初高中物理教學銜接策略及實施

郭本剛

摘? ? 要：當前對初高中物理教學銜接的研究很多，但聚焦于提升學科核心素養(yǎng)方面的論文較少.而通過《普通高中物理課程標準（2017年版）》可以看出，指向?qū)W科核心素養(yǎng)提升的初高中物理教學銜接是高中物理教學的重要研究課題.教學中，教師可用深度學習理論為指引，通過情境問題，引導學生自主反思，在聯(lián)通新舊知識的過程中重新建構(gòu)、整合建構(gòu)，幫助學生實現(xiàn)物理觀念和科學思維的層次進階.

關(guān)鍵詞：學科核心素養(yǎng);教學銜接;情境問題式教學;反思型教學

《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出，高中物理課程旨在進一步提升學生的物理學科核心素養(yǎng)，在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上，幫助學生從物理學的視角認識自然、理解自然.由此可見，指向?qū)W科核心素養(yǎng)提升的初高中物理教學銜接是高中物理教學的重要研究課題，是教師必須關(guān)注的現(xiàn)實問題.

一、研究目標及現(xiàn)狀

（一）研究目標

初高中物理“教學銜接”不同于“銜接教學”，具有全面性和長期性，旨在使高中物理教學更加貼近學生的元認知水平.從初中到高中，物理觀念的層次水平和科學思維的品質(zhì)要求出現(xiàn)了跨度，教師應(yīng)依據(jù)學生的已有認知確定教學目標、內(nèi)容和方法，實現(xiàn)從原始問題到物理模型、從模糊到形象、從形象到抽象、從具體到邏輯、從定性到定量、從宏觀現(xiàn)象到微觀機理等的轉(zhuǎn)變，為學科核心素養(yǎng)提升的質(zhì)變做好量的積累.

（二）研究現(xiàn)狀

當前，有很多論文研究了初高中物理教學銜接，主要集中在這四點：1.必要性和現(xiàn)實性的研究;2.影響學生跨越臺階的因素之研究;3.縮小初高中銜接臺階的教學策略之研究（新舊知識的同化和順應(yīng);從目標、知識、方法、能力和情感等方面的銜接提出策略等）;4.銜接要求下教學理念的轉(zhuǎn)變（培養(yǎng)科學探究的意識，使學生自主、可持續(xù)地發(fā)展等）.而指向?qū)W科核心素養(yǎng)提升的研究較少.

二、教學策略

經(jīng)過實踐，筆者認為指向?qū)W科核心素養(yǎng)的初高中物理教學銜接可采用如下策略：在深度學習理論的指引下，通過情境式問題的解決，引導學生在自主反思中聯(lián)通式地重新建構(gòu)和整合建構(gòu).

（一）深度學習理論的指導性意義

深度學習強調(diào)運用高階思維批判性地學習新的思想和事實，提倡整體性聯(lián)通新舊知識進行重新建構(gòu)，重視在情境問題解決中提升學生的創(chuàng)造性，突出元認知理論在學習調(diào)控中的作用[1].深度學習理論對本研究具有指導性意義，指引著教學設(shè)計和實施：

1.以“基于設(shè)計的學習”為教學設(shè)計的原則，教學任務(wù)要有利于知識整合和引發(fā)反思，幫助學生創(chuàng)建邏輯聯(lián)系.

2.以“生成性學習”為教學實施的方式，以學生自主建構(gòu)作為學習基礎(chǔ)，幫助學生對已學知識形成更深刻的理解，引導學生整合建構(gòu)各部分知識和新舊知識.

（二）挖掘情境問題，設(shè)計深度學習任務(wù)

情境問題式教學指創(chuàng)設(shè)形象的典型情境，在以教師為主導、學生為主體的問題設(shè)計和解決中調(diào)控學習過程，在師生互動和雙向交流中激發(fā)學生學習積極性的教學方式.教學中需注意：

1.指向?qū)W生物理學科核心素養(yǎng)的層次進階.問題必須基于學生的元認知水平，即已達層次，還要指向?qū)W生的最近發(fā)展區(qū)，即期望進階的層次.

2.便于學生進行自主反思和重新建構(gòu).深度學習下的建構(gòu)主義強調(diào)以學生現(xiàn)有經(jīng)驗作為新知識的生長點，所以情境可以源于初中教材和教學，要通過問題鏈不斷啟發(fā)學生，問題設(shè)計也要注意思維深度.

（三）在反思型教學中解決情境問題

反思性思維要求學生將自身作為反思的對象，通過持續(xù)的思考不斷調(diào)整自己的思考和行動[2].教師若具有反思意識，對日常教學進行常態(tài)化反思，并作修正、拓展、加深和前后的聯(lián)系、對比，將對學生產(chǎn)生潛移默化的影響.

反思型教學不同于反思性教學，其反思主體不是教師而是學生，指教師提供情境，并適時、適度地引導學生通過自主反思解決情境問題，從而實現(xiàn)重新建構(gòu)和整合建構(gòu).在深度學習理論的指引下，反思型教學與情境問題式教學相配合，可以為學科核心素養(yǎng)提升提供持續(xù)的量的積累.教師創(chuàng)設(shè)的反思情境，要明確指向教學目標的主要研究因素，要便于抽象成物理模型，要有足夠的反思價值和研究空間.反思型教學可借鑒反思性教學的研究成果，如：不僅要回顧過去還要指向未來，并在自省的基礎(chǔ)上更新、提升;強調(diào)積極、自覺態(tài)度下的探究精神，強調(diào)師生、生生間的合作和對話，注重元認知理論和批判理論的應(yīng)用;等等.

三、教學案例

下面就高中物理“磁感應(yīng)強度”和“光的折射——折射定律”的教學設(shè)計和實施，來具體闡述上述教學策略.

（一）“磁感應(yīng)強度”的教學銜接：從核心概念的整合建構(gòu)到物理觀念的層次進階

“磁感應(yīng)強度”是“運動與相互作用觀”下的次一級核心概念，與“電場強度”一起，幫助學生在體驗相互作用和能量中，自覺接受“場”的觀念.

教學前，教師應(yīng)調(diào)研學生在初中學過的磁場知識和形成的觀念，并對照課標判斷學生在物理觀念上已達到的水平.一般而言，學生在初中已經(jīng)初步認識到磁場是客觀存在的物質(zhì)，由磁體或電流產(chǎn)生，對處于其中的小磁針和通電導線有力的作用，并初步了解了安培定則和磁感線.但是，這些認識尚停留在定性層面，不夠深入和全面，在物理觀念上只達到了水平2，高中教學的期望是達到水平4甚至水平5.

為實現(xiàn)上述目標，教師可引導學生在反思中解決兩大問題：一是尋找初中學習中產(chǎn)生的有待解決的疑問，進行定量的深入探究;二是與電場、電場線對比，在比較中形成更加系統(tǒng)、深刻的認識，提升有關(guān)“場”的物理觀念.為幫助學生將碎片化的知識凝練、升華成物理觀念，筆者設(shè)置具體情境，引導學生在反思中提出并解決以下問題：

問題1：你接受初中“磁場是客觀存在的物質(zhì)”這個觀念嗎？

（從相互作用的角度，感知這一看不見、摸不著的施力物體，類似于電場）

問題2：電場在力方面的性質(zhì)用電場強度描述，磁場可以類比它建立相關(guān)概念嗎？

（方向上，類比正電荷所受電場力方向為場強方向，用小磁針N極所受磁場力方向作為該點磁場方向;強弱上，類比用試探點電荷所受電場力大小與電荷量的比值定義電場強度，用很小的電流元所受磁場力大小與電流元的比值定義磁感應(yīng)強度）

問題3：在上述定義中你能體會到什么區(qū)別？

（電荷放入電場中一定受電場力，但電流元放入磁場中不一定受磁場力）

問題4：定義磁感應(yīng)強度時為何強調(diào)“電流元”？

（否則，要考慮導線各處所在位置的磁場強弱和方向以及與磁場的夾角的不同，除非通電直導線處于勻強磁場中）

問題5：電場力與電荷、場強兩方面因素有關(guān)，通電直導線在勻強磁場中所受磁場力與哪些因素有關(guān)呢？

（引出安培力方向的探究，引導學生從平行和垂直兩種特殊情況過渡到一般情況，并通過矢量分解化歸到特殊）

問題6：磁感線在初中基礎(chǔ)上還有什么值得深入探討？

（初中階段只強調(diào)方向而不提磁場的強弱，沒有探討條形磁鐵內(nèi)部的磁感線情況，沒有研究環(huán)形電流形成的磁場的磁感線）

問題7：靜電場中引入了電勢，電容器儲存電荷的同時儲存了電場能.在磁場中，能引入磁勢和磁場能的概念嗎？

（不能引入磁勢，勢沿著力線降低，而磁力線是閉合的，倘若引入則某點的勢無法確定;磁場作為客觀存在的物質(zhì)是有能量的，通電線圈的電流增大時儲存磁場能，減小時釋放磁場能，待學習自感時會有更直觀的感受）

問題8：以磁感應(yīng)強度為核心概念，將磁場的知識整合到一起，形成系統(tǒng)闡述和物理觀念，如圖1所示.

上述問題可以帶領(lǐng)學生在知識獲得的連續(xù)性發(fā)展[3]中將研究推向深入和寬廣，幫助學生聯(lián)通新舊知識、各部分知識，從而整合建構(gòu)，實現(xiàn)物理觀念層次水平的進階.

（二）“光的折射——折射定律”的教學銜接：在科學探究中提升學生的學科核心素養(yǎng)

“折射率”在幾何光學和波動光學中都扮演著重要的角色，是光學的核心概念，很多概念和規(guī)律都可以在它的基礎(chǔ)上生成，且對物理觀念的層次進階也有很大作用.同時，“折射率”概念的建立與“折射定律”規(guī)律的探究過程同步，對科學思維的品質(zhì)提升很有幫助.

筆者基于學生的初中基礎(chǔ)，鑒于“測定玻璃磚的折射率”的實驗操作并不復雜，將其整合到“光的折射——折射定律”的教學中，其流程為：通過具體的情境問題回顧初中基礎(chǔ)（光的折射現(xiàn)象和定性特點）→回顧初中玻璃磚實驗，引導學生提出問題、形成假設(shè)、制定方案→學生進行分組實驗，獲取數(shù)據(jù);教師收集數(shù)據(jù)，驗證猜想，得出結(jié)論→歸納、總結(jié)出折射定律和折射率，探討概念的內(nèi)涵和外延并加以應(yīng)用→與銜接原點對接，解釋初中教材上的情境問題，作圖分析、定量計算.

教師可將各組同學的數(shù)據(jù)匯總輸入Excel表格（由于各組玻璃磚相同，相當于一組學生做了多次實驗），探究出折射定律，并提出折射率的概念.蘇教版義務(wù)教育教科書《物理》（八年級上冊）的這一節(jié)有很多資源可以加以利用，例如：利用玻璃磚探究過光的折射特點，可在回顧后提出更深入的探究任務(wù);課本第80頁“觀察光斑的移動”圖可用于課題引入，探討光斑的移動有無定量規(guī)律;課本第83頁“注水后再次看到硬幣”圖可改造成計算題，鞏固應(yīng)用;課本第80頁“視深度比實際深度淺”三張圖可引出視深度的概念，并引導學生推導垂直看下去的公式.

基于對學生元認知水平的認識，教師可利用上述情境設(shè)計出若干略高于學生元認知水平的問題鏈，逐級遞進地引導學生自主反思，實現(xiàn)科學思維的層次由水平2進階到水平4.

四、結(jié)語

要實現(xiàn)指向?qū)W科核心素養(yǎng)提升的初高中物理教學銜接，教師需要革新課堂，努力把傳統(tǒng)的“展示課”演進為“研究課”，要通過具體課例實踐“確定銜接的相對原點→創(chuàng)設(shè)反思情境→引導提出反思問題→指導反思策略→總結(jié)反思成果→實現(xiàn)終點與原點的對接”的教學模式.教師要在引領(lǐng)科學探究、推理演繹中指導反思策略，引導學生在反思自身、調(diào)整方案中推進研究深度和廣度.反思成果的總結(jié)主體是學生，在師生、生生之間的交流和評價中，學生逐步形成統(tǒng)一認識，自主實現(xiàn)物理觀念和科學思維的層次進階.[□][◢]

參考文獻：

[1]付亦寧.深度學習的教學范式[J].全球教育展望，2017（7）：48.

[2]張華.論核心素養(yǎng)內(nèi)涵[J].全球教育展望，2016（4）：14.

[3]張玉玲，彭朝陽.基于學習進階的初高中物理教學內(nèi)容銜接——以“電和磁為例”[J].物理教師，2016（10）：17.