現(xiàn)并挖掘知識點(diǎn)之間的銜接問題，根據(jù)學(xué)生的需要，尋找最適合的知識銜接手段與順序，在課堂上引導(dǎo)學(xué)生利用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)思維做推導(dǎo)，幫助學(xué)生構(gòu)建物理模型，從而理解物理概念，形成物理觀念。

2? ? 概念學(xué)習(xí)的進(jìn)階分析

應(yīng)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理念分析教材各知識點(diǎn)之間的銜接關(guān)系，需要把“楞次定律”章節(jié)學(xué)習(xí)前學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)以及學(xué)生的思維特點(diǎn)設(shè)置為研究的進(jìn)階起點(diǎn)，進(jìn)而結(jié)合課標(biāo)要求學(xué)生的實(shí)際情況確定該階段學(xué)生需要對概念的掌握程度作為教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)，即進(jìn)階的終點(diǎn)。對兩本教材學(xué)習(xí)“楞次定律”的教學(xué)思路、切入角度、表述形式、課堂手段等進(jìn)行對比，分析各教材在各個(gè)部分給學(xué)生制造的學(xué)習(xí)“臺階”高度以及“臺階”個(gè)數(shù)，從中分析教材為學(xué)生在學(xué)習(xí)楞次定律的過程中“制造”了多少難點(diǎn)。

2.1? ? 起點(diǎn)與預(yù)期目標(biāo)分析

中美的教學(xué)理念有所不同，教材中我們可以很明顯地看到，對于同一個(gè)知識點(diǎn)，兩本教材的處理手段截然不同。所以在學(xué)習(xí)“楞次定律”章節(jié)前，學(xué)生的已有知識是不同的，表1羅列出了學(xué)生的進(jìn)階起點(diǎn)，即學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)以及學(xué)生的思維特點(diǎn)。進(jìn)階終點(diǎn)即預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)為學(xué)習(xí)“楞次定律”的定義，學(xué)會應(yīng)用“楞次定律”判斷感應(yīng)電流的方向。

2.2? ? 知識點(diǎn)銜接順序不同，引入角度不同

由表2可以看出，兩本教材在“楞次定律”正式學(xué)習(xí)前的鋪墊并不一樣，各個(gè)知識點(diǎn)間的銜接順序不同導(dǎo)致了之后學(xué)習(xí)“楞次定律”的切入角度以及分析角度的不同。如果以《人教版》的知識點(diǎn)銜接順序作為基準(zhǔn)，則為“電磁感應(yīng)現(xiàn)象—感應(yīng)電流—磁通量變化—楞次定律—右手定則（第四類右手定則）—感應(yīng)電動勢”?！对怼分械闹R點(diǎn)銜接順序?yàn)椤半姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象—感應(yīng)電流—第四類右手定則—感應(yīng)電動勢—楞次定律”?！度私贪妗吩谠O(shè)計(jì)思路上是以感應(yīng)電流為中心，先是通過實(shí)驗(yàn)探究得到感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，即閉合回路在變化的磁通量中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而再進(jìn)一步提問感應(yīng)電流的方向是怎么樣的，由此引出后來的探究?！度私贪妗吩谇懊鎯晒?jié)的學(xué)習(xí)中所涉及的知識點(diǎn)并不多，對于學(xué)生來說難度也不大，但是到了第三節(jié)的“楞次定律”，涉及到實(shí)驗(yàn)探究、歸納總結(jié)、思維對象轉(zhuǎn)換等內(nèi)容，就大大加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。在“楞次定律”章節(jié)學(xué)習(xí)前，學(xué)習(xí)難度“臺階”大幅度提高，這是造成學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)的原因之一。

《原理》對于知識點(diǎn)學(xué)習(xí)梯度的把握是比較好的，全章的難度呈現(xiàn)螺旋上升的趨勢，有難度卻不會讓學(xué)生覺得突兀。但在單個(gè)基礎(chǔ)概念的銜接上，《原理》的邏輯性就沒有這樣流暢，以“法拉第電磁效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)為開始，學(xué)習(xí)了感應(yīng)電流，為了確定感應(yīng)電流的方向，介紹的第四類右手定則（右手定則），由問題引出對引起感應(yīng)電流的電壓是如何產(chǎn)生的，進(jìn)而學(xué)習(xí)感應(yīng)電動勢，最后在切入“楞次定律”學(xué)習(xí)時(shí)，不同于《人教版》，由力的角度引入。教材在難度上各個(gè)部分“臺階”相似，難度跨度不大，學(xué)生在學(xué)習(xí)“楞次定律”時(shí)自然不會覺得難。但是我們可以發(fā)現(xiàn)，《原理》在這部分的教學(xué)手段多以講授為主，學(xué)生的科學(xué)思維難以得到培養(yǎng)。

2.3? ? 知識點(diǎn)銜接順序不同，進(jìn)階跨度不同

表3是兩本教材在學(xué)習(xí)“楞次定律”時(shí)的教學(xué)過程對比?！度私贪妗费永m(xù)前兩節(jié)的教學(xué)模式，以實(shí)驗(yàn)為教學(xué)手段，通過對比四組條形磁鐵在線圈內(nèi)的運(yùn)動，學(xué)生通過觀察電流表可以看到感應(yīng)電流的方向。教學(xué)從感應(yīng)電流方向開始，進(jìn)而引入磁通量變化情況、感應(yīng)電流的磁場等概念作為中間的轉(zhuǎn)換，最后等效為“要想知道感應(yīng)電流方向與什么有關(guān)，需總結(jié)磁通量變化與感應(yīng)磁通量變化的關(guān)系”。對于學(xué)生而言，幾個(gè)抽象概念之間的切換思考難度較大，學(xué)生需要引入多個(gè)物理量進(jìn)行思考，期間還要不斷轉(zhuǎn)換比較對象，這與前兩節(jié)的教學(xué)難度跨度相差較大，學(xué)生自然難以理解，進(jìn)而造成難點(diǎn)。

在《原理》中，教材的學(xué)習(xí)方法并不是實(shí)驗(yàn)法，而是傳統(tǒng)的教授模式，從力的角度出發(fā)，這個(gè)角度雖然與前面的研究中心有所區(qū)別，但力的作用效果是可以直觀看清的，對于學(xué)生而言，無形中減低了一點(diǎn)難度。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過了右手定則，在已知磁場方向與導(dǎo)線運(yùn)動方向的情況下可以判斷感應(yīng)電流方向，難度不大;由前一章節(jié)的知識可以知道導(dǎo)線受到力的作用，同樣應(yīng)用已學(xué)知識，可以判斷力的作用向左，與運(yùn)動方向相反。按照類似的原理分析幾個(gè)簡單例子，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)力的方向總是阻礙導(dǎo)線運(yùn)動。在整個(gè)教學(xué)過程中只涉及兩步分析，對于學(xué)生而言難度不大，且達(dá)到了預(yù)期的目的。

3? ? 教學(xué)建議

3.1? ? 有效梳理知識點(diǎn)銜接，攻克難點(diǎn)知識

幾個(gè)知識點(diǎn)中，關(guān)系最多且復(fù)雜的要數(shù)“楞次定律”。對于這樣的難點(diǎn)知識，在學(xué)習(xí)中不同的教材應(yīng)對方法不同，學(xué)生在學(xué)習(xí)中的難度跨度也不一樣?！度私贪妗防脤?shí)驗(yàn)從磁通量變化的角度進(jìn)行分析，這是屬于微觀層面。學(xué)生習(xí)慣了直觀、具體的事物，對于磁通量這樣沒有具體事物的抽象概念，學(xué)生在理解上會更吃力些，再加上還要結(jié)合其他幾個(gè)感應(yīng)電流、原磁場、感應(yīng)磁場幾個(gè)抽象概念分析，難度不言而喻?！对怼房紤]到學(xué)生的應(yīng)用直觀性比抽象思維更容易理解復(fù)雜事物，從受力的角度學(xué)習(xí)“楞次定律”，通電導(dǎo)線是宏觀物質(zhì)，形象具體，學(xué)生在分析受力時(shí)很容易便引出了阻礙作用，理解了“楞次定律”。

3.2? ? 有效梳理知識點(diǎn)銜接，學(xué)習(xí)重要概念

在知識框架中我們可以將概念分為學(xué)科核心概念、主要概念、重要概念、基礎(chǔ)概念。上層概念是由基礎(chǔ)概念的拼接結(jié)合形成的，而在這個(gè)過程中，教師應(yīng)該尋找最適合學(xué)生學(xué)習(xí)的銜接順序，在構(gòu)建知識框架時(shí)更有利于學(xué)生將已有知識應(yīng)用到新知識的學(xué)習(xí)中，進(jìn)而吸收新知識，形成自己的知識網(wǎng)絡(luò)圖。在學(xué)習(xí)進(jìn)階的過程中，注重學(xué)生的“臺階”跨度，合理安排知識點(diǎn)的難易程度，銜接邏輯符合科學(xué)探究的精神，在知識點(diǎn)重構(gòu)的基礎(chǔ)上使學(xué)生更好地形成物理觀念，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.3? ? 有效梳理知識點(diǎn)銜接，培養(yǎng)科學(xué)思維

在重組知識點(diǎn)的同時(shí)，教師應(yīng)該把握以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的基本原則。在《原理》中，這樣的知識點(diǎn)銜接順序固然可以使得“楞次定律”的學(xué)習(xí)難度減低，但在學(xué)習(xí)的過程中，教師很容易形成應(yīng)試教育的灌輸式教學(xué)，將知識零散地結(jié)合，忽略了學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，這樣的教學(xué)模式也只是降低了知識的學(xué)習(xí)難度。教師在備課的過程中，應(yīng)該理性思考，多本教材參讀，結(jié)合學(xué)生的自身需求進(jìn)行知識點(diǎn)重組，應(yīng)用科學(xué)探究手段，以培養(yǎng)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維為根本設(shè)計(jì)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何春生，郭玉英.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 ——以“功”為例[J].物理教師，2016，37（10）：23-27.

[2]鄧麗平，郭晨躍，王永輝.關(guān)注物理概念進(jìn)階 發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)——以北師大版初中物理教材為例[J].基礎(chǔ)教育課程，2015，158 （7）：73-75.

[3]朱向陽，施朝群.“楞次定律”教學(xué)探討與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].物理實(shí)驗(yàn)，2010，30（6）：20-23.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）

收稿日期：2020-05-19

作者簡介：馬北河（1977-），男，中學(xué)高級教師，主要從事中學(xué)物理教學(xué)研究，曾獲教育教學(xué)成果國家二等獎。