白玉 張紅洋

摘 ? 要：課堂學習研究是香港教育學院盧敏玲教授等創(chuàng)立的備課模式。該模式結合了日本授業(yè)研究和大陸的教研備課模式的優(yōu)點，以變易理論為依據(jù)，通過識別、確定、設計學習內容的關鍵特征，針對學習內容的真正發(fā)生，對香港中小學產(chǎn)生了較為深刻的影響和較好的效果。文章以高中物理“理想氣體的狀態(tài)方程”教學為例，探索基于變易理論的課堂學習研究，切實提升和改進中學物理課堂實踐活動。

關鍵詞：課堂學習研究;變易理論;案例研究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2019）5-0010-5

筆者自從教以來，發(fā)現(xiàn)教師在備課環(huán)節(jié)普遍存在一些問題，如教師不能較好地把握教材，導致教學目標不清楚，重點不突出，學生無法準確地獲取學習內容的關鍵特征和重要屬性;再如，教師的教學內容常常不是基于學生已有的認知水平，一節(jié)課下來教師滔滔不絕，但相當一部分學生常常得不到及時有效的指導而被動、低效地學習。課堂學習研究使得教師在備課過程中針對以上問題有相應的解決策略。本文使用課堂學習研究的方法，對人教版高中物理選修3-3中的“理想氣體的狀態(tài)方程”這一課題進行實踐探究。

1 ? ?關于課堂學習研究和變易理論

課堂學習研究是香港教育學院以盧敏玲教授為首的研究團隊研發(fā)的以變易理論為依據(jù)的備課模式。它有效地結合了日本授業(yè)研究和大陸教研備課模式的優(yōu)點，并且進一步發(fā)展與創(chuàng)新。變易理論是瑞典馬飛龍博士于20世紀90年代末創(chuàng)立的。變易理論關注學習內容，強調在關注學習內容的關鍵特征的同時，教師應以學生已有知識為基礎開展變易促進學生學習。學習應該是指向學習內容的，所以需要重點關注的是學習內容，以帶給學生更好的學習體驗與更深層次的理解。

變易理論認為，認知是審視和識別事物的關鍵屬性。而審視和識別事物的關鍵屬性可以通過有意識地利用變易圖式實現(xiàn)。在使用變易圖式的過程中要保證事物的關鍵特征不變，改變事物的其他方面的特征，促進學生對事物關鍵特征的識別和審視。

2 ? ?課堂學習研究的教學實踐

本研究的研究內容鎖定在人教版高中物理選修3-3中的“理想氣體的狀態(tài)方程”，以內蒙古包頭市蒙古族中學高二年級2個班級的學生作為研究對象，通過對其學習內容的關鍵屬性和關鍵特征的分析與研究，設計并組織教學過程（如圖1）。

本次研究課研究的問題是——理想氣體的狀態(tài)方程，它是人教版高中物理教材選修3-3第八章《氣體》的第三節(jié)。本節(jié)內容是整章內容的重點，同時也是整個選修3-3內容的重點。

2.1 ? ?教學設計

2.1.1 ? ?教師經(jīng)驗分享

首先，教師先與物理學科的其他教師交流經(jīng)驗，了解其他教師的教學方法和思路，以及教師認為的教學重點和難點。

2.1.2 ? ?學生的不同見解

筆者通過先導測試了解學生的掌握情況。具體操作是邀請六名來自高三年級的學生進行先導測試，六名學生物理單科學習情況分別是優(yōu)秀、良好和較不擅長。通過先導測試，可以發(fā)現(xiàn)學生對于理想氣體的狀態(tài)方程掌握得很好，所以此處可以在課上少占用時間。而學生對于理想氣體的條件缺乏理解，在將攝氏溫度轉化為開爾文溫度時模棱兩可，判斷氣體變量時存在問題。因此，在設計教學時需要更多地關注這些問題。

2.1.3 ? ?前測、后測的設計

在研究課開始設計前，針對全體參加研究課的學生進行前測，了解學生的認知難點和障礙。

2.1.4 ? ?確定學習內容和關鍵特征

學習內容：理想氣體的狀態(tài)方程。

專項屬性：只要理想氣體的質量一定，壓強、體積和溫度的數(shù)值必須遵守的定量關系。

關鍵特征：理想氣體壓強、體積和溫度的關系。

CF1：什么是理想氣體;

CF2：理想氣體的狀態(tài)方程;

CF3：理想氣體的狀態(tài)條件變化的識別。

2.2 ? ?教學實踐計劃（如表1）

?針對已確定的學習內容和關鍵特征，筆者設計了課堂教學，基于變易理論，課堂有效的教學必須經(jīng)歷必要的“變易”。

2.3 ? ?第一輪教學

教學活動及變易圖式的分析：筆者利用變易圖式，為研究課設計了五個活動，體現(xiàn)了變易理論的“變”和“不變”，審辨不同的關鍵特征有助于全面理解“理想氣體的狀態(tài)方程”。

活動一：何為“理想氣體”

在教學開始，設計問題。通過展示等溫變化過程中氣體壓強隨體積變化的表格，以及等體積變化過程中氣體溫度和壓強變化的表格，讓學生自主發(fā)現(xiàn)在低溫（小于0 ℃）或者高壓（大于101.325 kPa）下，玻意耳定律和查理定律都失效。

然后，給出理想氣體的定義：設想有這樣的氣體，氣體分子本身體積完全可以忽略，分子間的作用力完全等于零，也就是說，氣體嚴格遵守實驗定律。這樣的氣體叫做理想氣體。

但是，需要讓學生注意：理想氣體是一個理想化的模型。

所以理想氣體的條件為：實際氣體在低壓（小于101.325 kPa）和高溫（大于0 ℃）的條件下，接近理想氣體。

活動二：理想氣體的狀態(tài)方程的推導（如圖2）

首先設置情境：一定質量的理想氣體由狀態(tài)1變化到狀態(tài)2，各狀態(tài)參量變化有什么樣的關系呢？（如表2）

分別根據(jù)找關系法的思路和中間參量法的思路解決問題。再根據(jù)查理定律得到壓強與溫度的關系，最后得到理想氣體的狀態(tài)方程。

活動三：找出理想氣體的狀態(tài)變化的條件

教師帶領學生閱讀一些常見的問題，并找出理想氣體的狀態(tài)變化的條件（如表3）。

活動四：課堂練習（如表4）

活動五：課堂小結

學生自主回憶并總結一節(jié)課的學習內容，并對比幻燈片，檢驗學習成果。

2.4 ? ?第一輪教學課后訪談與反思

課后訪談：

教師：什么是理想氣體？

學生：氣體分子本身體積完全可以忽略，分子間的作用力完全等于零，也就是說，氣體嚴格遵守實驗定律。這樣的氣體叫做理想氣體。

教師：你能否嘗試推導理想氣體的狀態(tài)方程？

學生在草稿紙上完成了推導，但是其中有出錯的地方。

反思：在本節(jié)課之后，感覺學生在學習例題2的時候，該題梯度特別大，較難理解。但是，在筆者施教的過程中，還是堅持給學生添加此難度的問題，旨在接近高考選修3-3選做題的水平。

2.5 ? ?第二輪教學

2.5.1 ? ?教學活動的修訂

在第二輪教學中，筆者做了適當?shù)慕虒W活動的修訂，筆者將例2置為整節(jié)課的最后一題。將活動三刪除，將原例題2直接放在課堂練習中，并且注重在練習中總結和滲透解題方法。這讓課堂的主線更明確，學生在練習了4道練習題后做例題5更容易理解，整體效果不錯。

2.5.2 ? ?前測、后測結果分析

第一輪和第二輪每輪教學后，都會進行學生后測。后測題的內容基本與前測題相同。通過對比前測數(shù)據(jù)和后測數(shù)據(jù)，教師可以了解學生學會了什么，同時了解學生還沒有掌握的地方。以下統(tǒng)計是兩輪前測、后測數(shù)據(jù)的比較分析：

題一：“理想氣體狀態(tài)方程圖像的理解”的前測、后測數(shù)據(jù)如圖3所示。

通過以上數(shù)據(jù)可以分析，兩輪過程均有提升。本題屬于圖像問題，在等溫條件下，氣體體積和壓強的變化關系成反比，在圖像上體現(xiàn)為雙曲線。但是很多學生無法應用，單純地認為很多圖像都是正比關系，因此選錯了選項。應該說本題具有一定的迷惑性。

題二：“理想氣體狀態(tài)方程的應用”的前測、后測數(shù)據(jù)如圖4所示。

本題在后測階段答對的學生幾乎占九成，說明學生可以初步應用理想氣體狀態(tài)方程。本題涉及到兩個過程，首先是等溫過程，體積減小，隨之壓強應該增加;第二個過程是等容過程，溫度升高，隨之壓強也應該增大。

題三：“理想氣體狀態(tài)方程的簡單計算”的前測、后測數(shù)據(jù)如圖5所示。

通過數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)兩輪教學中都有超過八成的學生掌握了理想氣體狀態(tài)方程的簡單計算。但是也發(fā)現(xiàn)，兩輪測試中仍有兩成的學生在后測中沒有回答正確，說明這部分學生在課上的收獲很小。而這種情形出現(xiàn)以后，他們也必定無法完成之后的練習。

題四：“理想氣體狀態(tài)方程的一般計算”的前測、后測數(shù)據(jù)如圖6所示。

在第四題中，我們發(fā)現(xiàn)學生在挑戰(zhàn)有一些難度的理想氣體計算題時，有一定程度的提升。但是經(jīng)過對比后，我們發(fā)現(xiàn)學生在第二輪教學中的提升更加明顯，說明課堂學習研究的應用有一定的效果。在本題中，第一問重點考查的是等壓情況下氣體體積和溫度的變化關系，第二問考查的是氣體壓強與受力關系的結合。對于學生來說具有一定的難度。

題五：“理想氣體狀態(tài)方程的一般計算”的前測、后測數(shù)據(jù)如圖7所示。

通過題五的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，第二輪教學過程中學生的提升較大。而本題考查的是理想氣體狀態(tài)方程的應用，屬于一般難度的問題，但是由于涉及到情境，學生還存在審題難的問題。

3 ? ?總結與反思

3.1 ? ?課堂學習研究是提升教學質量的一種有效方式

在進行了兩輪的研究課之后，我們通過分析前測、后測的對比數(shù)據(jù)，課后訪談以及教師課堂觀察等方法，證明課堂學習研究是一種十分有效的學習模式。我們看到，學生在前測、后測中的完成情況有所提升，課后訪談中對知識點的掌握有更深的認識，同時學生整體在課堂上表現(xiàn)得更加自信從容。這些都說明這種方式主導下的課堂教學要明顯好于傳統(tǒng)的課堂教學，同時也要比當前很多教學模式都要更為有效。

3.2 ? ?課堂學習研究有助于加深學生對學習內容的理解

通過本次研究，我們發(fā)現(xiàn)當教師明確學習內容的關鍵特征以后，學生通過對這些特征的審辨可以明顯加深對學習內容的理解。在眾多的學習理論中，課堂學習研究的一個突出特點就是關注學習內容。因此，在課堂學習研究中，為了教師的教能夠更有利于學生的學，也就是在學習過程中學生必須有更多的機會能夠親身經(jīng)歷學習內容的關鍵特征的變易，教師必須安排有利于學生學習的環(huán)境，讓學生能夠學到預期的、有意義的、有價值的學習內容。因此，為了能夠更好地實現(xiàn)教學效果的提升，教師在培養(yǎng)學生學習能力、溝通能力、高階思維能力的時候，也同時要更好地考慮學習哪些內容最適合培養(yǎng)學生的相關能力。

3.3 ? ?課堂學習研究有助于促進教師的專業(yè)發(fā)展

本文教師在備課的過程中，與傳統(tǒng)的課程準備存在明顯區(qū)別。教師可以通過和其他教師交流了解課程的重點和難點，通過與上屆學生的訪談了解學生對學習內容理解的欠缺部分，通過前測了解所要授課的學生的掌握水平。這些都帶給教師更多的經(jīng)驗。

而教師在確定學習內容的過程中，通過“對照”“類合”“區(qū)分”“融合”四種方法在備課階段厘清學生學習內容面對的難點和關鍵特征，設計出有利于審辨學習過程的變易圖式。這個過程在促進學生審辨過程發(fā)生的同時，也增強了教師對于課程內容把握和分析的能力。

最后，在教師對比前測、后測數(shù)據(jù)之后的總結階段，也可以積累經(jīng)驗，大幅度提升自己的能力。而且整個過程都伴隨著教學研究的方法，通過對課堂學習研究的應用，同樣可以增強教師教研的能力。

參考文獻：

[1]盧敏玲.“課堂學習研究”對香港教育的影響[J].開放教育研究，2005（3）：84-89.

[2]盧敏玲，李樹英.課堂學習研究——一種優(yōu)化教與學的評估實踐[J].教育科學研究，2007（9）：22-25.

[3]盧敏玲，李樹英，郭永賢.聚焦一課超越一課——香港地區(qū)“優(yōu)化課堂學習計劃”[J].江蘇教育研究，2009（13）：8-11.

[4]Lo M L. Learning Study-the Hong Kong Version of Lesson Study： Development， impact and Challenges. In M Matoba， K A Crawford and M R Sarkar Arani（Eds.）.Lesson Study， International Perspectives on Policy and Practice[M]. Beijing， China：Educational Science Publishing House，2006：133-157.

[5]王玉英. 變易理論在中職數(shù)學課堂教學中的研究[J]. 淮北職業(yè)技術學院學報，2011，10（6）：65-66.

[6]須利華. 變易理論對大學英語教學校本化改革的啟示[J]. 淮南職業(yè)技術學院學報，2017，17（3）：74-76.

（欄目編輯 ? ?趙保鋼）