基于學習進階理論 打造物理思維課堂

范昕玥 黃樹清

摘? ?要：以“平拋運動” 為例，依據(jù)學習進階理論打造階級式思維課堂，使學生在建立平拋運動理想化模型的過程中，學會應用多種物理思想，提升科學素養(yǎng)。

關鍵詞：學習進階;思維課堂;物理模型

“平拋運動”一節(jié)是在學生掌握勻速直線運動規(guī)律、自由落體運動規(guī)律、運動合成與分解的方法的基礎上進一步學習曲線運動，并在逐步深入學習中感受平拋運動理想化模型的建立過程，為之后學習復雜運動做知識鋪墊，起到了承上啟下的作用，能夠幫助學生從直線運動過渡到曲線運動。

本文以“學習進階”理論從簡單到復雜、從單一到綜合的進階過程為指導[ 1 ]，在學生已能夠用抽象思維解決問題的基礎上，根據(jù)《普通高中物理課程標準（2017版）》對于平拋運動一節(jié)的內容要求，分為以下四個階級（見表1）建立思維課堂，并針對其特點對學生進行引導和教學，旨在幫助學生提升科學素養(yǎng)。

1? 把握思維起點，認識平拋運動

在學習本節(jié)課之前學生對平拋運動等一系列曲線運動比較陌生，若直接給出平拋運動的定義不利于學生理解，這就需要教師進行循序漸進的引導。

把握學生能夠分析簡單運動這一思維起點，從與平拋運動相關的生活實例入手，激活學生的思維，開始思維的初步進階（表2）。

【設計意圖】利用多媒體游戲創(chuàng)設具體情境，激發(fā)學生興趣，使學生根據(jù)事實經(jīng)驗進行思考并嘗試解決情境問題，產(chǎn)生由直線到曲線的認知沖突，初步接觸平拋運動。再通過提問引導學生對情境中物體的運動情況進行逐步深入分析，使學生先在情境中觀察到曲線運動，從而在教師提出的問題中了解理想化處理方法，學會用曲線運動的條件解釋平拋運動為曲線運動，并對其產(chǎn)生初步印象，進而將平拋運動情境轉化為物理模型，認識平拋運動，掌握建立物理模型的方法。學習進階如圖1所示。

2? 搭建思維支架，形成平拋模型

實驗探究在平拋運動的教學中是非常重要的環(huán)節(jié)，但在實際課堂中由于時間等不可抗因素的限制，教師多是提供現(xiàn)成的儀器讓學生直接探究平拋運動水平和豎直方向的分運動，實驗的探究性有所欠缺，為了更好地發(fā)揮實驗探究的作用，在有限的條件下教師可以利用平拋運動的分解與合成引導學生自主對多個實驗進行串聯(lián)，感受實驗的探究過程，突出學生的主體地位。

通過上一階段的學習學生已經(jīng)初步了解平拋運動，接下來需要對平拋運動進行更加深入的探究，在探究前要對學生進行漸進的引導使學生真正理解并掌握探究的方法，從而對平拋運動進行由分解探究到合并探究最終嚴謹證明的自主實驗進階，使他們掌握并能夠應用化曲為直、化繁為簡、化未知為已知等多種物理思想，進而搭建牢固的思維支架，如表3、表4、表2所示。

【設計意圖】教師的提問和提示能夠使學生對平拋運動的分解進行有效的思考，完全理解和掌握將平拋運動分解為豎直方向和水平方向的方法，培養(yǎng)縝密的思維邏輯，感受化曲為直、化繁為簡、化未知為已知等物理思想。

【設計意圖】先通過教師演示豎直方向的實驗，作為學生自主實驗前的示范，使學生能夠在觀看教師實驗以及與教師共同完善實驗的過程培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度，學會聯(lián)系新舊知識進行總結從而得到新的認識。再讓學生自主設計實驗探究水平方向分運動，培養(yǎng)發(fā)散思維和自主探究的能力（表5）。

【設計意圖】通過升級實驗使學生從直線運動回到曲線運動，強化對曲線運動的認識并利用視頻技術對傳統(tǒng)實驗的過程進行分析，展示出在正常情況下無法觀察到的微小變化，幫助學生增強對平拋運動這一抽象模型的認識和理解，使學生留下深刻的印象，嚴謹證明理論分析的正確性。

整個實驗探究的過程步步深入、層層完善，學生需要對設計實驗的思維過程進行自我檢查、反思和改進，進而突破了教學難點，這能夠讓學生體會在探索物理規(guī)律過程中的細致和嚴謹，培養(yǎng)大膽質疑精神和創(chuàng)新意識，使學生在實驗探究中實現(xiàn)思維的飛躍和升華，最終形成平拋模型。學習進階如圖7所示。

3? 應用思維成果，解決平拋問題

例題練習不僅能夠培養(yǎng)學生應用模型的能力，同時在解決問題后還能使學生產(chǎn)生學習的成就感，更有動力進行后續(xù)的學習。

在上一階段學生已經(jīng)建立平拋模型的基礎上練習知識水平逐步進階的習題有助于學生應用和進一步遷移思維成果（表6）。

【設計意圖】利用引入環(huán)節(jié)的游戲情景編寫例題進行首尾呼應，同時例題從考察學生的應用模型能力進階至遷移模型能力最終升級到創(chuàng)新模型能力，難度逐步遞增，學生在解答例題的過程中需要從平拋運動的位移關系遷移至平拋運動的速度關系最終根據(jù)約束條件進行復雜關系的判斷求解，通過難度的遞增促進學生開動腦筋，靈活運用所學物理知識解決實際問題。學習進階如圖8所示。

4? 升級思維層次，提高科學素養(yǎng)

在教學中，教師始終將學生視為平拋模型的主動建構者，在引導學生進行探索的過程中培養(yǎng)學生創(chuàng)新的能力和勇氣，使學生在探索、討論中感受化繁為簡、化曲為直等多種物理思想，并能夠在后續(xù)的學習中應用這些思想。學習進階如圖9所示。

5? 結語

基于學習進階理論打造的階級式思維課堂，首先牢牢抓住學生能夠對簡單的運動進行分析這一起點，通過分析生活中運動實例產(chǎn)生由直到曲的認知沖突，進而通過思考教師提出的進階問題認識平拋運動，接著進行以學生為主體教師為主導的進階實驗，化曲為直定性分析平拋運動，在此基礎上融入視頻分析技術由直到曲定量分析平拋運動，培養(yǎng)學生的邏輯思維，并建立平拋模型，再通過解決難度逐漸升級的例題鞏固思維成果，使學生能夠對所學知識進行遷移應用，最終提升科學素養(yǎng)，得到全面發(fā)展。

參考文獻：

[1] 吳湘蕓.學習進階：思維課堂發(fā)展核心素養(yǎng)的新樣態(tài)[J].中學數(shù)學，2019（7）：83-84.

[2] 中學物理教材編寫組.物理必修第二冊[M].山東：山東科學技術出版社，2019：43.

[3] 張兆永.創(chuàng)設遞進認知情景 提升習題教學效率——以平拋運動為例[J].中學物理教學參考， 2019（22）.