黃澤璇 張軍朋

摘? ?要：初、高中物理重復性內容的銜接是物理教學中需要關注的重點問題。文章基于學習進階理論，以高中物理“磁現(xiàn)象和磁場”為例，探討初、高中物理內容銜接的具體路徑，以期為初、高中物理重復性內容的教學處理提供參考。

關鍵詞：學習進階;高中物理;初中物理;重復性內容;教學銜接

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）2-0006-4

1? ? 問題的提出

現(xiàn)行中學物理教材采用了螺旋式的編排方式，即部分教學內容在不同階段重復出現(xiàn)，深度逐漸增加[1]。當前高中教師對初、高中物理重復性內容的處理，要么不處理，高中物理教材怎么安排，就怎么教;要么做些簡單的處理，用復習來引入。上述兩種處理方式未能實現(xiàn)初、高中物理教材的有效對接，不利于學生知識和學習能力的整體性與連貫性。“學習進階”是指學生在一定時間跨度下，對某一核心概念的理解以及對某種技能的掌握連貫且逐漸深入的典型發(fā)展路徑[2]。學習進階強調由淺入深的知識建構過程，為改變物理教材中學習內容相對零散且缺乏銜接的現(xiàn)狀提供了有效的解決思路[3]。將其應用到具體的教學中，需要教師首先針對具體內容確定進階起點與進階終點，并對進階過程作出水平層級劃分，在此基礎上進行教學設計。

郭玉英等在理論研究和大樣本跨年級測評的實證研究的基礎上，提出了科學概念學習進階的層級發(fā)展模型（見表1）[4]。這一層級模型為學習進階的具體水平層次劃分提供了重要參考。

本文將基于郭玉英等提出的學習進階層級模型，以“磁現(xiàn)象和磁場”為例，探討如何基于學習進階理論銜接初、高中物理重復性內容，使學生對“磁現(xiàn)象和磁場”的學習經(jīng)歷成為由淺入深的連貫過程。

2? ? “磁現(xiàn)象和磁場”進階分析

“磁現(xiàn)象和磁場”的教學內容在初、高中階段均有涉及，高中生學習這一主題前已對其中的大部分知識有所掌握。教師在進行教學設計之前，需要對初、高中階段與該主題有關的內容要求全面、詳細地進行分析，把握初中和高中學段相應的教學要求。

2.1? ? 課程標準分析

課程標準是物理課程的基本規(guī)范和質量要求，是物理教師教學的依據(jù)和準繩[5]。雖然“磁現(xiàn)象和磁場”的相關知識點在初、高中重復出現(xiàn)，但不同學段的課程標準相應的要求不同，具體的內容要求見表2。

由表2可以看出，初中課程標準的要求符合學生的認知特點，內容要求以“認識”和“了解”為主，重點在于通過實驗引導學生體驗與感悟磁場，重視培養(yǎng)學生的觀察能力以及從實驗事實出發(fā)歸納、概括物理概念和規(guī)律的能力。高中階段課程標準的內容要求則進一步滲透物理教育的文化功能，并注重磁現(xiàn)象與社會、生活和技術的密切聯(lián)系。總體上看，初中階段突出實驗并更多地對知識層面提出要求，而高中階段則注重人文素養(yǎng)、知識應用能力和STSE意識的培養(yǎng)。

2.2? ? 教材分析

教材是最基本的課程資源，對人教版物理教材的分析發(fā)現(xiàn)初、高中物理教材[6，7]在這一部分內容的編排上存在較大差異。

（1）初中教材[6]以電磁關系為主線，通過多節(jié)課的編排闡述“磁現(xiàn)象和磁場”。第1節(jié)利用多種磁體使學生形成對磁場的初步認識;第2、3節(jié)介紹電流磁效應的發(fā)現(xiàn)及其簡單應用，將學生腦海中各自獨立的電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象初步聯(lián)系起來;第4節(jié)引入磁體對通電導體的作用力，進一步闡述電與磁的關系——電磁的相互作用。初中教材通過這幾節(jié)課的層層遞進，使學生對電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相互關聯(lián)有了一個比較完整的認識。

（2）高中教材[7]以單獨一節(jié)課系統(tǒng)地呈現(xiàn)這部分內容。首先以我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果作為導入;并基于電磁關系發(fā)展歷程的相關史料，引出奧斯特對電流磁效應的偉大發(fā)現(xiàn)以及科學家對電磁關系的進一步探索;另外，高中教材補充了通電導體與通電導體間的相互作用，進而概括總結多種磁現(xiàn)象得出磁場概念，最后介

紹地磁場。教材還在拓展材料“STS”欄目中介紹了指南針與鄭和下西洋的歷史故事，突出我國在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明產生的影響。

結合以上分析，可知高中教材在初中教材的基礎上較為全面地介紹了磁現(xiàn)象的發(fā)展歷程以及我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果。但從課標的要求出發(fā)，教材對磁現(xiàn)象與社會、生活和技術的聯(lián)系體現(xiàn)不足，未能重視學生STSE意識的培養(yǎng)，需要對教材內容進行適當處理以進一步落實課標要求。

2.3? ? 進階水平劃分

基于對初、高中課程標準以及教材的分析，

結合郭玉英等提出的層級模型，劃分了如圖1所示的水平層級。

3? ? 初、高中“磁現(xiàn)象和磁場”教學的銜接

通過上文的分析，可知學生通過初中階段的學習，已經(jīng)達到圖1中的前兩個水平層次?；趯W生已有的知識基礎，為了突破高中階段3個水平層次，進行如下教學設計。

3.1? ? 鞏固初中所學，夯實水平1和水平2

活動1：感知磁場，尋訪古文明

教師演示磁懸浮陀螺，結合有趣的實驗現(xiàn)象引導學生分析其工作原理并對所學知識進行回顧，夯實已有知識基礎。進一步引導學生閱讀教材“STS”欄目中的“指南針與鄭和下西洋”，了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明產生的重大影響。

活動2：追溯歷史——電流磁效應的偉大發(fā)現(xiàn)

導入實驗說明磁體與磁體通過磁場發(fā)生相互作用，并提問：“除了磁體外還有哪些物質可以產生磁場呢？”學生自然回顧起奧斯特電流磁效應的發(fā)現(xiàn)，教師進而提出以下問題：

（1）哪些自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)促使人們開始猜想電與磁之間可能存在聯(lián)系？

（2）對于電磁關系，19世紀初科學界持有哪些觀點，代表人物有誰？

（3）為什么說奧斯特的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義？

此時，教師組織學生閱讀教材以及課前下發(fā)的相關史料，讓學生帶著一系列的問題進行方向性的閱讀。

設計意圖：結合導入實驗對磁體與磁體的相互作用以及電流磁效應進行復習鞏固，為后續(xù)的學習打下基礎，同時在復習中滲透磁現(xiàn)象發(fā)展歷程的文化功能。進一步夯實水平1和水平2。

3.2? ? 重現(xiàn)經(jīng)典實驗，顯化科學思維，實現(xiàn)水平3

學生分組做奧斯特實驗。教師進一步結合物理學史提出奧斯特的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學界的關注，安培等科學家紛紛重復他的實驗并進行下一步的研究，如果你是安培，還可以進行什么研究呢？引導學生思考：“通電導體可以產生磁場，并通過磁場對小磁針產生力的作用，力的作用是相互的，那么磁體產生的磁場會不會對通電導體也有力的作用？”學生結合已有的知識基礎和相應的思考作出判斷：磁體對通電導線也有力的作用。

在此基礎上，教師介紹安培出于對稱性的思考進行的實驗探究，并利用磁體和鋁箔等實驗器材演示磁體對通電導體的作用力。接著，總結磁體與磁體、電流與磁體之間的相互作用，進一步結合對稱性引導學生思考：“電流與電流之間是否也可以通過磁場發(fā)生相互作用？”學生在分析的過程中大膽作出猜想，有目的地期待實驗結果，教師進行實驗演示，并引導學生討論。

設計意圖：通過“問題鏈”的形式以及教師的適當引導，顯化電磁關系探索過程的物理思想與方法，使學生能用聯(lián)系的觀點體會電磁關系的發(fā)展歷程，實現(xiàn)水平3。

3.3? ? 系統(tǒng)歸納總結，建立磁場概念，達成水平4

結合上述實驗進行歸納總結，實驗現(xiàn)象揭示了磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流之間的相互作用是通過磁場進行傳遞的，磁現(xiàn)象的本質概念是“磁場”，教師在板書上進行圖2所示的分析，幫助學生系統(tǒng)地建構磁場的概念。

設計意圖：前面的實驗探究使學生對磁場有了更為直觀的感受，在此基礎上對實驗現(xiàn)象系統(tǒng)地進行總結和分析，使磁場這一抽象的物理概念具體化，幫助學生系統(tǒng)地建立磁場概念，達成水平4。

3.4? ? 拓展延伸，關注STSE意識的培養(yǎng)，突破水平5

在學生系統(tǒng)掌握磁現(xiàn)象和磁場后提出問題：在社會、生活、技術、環(huán)境等方面有哪些磁現(xiàn)象？你能否結合所學知識進行解釋？學生以小組為單位展開積極的討論，并派各組代表進行分享。

學生容易聯(lián)想到指南針、信鴿遷徙、磁懸浮列車、揚聲器等相關的現(xiàn)象和應用，教師可視學生討論的情況相應地進行拓展?？梢越Y合實驗對學生不清晰工作原理的應用進行直觀的展示。例如，學生不清楚揚聲器的具體工作原理，可利用簡易揚聲器模型進行演示：將底部繞有線圈的泡沫碗與功率放大器的音頻輸出端相連，將手機信號輸入功率放大器并播放音樂，當泡沫碗靠近磁體時，可觀察到泡沫碗產生振動且發(fā)出聲音，學生聽到音樂。通過有趣、直觀的實驗現(xiàn)象，使學生對具體應用的工作原理更加清晰。也可以引入拓展材料，補充介紹與磁相關的奇特自然現(xiàn)象，例如極光現(xiàn)象或由于磁鐵礦的磁場導致事故多發(fā)的世百爾島等。還可以介紹“磁場對動植物的作用”“生物磁場及其醫(yī)學應用”“天文、考古、采礦領域的磁應用”等素材，引導學生關注磁現(xiàn)象與技術、社會和環(huán)境的聯(lián)系。

設計意圖：引導學生思考自然環(huán)境和社會生產中的磁現(xiàn)象，關注與磁相關的現(xiàn)代技術發(fā)展，促進學生STSE意識的養(yǎng)成，突破水平5。

4? ? 反思與啟示

為了更好地銜接初、高中物理重復性內容，教師應積極探索有效的銜接策略，合理進行教學設計。結合本文對“磁現(xiàn)象和磁場”的教學設計，筆者認為對于高中類似問題的處理，可采取以下策略。

4.1? ? 理解課程標準，深入研究教材

初、高中物理知識螺旋上升、逐層遞進，重復性內容在初、高中階段的教學目標、教學重難點等存在一定的差異。教師應認真研讀各學段的課程標準與教材，對初、高中物理課程的內容安排、結構體系形成一個整體的認識。只有當教師有了一個整體的把握后，才能確定哪些知識是機械重復的，哪些知識又是學生在初中沒有理解清楚需要在高中拓展深化的，進而確定進階的起點與終點。

4.2? ? 分析學生特點，改進教學方法

初中生和高中生在認知特點上存在明顯差異，前者以直觀的形象思維為主，后者在分析、歸納、推理等思維上均得到了較大提高。教師處理重復性內容的銜接時，應從促進學生能力發(fā)展的角度出發(fā)，重視知識的形成過程以及科學方法的探索過程，在課堂引導、問題設計等方面多下功夫。同時創(chuàng)設積極互動的課堂環(huán)境，鼓勵學生發(fā)表自己的看法和意見，在合作中交流與學習。

4.3? ? 創(chuàng)新教學手段，注重知識應用

高中階段應著重培養(yǎng)學生探索與理解知識的能力，教師可以充分利用多媒體教學手段，除

了教材文本外，可以提供豐富的圖像、動畫、音頻、實驗等多樣化的外部刺激，啟迪學生思維。此外，教師應關注學生已有的生活經(jīng)驗，例如將生活實例引入課堂教學，一方面使學生體會物理與生活的密切聯(lián)系，另一方面激發(fā)學生的求知欲，達到激發(fā)興趣、培養(yǎng)能力的目的。

4.4? ? 系統(tǒng)歸納總結，形成知識網(wǎng)絡

在重復性內容的教學過程中，教師應引導學生從整體的視角出發(fā)，系統(tǒng)地歸納與總結。同時建立新舊知識的聯(lián)結，將新知識整合到原有的認知結構中，使學生對具體主題內容有一個整體的掌握。

總而言之，學習進階揭示了學生學習是一個由簡單到復雜、由淺入深的認知發(fā)展模式。初、高中物理重復性內容的銜接應以課程標準為指南，在深入研究教材與學生情況的基礎上合理確定進階目標，并積極探索銜接策略和路徑，最后在教學實踐中不斷地進行檢驗、調整與完善。

參考文獻：

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（欄目編輯? ? 趙保鋼）