基于“学习进阶”的初中物理专题复习教学设计
谢敏云
摘 要：一个专题包含很多知识点，基于“学习进阶”理论的教学设计，以核心概念为出发点，设置脚踏点构建进阶路径，设计测量工具促进学生跨“阶”，经过实践论证，此设计流程可以大大提高专题复习效率和效果.
关键词：学习进阶;核心概念;教学设计;运动和力
中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）12-0040-04
如何提高物理中考复习效率是一个永恒的话题，将知识结构化、思维可视化是有效的方法，而知识间的有效联系、思维逻辑的合理建构是关键所在，依据“学习进阶”理论，巧设“脚踏点”，构建进阶路径，逐步完成进阶，从而达成目标.“运动和力”是经典物理的基础内容，也是重要内容，是学生学好经典物理的基石.初中部分的“运动和力”主要是匀速直线运动和静止状态两种平衡状态与受力情况之间的关系，是高中深入研究变速运动与力关系的基础.
1 辨明核心概念，建构知识框架
初中物理知识是一个以核心概念为支撑，具有一定逻辑关系的结构体系.北京教育学院依据美国教育专家肖瓦特的理论，绘制出知识结构体系图，如图1所示.
初中“运动和力”中涉及的概念有运动和静止的相对性（参照物），运动快慢的描述（速度），运动种类，力的定义，力的作用效果，力的三要素，力的示意图，重力、弹力、摩擦力的成因及三要素，牛顿第一定律，平衡力等.
通过概念图（如图2所示）可以看出，“运动和力”的内容是围绕运动、力、运动和力的关系展开的，根据课标要求，可以确定其核心概念是“运动”“力”“运动和力”，学生只要掌握这三个核心概念，就能将运动和力的概念、规律组织起来，构建逻辑严密的结构.三个核心概念的关联如图3所示，复习时这样呈现在学生面前的是条理清楚、脉络分明的知识网络，有利于学生对这三个核心概念的理解，从而促进围绕核心概念知识体系的形成.
2 巧设“脚踏点”，构建进阶路径
任何核心概念，都必须设置一些用于支撑的下位概念，使学生逐个掌握下位概念，循序渐进，最终掌握核心概念.因而，基于学习进阶的教学设计的主要任务就是探索连接进阶始端到终端的路径以及设计进阶的“脚踏点”.连续的课堂活动是一种学习路径，而每一个活动，就相当于“脚踏点”，只有找到学生每一次进步的“脚踏点”，才能帮助学生在原有的基础上对认知结构进行发展和完善，使认知构建更快、更有意义.教师就要善于发现学生认知发展过程中能用以“踏脚”的具体的“脚踏点”，这种“脚踏点”就是我们复习教学设计的重点.
2.1 “运动”的进阶设置（如图4所示）
运动对学生来说，既熟悉又陌生，无论从平时生活的接触还是课堂的学习，对运动都有所了解，比如动与静的判断，运动有快慢，直线运动和曲线运动等，但对于如何比较运动的快慢，直线运动和曲线运动的原因等都不甚了解.初中就以参照物来分析物体运动和静止的相对性，用路程与时间之比定义速度来描述物体运动的快慢.复习时就从具体事例入手，坐在行驶的轮船上的人看岸是动的，看船上的物是静止的，让学生体会参照物的选择带来的不同.再选用中国传统文化诗句让学生深入理解运动和参照物选择的关系，如“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”.两岸青山相对出，谁出，谁在动，要明确研究对象.青山在出在动，那青山相对于谁在动，谁就是参照物，青山相对于孤帆在动，所以参照物就是船.再到百米比赛裁判和观众判断输赢的不同，引出比较运动快慢的速度，再到匀速直线运动、变速直线运动、曲线运动.最后提出问题为什么物体的运动情况会不同呢，到底是什么原因让他们做匀速直线运动或变速直线运动呢？为后面的复习留下思考回忆的问题.
2.2 “力”的进阶设置（如图5所示）
生活中的“推”“拉”“吸引”等问题都概括为“作用”，力是物体对物体的作用，一个是施力物体，另一个是受力物体，且这种作用是相互的.可以通过力的作用效果来感知力的存在，力的三要素会影响力的作用效果，可以用力的示意图来表示力的三要素，用弹簧测力计来测量力的大小，终极进阶是认识常见的力——重力、弹力、摩擦力和浮力，知道它们产生的原因，以及它们的三要素，会对物体进行受力分析.
2.3 “运动和力”的进阶设置（如图6所示）
教材中研究了阻力对物体运动的影响，推测出物体在不受力时将保持静止或匀速直线运动状态，在学习了平衡力后，综合得出物体不受力或受平衡力时总保持静止或匀速直线运动状态，由受力情况推导运动情况成立，则由运动情况逆推受力情况也成立，即物体一直保持静止状态或匀速直线运动状态，则物体不受力或受平衡力的作用.再结合让高处的物体自由下落会做加速直线运动，逐步分析出非平衡运动状态时的受力情况，最后综合得出平衡态和非平衡态时受力的特点，达到运动和力的最高阶.由受力情况推导运动情况，由运动情况推导受力情况，即受力情况和运动情况可以互推.物体受平衡力或不受力与保持匀速直线运动状态或静止互推，物体受非平衡力与加速直线运动、减速直线运动或曲线运动互推.
3 开发测量工具，剖析思维过程
在中考复习中，解题及其评价的重要性是不言而喻的.精選历年中考真题，根据核心概念中的“阶”，通过练习可以反映有些同学对概念的理解未达进阶终端，有些甚至停留在较低水平层次，学生迈过这个“阶”意味着他的认知发生了变化，而如果没有迈过这个“阶”，则意味着他的认知被“阶”所束缚.这个“阶”是学生进一步发展的“脚踏点”，也是制约学生认知发展的台阶.解除被“阶”所束缚的学生，在评价解题过程中，如何设计教学剖析其思维过程，需要教师运用学习进阶，做基于过程性的评价诊断，突破对某一“阶”的理解，促进学生跨“阶”，从而促进学生的发展，成为教学中能体现教师个人教学智慧的地方.
在中考说明中，力学的最高进阶是应用力的知识解释相关现象，是C级要求，为达到进阶终端，就要为学生铺设“脚踏点”，创建通往进阶终端的路径，此进阶的起点为牛顿第一定律，物体不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态.此定律学生记得比较熟，也用得很顺手，原来静止的物体在不受外力作用时，将一直保持静止.原来运动的物体在不受外力作用时，将一直保持匀速直线运动.
情景1：如图7所示，一个小球在一段光滑弧形斜槽AB上运动，当小球从A运动到B时，所受的外力突然全部消失，那么小球将
A.做匀速直线运动
B.立即停止运动
C.运动越来越慢
D.运动越来越快
物体做匀速直线运动或静止时一定不受力吗？在学生学了平衡力后，知道二力平衡的条件是大小相等，方向相反，作用在同一物体、同一直线上，物体在这样两个力作用下，两力的效果抵消，相当于不受力，所以得出，物体受平衡力作用时，也将一直保持静止状态或匀速直线运动状态.
情景2：如图8所示，上表面光滑且足够长的小车上放着质量分别为m1和m2的甲乙两个物体，以相同的速度一起随小车向右做匀速直线运动.当小车突然停止时，两个物体将
A.若m1 B.只有当m1=m2时，甲、乙才不会碰撞 C.若m1>m2，甲將与乙发生碰撞 D.甲与乙的质量无论怎样的关系，它们始终不会碰撞 对于物体不受力或受平衡力可以推导出其运动状态为静止或匀速直线运动，原来静止的将一直静止，原来运动的将一直做匀速直线运动，反之逆推也成立，即一直静止或一直做匀速直线运动的物体要不不受力，要不受平衡力.如果受平衡力，结合二力平衡条件可以从已知力推导出未知力，进阶过程可以用思维导图（如图9所示）表示. 情景3：重为G的物体P系在氢气球下，与气球一起在空中做匀速直线运动.如不计空气阻力和风力影响，物体恰能沿MN方向（如图10中箭头指向）斜线上升，图中OO′为竖直方向，则下列物体P和气球所处的状态正确的是（选项如图10）？ 此题有些学生凭感觉会选C，引导学生自己分析题目，从状态分析受力情况，抓住物体在空中做匀速直线运动，所以受平衡力的作用，物体本身受到竖直向下的重力，所以气球对物体的拉力应与重力相反，所以气球对物体的拉力方向为竖直向上，问题就迎刃而解了. 情景4：如图11所示，甲、乙两物体叠放在水平桌面上，水平力F作用于乙物体，使两者相对静止一起向右匀速运动，请分析甲、乙分别受到的摩擦力情况. 此题引导学生从状态入手，甲物体向右做匀速直线运动，故其受到平衡力的作用，因竖直方向重力与乙对甲的支持力是一对平衡力，水平方向没有其他力，故乙对甲没有摩擦力.再对乙分析，因为乙也向右做匀速直线运动，故其也受平衡力的作用，竖直方向重力、甲对乙的压力和地面对乙的支持力三力平衡，水平方向有已知力F，故存在地面对乙的摩擦力与F平衡，所以乙受到地面对其向左的摩擦力. 如果受到的不是平衡力，物体的运动将会怎么样呢？我们以学生熟知的运动分析，物体在空中自由下落，速度为什么会越来越快？竖直往上抛，速度为什么会越来越慢，直至为零？在空中将一物体水平抛出，物体轨迹为何为一条曲线？分析这些例子得出，当受力方向与运动方向相同时，物体将做加速直线运动;当受力方向与运动方向相反时，物体将做减速直线运动;当受力方向与运动方向不在一直线上时，物体将做曲线运动. 情景5：如图12所示，若小球在运动过程中始终只受一个保持不变（大小和方向都不变）的力F的作用，则小球虚线表示的运动轨迹不可能的是物体若受两个力作用，但这两个力不是平衡力，其运动情况又会如何呢？此时，可以适当增加一点合力的知识，初中阶段只需要了解同一直线上的力的合成，若两力方向相同，则两力之和为合力大小，力的方向为原来两力的方向;若两力方向相反，则合力大小为两力之差，方向与原来力大的方向相同.再根据合力的方向与运动方向关系判断运动情况，则实现将多力变为单力，降低思维难度. 情景6：学生在做模拟“蹦极”的小实验（如图13所示）.一根弹性绳一端系一个小铁球，另一端固定在a点，b点是弹性绳不系小铁球自然下垂时下端所在的位置，c点是橡皮筋系上小铁球静止时下端所在的位置，d点是小铁球从a点自由下落运动到的最低点，试分析在小铁球从a点到d点运动的各阶段其速度是如何变化的，并阐明理由？ 4 启示与反思 加德纳有一句名言：“每个孩子都是一个潜在的天才儿童，只是经常表现为不同的形式，每个儿童都是一粒独特的种子.”由于认知能力存在差异的学生对同一核心概念有着不同的学习路径，因此，学习进阶的路径不是唯一的，我们所研究的学习进阶只能是描述代表绝大部分学生的学习路径.在教学中应该为不同层次的学生设置具体的“阶”，设计教学策略来帮助学生跨越进阶，使学生完成从进阶起点到进阶终点的演进，为不同的学生规划不同的“进阶”使他们获得不同的发展，让学生享受物理，让物理课程成为学生获得成功的一个支点. 参考文献： [1]刘晟，刘恩山.学习进阶：关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报，2012（02）：81-87. [2]林雪敏.核心概念的确立原则及教学策略初探[J].中学物理教学参考，2015（11）：7-10. [3]陈锋.复习课的问题透视与增效策略——以初中科学课为例[J].上海教育科研，2014（05）：87-88. （收稿日期：2021-02-16）