王宇辰 胡 正

（1.深圳市龍崗區(qū)華中師范大學(xué)龍崗附屬中學(xué)，廣東 深圳 518100；2.深圳市龍崗區(qū)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校（集團(tuán)）星河學(xué)校，廣東 深圳 518100）

1 MDA習(xí)題課教學(xué)模式的建構(gòu)

1.1 建構(gòu)背景

為全面深化課程改革，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，2017年12月，教育部印發(fā)了新修訂的普通高中課程方案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)，把學(xué)科核心素養(yǎng)作為確定課程目標(biāo)、遴選教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)的主要依據(jù).［1］物理學(xué)科“核心素養(yǎng)”主要包括4個(gè)方面，即“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”.2019年，教育部提出要立足全面發(fā)展育人目標(biāo)，構(gòu)建包括“核心價(jià)值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力、必備知識(shí)”在內(nèi)的高考考查內(nèi)容體系.為了能夠準(zhǔn)確施行新課標(biāo)、新教材、新評(píng)價(jià)體系下的物理習(xí)題課教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的過程中強(qiáng)化對(duì)關(guān)鍵能力培養(yǎng)，本文提出了MDA（Model Based Discovery and Application，基于發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用的模型，簡(jiǎn)稱MDA）習(xí)題課教學(xué)模式.

1.2 MDA習(xí)題課教學(xué)模式解析

基于圖1的原型、模型與理論的關(guān)系，設(shè)計(jì)了圖2的MDA習(xí)題課教學(xué)模式，分為4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)并呈現(xiàn)循環(huán)的特點(diǎn).

圖1 原型、模型與理論的關(guān)系

圖2 MDA習(xí)題課教學(xué)模式

第Ⅰ象限（右上）.MDA習(xí)題課教學(xué)模式的第1環(huán)節(jié)是在真實(shí)的生活情境中發(fā)現(xiàn)原型.情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識(shí)具有情境性，抽象的知識(shí)是在與學(xué)習(xí)情境的有效融合過程中得以不斷發(fā)展和完善.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）明確提出：“構(gòu)建新的物理概念，必須對(duì)所觀察的現(xiàn)象重新加工，在客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本質(zhì)特征.”［1］通過從日常生活以及生產(chǎn)實(shí)踐中創(chuàng)設(shè)使學(xué)生熟悉的、真實(shí)的情境，讓物理學(xué)習(xí)走向社會(huì)，激發(fā)起學(xué)生對(duì)所要探究問題的強(qiáng)烈欲望，使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)物理的成功，從而發(fā)揮他們的社會(huì)責(zé)任感，這在物理教學(xué)中是非常有意義的.

第Ⅱ象限（右下）.MDA習(xí)題課教學(xué)模式的第2環(huán)節(jié)是在實(shí)驗(yàn)探究中建構(gòu)模型.建構(gòu)主義理論認(rèn)為，人類均是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實(shí)或解釋現(xiàn)實(shí)，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、主動(dòng)對(duì)新信息加工處理、進(jìn)行有意義知識(shí)建構(gòu)的過程.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017年版）中對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行了水平劃分，其中對(duì)物理模型建構(gòu)的5個(gè)水平要求如圖3所示.

圖3 物理模型建構(gòu)的5個(gè)水平要求

從說出到應(yīng)用再到轉(zhuǎn)換，從熟悉情境到實(shí)際問題再到復(fù)雜實(shí)際問題，課程標(biāo)準(zhǔn)明確地劃分了不同水平的物理建模能力，也充分說明培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)建模和應(yīng)用建模是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，要將物理模型建構(gòu)滲透到日常的教學(xué)中.

第Ⅲ象限（左下）.MDA習(xí)題課教學(xué)模式的第3環(huán)節(jié)是在鏈?zhǔn)絾栴}中深化應(yīng)用.我國(guó)著名的心理學(xué)家林崇德教授提出關(guān)于思維發(fā)展的階段論.

如圖4所示，各種思維形式之間是替代與共存的辯證統(tǒng)一關(guān)系.如最初的直觀行動(dòng)思維在個(gè)體發(fā)展中向著兩個(gè)方向轉(zhuǎn)化，一是給具體形象思維讓位，二是向更高水平的動(dòng)作邏輯思維發(fā)展；對(duì)于具體形象思維來說，既是抽象邏輯思維的直接基礎(chǔ)，同時(shí)也是形象邏輯思維的前期階段.［2］我們將思維發(fā)展階段論用在實(shí)際的習(xí)題課教學(xué)中，前兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生直觀行動(dòng)思維和具體形象思維，那么第3個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)將在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的抽象邏輯思維.而鏈?zhǔn)絾栴}的設(shè)置就像思維的“腳手架”，可以幫助學(xué)生攀上新的認(rèn)知結(jié)構(gòu).解決鏈?zhǔn)絾栴}可以讓學(xué)生在千變?nèi)f化的題目中抓住解決問題的本質(zhì)，在經(jīng)歷推理、歸納的過程中滲透問題意識(shí)和證據(jù)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的抽象邏輯思維，從而達(dá)到舉一反三、以不變應(yīng)萬變.

圖4 思維發(fā)展模式圖

第Ⅳ象限（左上）.MDA習(xí)題課教學(xué)模式的第4環(huán)節(jié)是在拓展優(yōu)化中回歸原型.明達(dá)和史密斯（Minda&Smith，2002）基于原型理論和樣例理論提出了“原型表征+樣例記憶”的復(fù)合學(xué)習(xí)策略.這一策略要求個(gè)體在學(xué)習(xí)階段儲(chǔ)存相應(yīng)的原型信息，對(duì)新的刺激的歸類就根據(jù)它與原型相似性得出.［3］返回原型就是回歸到最初情境或是相似的情境中，用直觀行動(dòng)思維、具體形象思維和抽象邏輯思維對(duì)建構(gòu)的模型進(jìn)行優(yōu)化拓展，從而實(shí)現(xiàn)將所學(xué)的物理知識(shí)內(nèi)化為解決問題的物理觀念和科學(xué)思維.

2 MDA習(xí)題課教學(xué)模式的教學(xué)案例

以新人教版高中物理必修第2冊(cè)“動(dòng)能定理的應(yīng)用”習(xí)題課教學(xué)為例.

2.1 在生活情境中發(fā)現(xiàn)原型

通過播放過山車“第一視角”的驚險(xiǎn)刺激視頻（圖5）來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，選取過山車運(yùn)動(dòng)過程中特殊的一段進(jìn)行研究.

圖5 過山車實(shí)景圖

教師啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考：“實(shí)際的過山車為了保證乘客的安全，會(huì)設(shè)置很多安全保障措施，其中車輪與圓環(huán)軌道間的安全鎖就是其中之一，可以有效地防止過山車運(yùn)行中發(fā)生脫軌.試想：如果沒有安全鎖，過山車在圓環(huán)軌道中運(yùn)行一定會(huì)發(fā)生脫軌嗎？”

這一問題的設(shè)置既聯(lián)系生活實(shí)際，又能激發(fā)學(xué)生探索欲望，在觀察現(xiàn)象基礎(chǔ)上提出物理問題，在興趣的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行科學(xué)探究，幫助學(xué)生建立正確的相互作用觀.

2.2 在實(shí)驗(yàn)探究中建構(gòu)模型

為了方便探究，把沒有安全鎖的過山車?yán)@圓環(huán)軌道的運(yùn)動(dòng)等效成小球在圓環(huán)軌道中的運(yùn)動(dòng)（圖6），讓學(xué)生經(jīng)歷解決物理問題的基本過程——模型建構(gòu).這一建構(gòu)過程強(qiáng)化物理知識(shí)與實(shí)踐情境的關(guān)聯(lián)，激發(fā)學(xué)生能動(dòng)性.

圖6 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

如圖7所示，將小球從斜面軌道不同高度釋放，小球在圓環(huán)軌道中的運(yùn)動(dòng)會(huì)出現(xiàn)3種情況：（1）做完整的圓周運(yùn)動(dòng)；（2）沿著圓環(huán)軌道滑下；（3）脫離軌道做斜拋運(yùn)動(dòng).通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)解決了“如果沒有安全鎖，過山車在圓環(huán)軌道中運(yùn)行一定會(huì)發(fā)生脫軌嗎？”這一問題，通過模型建構(gòu)強(qiáng)調(diào)物理情境與物理概念的關(guān)聯(lián)，同化和順應(yīng)學(xué)生的物理前概念逐步接近更科學(xué)的認(rèn)知，幫助學(xué)生形成扎實(shí)的物理觀念，并注意讓學(xué)生在情境中運(yùn)用規(guī)律解釋物理現(xiàn)象和解決實(shí)際問題，從而提升學(xué)生科學(xué)思維能力，真正做到以學(xué)生為中心.

圖7 簡(jiǎn)化模型

2.3 在鏈?zhǔn)絾栴}中深化應(yīng)用

動(dòng)能定理是高中物理中的核心重點(diǎn)內(nèi)容之一，許多學(xué)生在綜合性比較強(qiáng)的復(fù)雜情境中往往漏洞百出，本節(jié)課將復(fù)雜情境抽絲剝繭，由簡(jiǎn)單問題出發(fā)，進(jìn)行“七步”拓展，逐步引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用動(dòng)能定理解題，并在習(xí)題中總結(jié)運(yùn)用動(dòng)能定理解題的分析方法和基本步驟.

基于上述建構(gòu)的基礎(chǔ)模型，讓學(xué)生深入探索小球“脫軌”“不脫軌”所隱含的物理規(guī)律，從學(xué)生基本認(rèn)知出發(fā)，設(shè)置例題：“若小球質(zhì)量m，圓軌道半徑R，不考慮鋼球與斜面、圓環(huán)間的摩擦，重力加速度g.小球要越過圓環(huán)軌道最高點(diǎn)，斜面釋放點(diǎn)距水平面的高度應(yīng)滿足怎樣條件？”

通過這個(gè)問題強(qiáng)調(diào)“臨界值”的重要性，強(qiáng)化物理知識(shí)與實(shí)踐情境的關(guān)聯(lián)，激發(fā)學(xué)生能動(dòng)性.著名心理學(xué)家皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論告訴我們，個(gè)體的認(rèn)知發(fā)展是以已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，教學(xué)要讓學(xué)生在原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，必須循序漸進(jìn)、層層深入.該問題的設(shè)置可以喚醒學(xué)生對(duì)動(dòng)能定理的基本認(rèn)知，為建構(gòu)深度認(rèn)知做好鋪墊.

接下來，在例題基礎(chǔ)上設(shè)置鏈?zhǔn)酵卣箚栴}，如表1所示.

表1 鏈?zhǔn)酵卣箚栴}

續(xù)表

2.4 在優(yōu)化拓展中返回原型

表2 優(yōu)化拓展中返回原型

3 結(jié)束語(yǔ)

如何在習(xí)題課教學(xué)中使學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)方面獲得全面發(fā)展？這是每一位一線教育工作者需要深入思考的問題.MDA習(xí)題課教學(xué)模式是從知識(shí)本位轉(zhuǎn)向素養(yǎng)本位的新型習(xí)題課教學(xué)模式，它強(qiáng)化情境體驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的生活情境中體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，形成核心物理知識(shí)和觀念；它注重模型建構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維；它設(shè)置鏈?zhǔn)絾栴}，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，由淺入深，循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)和方法解決問題的探究能力；它回歸實(shí)踐應(yīng)用，在解決問題中滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，學(xué)會(huì)自主遷移并運(yùn)用于生活情境中，真正做到物理來源于生活并服務(wù)于生活.