田長(zhǎng)軍

【摘要】在高考評(píng)價(jià)體系的指引下，通過(guò)對(duì)高中物理教材的分析和研究，結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，以人教必修1“共點(diǎn)力的平衡”為例，對(duì)二次開(kāi)發(fā)后的教材進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了評(píng)估和分析．結(jié)果表明，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的高中物理教材二次開(kāi)發(fā)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展．

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)進(jìn)階理論；高中物理教材；二次開(kāi)發(fā)；共點(diǎn)力的平衡

1 研究的背景

高中物理教材是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的重要載體，其質(zhì)量直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展．然而，現(xiàn)有的高中物理教材因需要滿(mǎn)足大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)知需求，對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生可能過(guò)于簡(jiǎn)單，難以滿(mǎn)足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求．因此，需要對(duì)高中物理教材進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以提高教材的質(zhì)量和適應(yīng)性．

學(xué)習(xí)進(jìn)階理論是一種基于認(rèn)知發(fā)展理論的教學(xué)設(shè)計(jì)理論，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，需要按照一定的順序和步驟進(jìn)行．在高中物理教材的二次開(kāi)發(fā)中，可以應(yīng)用學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)需求，設(shè)計(jì)合理的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，以促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展．

2 學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的基本原理

學(xué)習(xí)進(jìn)階理論是一種基于認(rèn)知發(fā)展理論的教學(xué)設(shè)計(jì)理論，它認(rèn)為學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，需要按照一定的順序和步驟進(jìn)行．學(xué)習(xí)進(jìn)階理論包括以下幾個(gè)基本原理：

2.1 認(rèn)知發(fā)展階段理論

認(rèn)知發(fā)展階段理論認(rèn)為，學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是按照一定的階段進(jìn)行的，每個(gè)階段都有其獨(dú)特的認(rèn)知特點(diǎn)和發(fā)展任務(wù)．在高中物理教材的二次開(kāi)發(fā)中，可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展階段，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)．

2.2 知識(shí)建構(gòu)理論

知識(shí)建構(gòu)理論認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)的建構(gòu)過(guò)程，需要通過(guò)與環(huán)境的互動(dòng)和自我調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)．在高中物理教材的二次開(kāi)發(fā)中，可以設(shè)計(jì)一些探究性的教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)自己的探索和發(fā)現(xiàn)來(lái)建構(gòu)知識(shí)．

2.3 認(rèn)知負(fù)荷理論

認(rèn)知負(fù)荷理論認(rèn)為，學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷是影響學(xué)習(xí)效果的重要因素．在高中物理教材的二次開(kāi)發(fā)中，可以通過(guò)合理的教學(xué)設(shè)計(jì)，降低學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，提高學(xué)習(xí)效果．

3 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的教材二次開(kāi)發(fā)

3.1 分析學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)需求，制定教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容

在對(duì)教材進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)之前，需要對(duì)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)需求進(jìn)行分析．可以通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、訪(fǎng)談、測(cè)試等方式，了解學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)習(xí)慣等方面的情況，為教材的二次開(kāi)發(fā)提供依據(jù)．根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)需求，制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容．教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該具體、明確、可操作，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該貼近學(xué)生的生活實(shí)際和認(rèn)知水平，注重知識(shí)的系統(tǒng)性和連貫性．

3.2 教學(xué)活動(dòng)再開(kāi)發(fā)

在新課的引入環(huán)節(jié)，教材列舉了“木棒在力F1和F2的共同作用下處于平衡狀態(tài)的情況”，為了讓學(xué)生容易進(jìn)入角色，教師可選擇“兩個(gè)同學(xué)提水”的例子引入“共點(diǎn)力的平衡”，這樣更容易讓大多數(shù)學(xué)生接受，貼近生活，達(dá)到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)．

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)．設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從理論到實(shí)踐、從基本思維到高階思維的原則，達(dá)到進(jìn)階的終點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)．

典例1 生活中常用一根水平繩拉著懸吊重物的繩索來(lái)改變或固定懸吊物的位置．如圖1所示，懸吊重物的細(xì)繩，其O點(diǎn)被一水平繩BO牽引，使懸繩AO段和豎直方向成θ角．若懸吊物所受的重力為G，繩的重力均不計(jì)，則懸繩AO和水平繩BO所受的拉力各等于多少［1］？

變式1

若懸吊物所受的重力為100N，夾角θ=37°，且OA垂直O(jiān)B，如圖2所示．繩的重力均不計(jì)，則懸繩AO和繩BO所受的拉力各等于多少？

變式2

在圖2中，若兩繩材料相同，且最大承受力為200N，求最大可以懸掛多重的物體？

變式3

有一輕滑輪用一輕繩OA懸掛于天花板的O點(diǎn)，另有一輕繩跨過(guò)輕滑輪后，一端與一個(gè)20 N的物體連接，另一端施加了一個(gè)水平拉力F，如圖3所示，這時(shí)物體正好處于靜止?fàn)顟B(tài)．求輕繩OA對(duì)滑輪的拉力大小和輕繩OA與豎直方向的夾角α［2］．

分析

典例1是教材提供的教學(xué)資源，是共點(diǎn)力平衡的典型例子，變式1和變式2是在教材資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行了逐漸深入的改編，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維，引導(dǎo)學(xué)生尋找平衡中的臨界條件，進(jìn)而學(xué)會(huì)解決臨界問(wèn)題；變式3則將教材中O點(diǎn)的“死結(jié)”變成了“活結(jié)”，使學(xué)生對(duì)“死結(jié)”和“活結(jié)”有了較深刻的認(rèn)識(shí)，為今后運(yùn)用共點(diǎn)力的平衡原理解決日常生活中的實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)．

3.3 選擇合適的教學(xué)情境，實(shí)現(xiàn)物理模型的再開(kāi)發(fā)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，選擇符合學(xué)生認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)需求的教學(xué)資源．在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)選擇的不同情境分析問(wèn)題，將選擇的這些生活情境通過(guò)物理抽象，演變成具體的物理模型，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力．

典例2 某幼兒園要在空地上做一個(gè)滑梯（圖4），根據(jù)空地的大小，滑梯的水平跨度確定為6 m．設(shè)計(jì)時(shí)，滑板和兒童褲料之間的動(dòng)摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時(shí)能從滑板上滑下，滑梯至少要多高［2］？

變式4

如圖5，有一重力大小為G的物塊，放在傾角為θ的斜面上后恰好能沿斜面勻速下滑，要使物塊沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng)，求給物塊所加的水平推力F的大?。?］．

分析

典例2是教材提供的生活場(chǎng)景，教師也可以提供汽車(chē)上下坡的場(chǎng)景等，讓學(xué)生找到這類(lèi)問(wèn)題的思維共性（斜面模型），同時(shí)，給出變式4，引導(dǎo)學(xué)生將生活問(wèn)題轉(zhuǎn)化為理想的物理模型，從而達(dá)到快速解決問(wèn)題的目的［4］．

4 結(jié)語(yǔ)

本文探討了基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的高中物理教材二次開(kāi)發(fā)．通過(guò)對(duì)高中物理教材的分析和研究，結(jié)合學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，以“共點(diǎn)力的平衡”為例，對(duì)教材進(jìn)行了再開(kāi)發(fā)，課后對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了問(wèn)卷評(píng)估和分析．結(jié)果表明，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論的高中物理教材二次開(kāi)發(fā)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展［5］．

【本文系隴南市2023年度教育科學(xué)研究課題《基于高考評(píng)價(jià)體系的高中物理新教材進(jìn)階教學(xué)設(shè)計(jì)研究——以人教必修第一冊(cè)為例》（立項(xiàng)號(hào)：LN［2023］296）的階段性成果.】

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國(guó)教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）［S］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］人民教育出版社課程教材研究所，物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中教科書(shū)物理必修1［M］.北京：人民教育出版社，

2020.

［3］馬琴.基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的高中物理單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究［D］.西北師范大學(xué)，2022.

［4］李春來(lái).指向深度學(xué)習(xí)的新教材二次開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新使用——以人教版高中物理教科書(shū)為例［J］.物理教學(xué)，2022，44（05）：6-8+19.

［5］夏雙亞.淺談高中物理力學(xué)部分教材的二次開(kāi)發(fā)［J］.湖南中學(xué)物理，2014，29（10）：18-19.