基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的初中物理概念建構(gòu)思路

劉偉鋒

（廣州市黃埔區(qū)鎮(zhèn)龍中學(xué) 廣東·廣州 510700）

學(xué)習(xí)進(jìn)階，英譯“Learning Progressions”。最近幾年，關(guān)于學(xué)習(xí)進(jìn)階概念的深入研究，對教育領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用，成為科學(xué)教育領(lǐng)域的研究熱點，一度引起學(xué)術(shù)界及一線教育者密切關(guān)注。但不可否認(rèn)，現(xiàn)階段初中物理教學(xué)中未曾針對“學(xué)習(xí)進(jìn)階”實踐策略進(jìn)行深入研究，導(dǎo)致初中物理教學(xué)質(zhì)量堪憂。本文在“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論指導(dǎo)下，針對初中物理概念建構(gòu)提出了相關(guān)策略，以供大家參考。

1 學(xué)習(xí)進(jìn)階理論概述

依據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階描述，學(xué)生在某一時間跨度內(nèi)關(guān)于某一主題依次深入學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中，思維正處于進(jìn)階發(fā)展階段。在主題學(xué)習(xí)、主題探究中，學(xué)生思維方式獲取持續(xù)發(fā)展。根據(jù)該理論認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程是一個漫長的過程，需要跨過不同的“階”，每一個“階”則代表了學(xué)生不同的思維水準(zhǔn)，皆是學(xué)生思維發(fā)展過程中的“立腳點”。換言之，處于不同的“階”內(nèi)，學(xué)生的思維方式也會存在一定差異。

所謂的物理概念，是客觀事物共同具備的物理屬性與本質(zhì)特點在人們頭腦中的一種反映。立足實驗與觀察基礎(chǔ)，應(yīng)用科學(xué)、高效的思維方式，緊緊抓住某類物理現(xiàn)象共同具備的本質(zhì)屬性，對其進(jìn)行抽象概括。學(xué)生建構(gòu)物理概念，這一過程便是思維發(fā)展過程。若想切實提高初中物理概念教育質(zhì)量，應(yīng)合理選取教育策略，引導(dǎo)學(xué)生在不同的“階”基礎(chǔ)上邁向更高層次的“階”，進(jìn)而實現(xiàn)物理思維的有效發(fā)散，從此練就優(yōu)良的學(xué)科素養(yǎng)。

2 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的初中物理概念建構(gòu)策略

2.1 圍繞核心概念，合理布局

在學(xué)習(xí)進(jìn)階理論指導(dǎo)下，初中物理進(jìn)行概念教學(xué)時，教師應(yīng)緊緊抓住核心概念，圍繞核心概念展開教學(xué)布局。縱觀初中物理教學(xué)內(nèi)容，便可發(fā)現(xiàn)初中物理體系普遍以為數(shù)不多的核心概念及規(guī)律為主干。于初中物理學(xué)科而言，物質(zhì)、運(yùn)動和相互作用及質(zhì)量是三個核心概念。若想切實促進(jìn)這三個核心概念順利發(fā)展，則需要將這三個概念落實到每一節(jié)課堂上。眾所周知，在物理學(xué)習(xí)進(jìn)階中，每一節(jié)課都是一個階梯。邁向每一個階梯時，都需從概念體系構(gòu)建與核心概念的聯(lián)系角度出發(fā)，進(jìn)而明確整節(jié)課的重點。何為整體布局？要知道，物理概念體系本身自帶關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性、層級性，教師通過“分層教學(xué)”，可以表達(dá)概念建構(gòu)過程中需要的“階”。例如，在初中物理“力”的學(xué)習(xí)進(jìn)階環(huán)節(jié)，可以將推、拉、吸引等概括為“作用”。何為“力”，實則就是物體對物體的一種作用。其中，一個是受力物體，一個是施力物體，力的作用是相互的。為此，便可以通過力的示意圖展示力，通過彈簧測力計測量力的大小，逐步認(rèn)知重力、彈力、摩擦力等。通過本節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)，可以促使學(xué)生進(jìn)一步感知“力是物體對物體的作用”，層層遞進(jìn)掌握各種“力”的概念，最終深化“力”的相互性認(rèn)知。

2.2 注重聯(lián)系不同的概念，堅持以點帶面

基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的初中物理概念建構(gòu)思路，應(yīng)堅持應(yīng)用“演進(jìn)式”概念。換言之，概念與概念間應(yīng)保持逐漸演進(jìn)，緩慢增進(jìn)學(xué)生對各種物理概念的認(rèn)知，實現(xiàn)從“點”到“面”，從“線”到“面”，從“面”到“整體”的有效發(fā)展。具體的一個點，主要就是指一個細(xì)化的概念，如光速、光源、光的直線傳播等。一般來說，這一個具體的概念可大可小、可復(fù)雜可簡單。在一個大概念中，往往會包含著小概念，例如在“光的直射”內(nèi)容中就包含了“光速”“光的直線傳播”等內(nèi)容。通過多個計劃的點，形成縱向聯(lián)系，便能夠成“線”。由多個點縱向聯(lián)系、橫向聯(lián)系，交錯發(fā)展便能成“面”。最終，由多個面則能構(gòu)成一個“整體”。在概念體系內(nèi)，核心概念發(fā)揮著統(tǒng)領(lǐng)全局的作用。以“運(yùn)動和相互作用”為例，便將眾多具體概念統(tǒng)領(lǐng)成整體。在主旨教學(xué)內(nèi)容時，不需要嚴(yán)格參照相關(guān)概念的邏輯順序設(shè)計課程，需以核心概念為學(xué)習(xí)出發(fā)點，關(guān)注學(xué)生對新概念與舊概念間的聯(lián)系，進(jìn)而加深學(xué)生對各種物理概念的建構(gòu)認(rèn)知。如，在講解“光的直線傳播”時，教師便可以將“聲音的產(chǎn)生與傳播”等內(nèi)容與其建立聯(lián)系。具體來說，可以體現(xiàn)在以下幾點內(nèi)容上：

第一，光傳播與聲傳播條件之間的聯(lián)系。在進(jìn)行聲音部分內(nèi)容教學(xué)時，教師普遍會提出這樣一個問題“有振動的情況，就一定會產(chǎn)生聲音嗎？”。眾所周知，振動需要傳播。所以，教師便可以采取“真空罩鬧鈴”實驗。通過這一個實驗，指引學(xué)生深入了解“聲音的傳播需要介質(zhì)”這個道理。同樣，在講解“光的直線傳播”內(nèi)容時，教師便可以與“聲的傳播”進(jìn)行類比，并向?qū)W生提出問題“有了光，就一定能夠看到東西嗎？”。由于光也需要傳播，所以教師就可以繼續(xù)展開實驗，通過各種生活小實驗引導(dǎo)學(xué)生發(fā)覺“光的傳播，不需要介質(zhì)”這個概念。在整個教學(xué)過程中，學(xué)生便可有效建立新概念與舊知識間的聯(lián)系，并將舊知識與現(xiàn)有概念進(jìn)行鮮明對比，令自身物理思維、邏輯愈加嚴(yán)謹(jǐn)。

第二，光速與聲速的聯(lián)系。在講解聲速內(nèi)容時，有一個物理概念指出“介質(zhì)密度越大。聲音傳播速度越快。”同樣，在講解光速內(nèi)容時，又有一個概念指出“光在真空中的傳播速度最快。”為了可以幫助學(xué)生切實建立這兩個概念間的聯(lián)系。聲音傳播需要介質(zhì)，介質(zhì)密度越高，傳送振動的能力就越強(qiáng)。同時，由于光的傳播不需要介質(zhì)，介質(zhì)對光實則是一種阻礙。為此，介質(zhì)中的傳播速度要比真空中慢很多。由此一來，便可以形象地創(chuàng)建兩種概念間的聯(lián)系，幫助學(xué)生進(jìn)一步加深對這兩個概念的深層次理解與記憶。

2.3 遵循思維規(guī)律，科學(xué)設(shè)計實驗

初中物理教學(xué)，注重實驗教學(xué)，物理實驗對提高學(xué)生物理思維具有重要的影響意義。為此，物理概念教學(xué)也應(yīng)以物理實驗為核心內(nèi)容。在設(shè)計進(jìn)階性物理實驗時，教師應(yīng)注重考慮學(xué)生思維規(guī)律，致力促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行積極的思維過程。通過各種各樣的小實驗，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入思考，促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)論證、質(zhì)疑、反思的能力。例如，在學(xué)習(xí)“光的直線傳播”時，為了明確光的直線傳播過程需要什么條件，便可以設(shè)計以下實驗內(nèi)容：

第一步，讓光在均勻的介質(zhì)中傳播。例如，將激光照射到清水內(nèi)。通過這個照射過程，學(xué)生便可以精細(xì)觀察，并進(jìn)一步了解光是沿直線傳播的概念。

第二步，在實驗時配備充足的濃鹽水，借助漏斗將濃鹽水慢慢灌到清水底部。這時候，再把激光照射到水中，因為此時水變得下方密度大上方密度小，是一種不均勻的液體，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)“光竟然發(fā)生了彎曲”。這說明光在不均勻介質(zhì)中不是沿直線傳播的。

第三步，保持激光照射到水中方向不變，教師要指引學(xué)生混合攪勻清水、濃鹽水。當(dāng)將水混合攪勻后，此時學(xué)生會發(fā)現(xiàn)彎曲的光線慢慢變直了，光是沿直線傳播的。

通過這三次實驗，由于實驗條件發(fā)生了一定變化，所以光沿傳播也發(fā)生了變化。在清水中，光沿直線傳播。在清水與濃鹽水混合液中，光線發(fā)生了彎曲。在攪勻的鹽水中，光依舊沿直線傳播。通過這三個過程，便可以將學(xué)生的思維推上高潮，促使學(xué)生在比較、聯(lián)系之際深入探尋“光的直線傳播”條件。由此一來，便可以促使學(xué)生認(rèn)知這樣一個道理：即使了解同一個事物，當(dāng)條件發(fā)生了改變時，所產(chǎn)生的結(jié)果也會令人嘆為觀止。總之，每一個物理概念、物理規(guī)律都需要具備使用條件。

2.4 堅持以故事激趣，強(qiáng)化情境植入

在建構(gòu)初中物理概念時，興趣是最佳教師?；诖耍锢斫處煈?yīng)善于激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣。在這時，便可以通過新奇的小故事博得學(xué)生眼球。通過各種各樣小故事，激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)學(xué)生對物理概念的理解與認(rèn)知。例如，在教學(xué)“電流”內(nèi)容時，教師便可以通過“富蘭克林放風(fēng)箏”故事引入學(xué)習(xí)主題。在這個故事的作用下，課堂學(xué)習(xí)氛圍瞬間平添了一分趣味。同樣，又將抽象的概念變得更加形象化、直觀化。在具體教學(xué)過程中，可以應(yīng)用多媒體模擬電流的形成過程，進(jìn)而為后續(xù)的“安全用電”教學(xué)做好鋪墊。除此之外，相關(guān)教師一定要靈活植入情境。要知道，在現(xiàn)實生活中，物理現(xiàn)象比比皆是。生活中的物理現(xiàn)象，對學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識、建構(gòu)物理概念而言是一筆珍貴的財富資源。為此，在教學(xué)過程中積極聯(lián)系學(xué)生生活中的經(jīng)驗，并加以提煉，不僅能夠為學(xué)生帶來一種身臨其境的感受，還能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生共鳴，促使學(xué)生逐步養(yǎng)成“從生活入手，慢慢探索物理”的概念。

2.5 注重創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，優(yōu)化形象類比

初中物理概念略為抽象，不利于學(xué)生理解。所以，在幫助學(xué)生建構(gòu)物理概念時，為了切實提高學(xué)生對物理概念的理解，教師便可以針對生疏概念、難理解概念進(jìn)行情境創(chuàng)設(shè)，通過演示或?qū)嶒灧绞酵黄齐y點。例如，在教學(xué)“比熱容”內(nèi)容時，由于該部分概念知識極為枯燥、無趣、抽象，僅用語言進(jìn)行描繪，顯然會略顯蒼白且無力，教學(xué)效果定會不盡人意。為此，教師就可以通過實驗方式再加深學(xué)生印象。在實驗中，教師可以指引學(xué)生應(yīng)用相同的電加熱器為質(zhì)量相同、初溫相同的煤油與水加熱，令其溫度逐步升高。需要注意的是，要保持它們升高的溫度度數(shù)相同。在相同時間下，比較加熱時間及吸收熱量的多少。由此一來，便可以促進(jìn)學(xué)生深入理解“比熱容”知識。除此之外，對于一些抽象概念，教師還可以將其與學(xué)生熟知的概念進(jìn)行形象類比。通過類比實驗，將陌生概念、抽象概念轉(zhuǎn)化成學(xué)生早已熟悉的概念，進(jìn)而降低思維梯度，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步掌握與理解。

3 結(jié)束語

總而言之，學(xué)生物理概念的建構(gòu)是一個漫長過程。在這個過程內(nèi)，每一節(jié)物理課都發(fā)揮著重要作用?？茖W(xué)設(shè)計物理教學(xué)活動，可以助力學(xué)生邁上更高的知識階梯。在初中物理教學(xué)之際，相關(guān)教育者需明確學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的重要意義，針對核心概念進(jìn)行整體布局。堅持“以點帶面”方式，創(chuàng)建各種概念與概念的聯(lián)系。通過圖示策略、實驗策略等高效促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)物理概念，助力學(xué)生穩(wěn)步提高物理思維，以及豐富學(xué)科素養(yǎng)。