劉虹+張靈+鄧宏+李佳琰+王敏

摘 要：大學(xué)先修課程（Chinese Advanced Placement）是用以實(shí)現(xiàn)高中教育和大學(xué)教育銜接的中國特色課程，由于該項(xiàng)目實(shí)施不久，因此缺乏專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)以及相應(yīng)的教學(xué)模式。本文以“狹義相對論”一課為例，分析和說明如何采用支架式教學(xué)策略以及問題導(dǎo)學(xué)相結(jié)合的方式來實(shí)現(xiàn)大學(xué)先修課程的課堂高效性以及有利于培養(yǎng)學(xué)生在知識上、思維上以及學(xué)習(xí)模式上的銜接。

關(guān)鍵詞：大學(xué)先修課；高中教師；支架式教學(xué)；問題導(dǎo)學(xué)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）9-0023-3

1 引 言

大學(xué)先修課程（Chinese Advanced Placement）是中國教育學(xué)會針對目前我國高中教育和大學(xué)教育之間銜接存在斷層，高中優(yōu)秀人才缺乏多樣、有效培養(yǎng)和選拔機(jī)制的現(xiàn)狀，借鑒美國的AP課程并聯(lián)合國內(nèi)多所大學(xué)、一流的高中以及教育科研服務(wù)機(jī)構(gòu)共同組織開發(fā)的中國特色課程。該課程試點(diǎn)項(xiàng)目于2014年3月18日在北京正式啟動，并在第四屆中國中學(xué)校長大會期間進(jìn)行了專題安排部署，該項(xiàng)目已列為教育部社會科學(xué)研究專項(xiàng)委托項(xiàng)目，并于2014年9月起在全國首批試點(diǎn)校開始授課。

該項(xiàng)目目前還處于發(fā)展的初期階段，高中固有的教師隊(duì)伍無疑是最具有便利的任教條件來承擔(dān)大學(xué)先修課程的教學(xué)工作，然而，高中教師對大學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)以及授課方式并不熟悉，科研能力也有限，可能無法有效引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)上更加深入的探究[1]。另一方面，高中學(xué)生學(xué)習(xí)對他們來說難度較高的大學(xué)內(nèi)容，不管是從學(xué)習(xí)的內(nèi)容還是學(xué)習(xí)的方式來講都和他們原本的學(xué)習(xí)方式相差甚遠(yuǎn)，老師要保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的積極性以及引導(dǎo)學(xué)生對大學(xué)先修課內(nèi)容進(jìn)行有效地學(xué)習(xí)也是亟待解決的問題[2]。本文針對這些問題以物理學(xué)中“狹義相對論”的教學(xué)為實(shí)例提出了一些教學(xué)建議。

支架式教學(xué)是來源于著名心理學(xué)家維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論，主要是提倡教師為學(xué)習(xí)者構(gòu)建一種對知識理解的概念框架，分解復(fù)雜的學(xué)習(xí)任務(wù)，便于學(xué)習(xí)者自己沿著“支架”逐步深入[3，4]。問題導(dǎo)學(xué)是一種現(xiàn)代教學(xué)方式，主要包含有自主質(zhì)疑、互相排疑、精講釋疑、練習(xí)饋疑、作業(yè)存疑五大環(huán)節(jié)。對于難度較大，內(nèi)容較多而學(xué)時(shí)較少的大學(xué)先修課程而言，支架式教學(xué)更能引導(dǎo)學(xué)生更多的自主探究和學(xué)習(xí)，很快掌握重難點(diǎn)，而問題導(dǎo)學(xué)的方式[5，6]有利于引導(dǎo)學(xué)生帶著興趣和疑問去完成自己對知識的探索與獲取。二者結(jié)合能促進(jìn)課堂高效進(jìn)行，并且有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)生在知識上、思維上、學(xué)習(xí)模式上的高大銜接。

2 案例分析與說明

下面以大學(xué)先修課程中物理力學(xué)的“狹義相對論”為案例，期望能夠提出較好的建議，與同行進(jìn)行探討。教學(xué)流程如圖1所示。

2.1 創(chuàng)設(shè)情境、激發(fā)思維、自主質(zhì)疑

教師在課前提出以下兩個(gè)問題供同學(xué)們思考：

第一問：有一對父子，父親30歲，兒子10歲，到了兒子50歲那年，父親是多少歲？

第二問：有一對父子，父親30歲，兒子10歲，如果兒子10歲那年，父親去做太空旅行，速度是c，在地面上的兒子看來，他50歲時(shí)，太空中的父親多少歲？（設(shè)為x歲）

老師：請同學(xué)們自主學(xué)習(xí)并判定第二問和第一問中的答案是否相同？以及您在探索這個(gè)答案的過程中遇到了哪些新的“名詞”，請記錄下來。

設(shè)計(jì)意圖：有問題才會使得學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的欲望，第一問是很簡單的數(shù)學(xué)問題，而第二問會強(qiáng)烈激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生一定會帶著疑問進(jìn)行接下來的學(xué)習(xí)。

2.2 搭建支架、共同探索、互動排疑

學(xué)生在前一部分自主預(yù)習(xí)之后，記錄一些新的“名詞”，例如，牛頓相對性原理、伽利略變換、狹義相對論、愛因斯坦相對性原理、光速不變原理、洛倫茲變換、相對論時(shí)空觀、動尺收縮、動鐘變慢等。老師引導(dǎo)學(xué)生以小組討論的形式將這些新名詞構(gòu)建一個(gè)知識框架，最后總結(jié)討論出結(jié)果并繪制表1、表2、表3、表4。

然后，再對知識框架進(jìn)行填充，老師應(yīng)適時(shí)地給予指導(dǎo)并提出疑問，引導(dǎo)學(xué)生沿著正確的思路進(jìn)行思考探究。例如，在學(xué)習(xí)了狹義相對論的原理和時(shí)空觀、洛倫茲變換之后，老師可以引導(dǎo)學(xué)生利用洛倫茲變換來驗(yàn)證狹義相對論的時(shí)空公式，也可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對質(zhì)速、質(zhì)能、動量、能量關(guān)系等公式進(jìn)行推導(dǎo)，并給予適當(dāng)?shù)奶崾荆谶@個(gè)過程中需要特別注意的是一定要保護(hù)好學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對一些過難的問題要設(shè)置輔助知識臺階。

2.3 效果診斷、鞏固提升、精講釋疑

問題1[7]：宇宙射線與大氣相互作用時(shí)能產(chǎn)生π介子衰變，此衰變在大氣上層放出叫做 μ子的基本粒子。這些μ子的速度接近光速（v=0.998c）。由實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測得的靜止μ子的平均壽命等于2.2×10-6 s，試問在 8000 m高空由π介子衰變放出的μ子能否飛到地面？

問題2： 一個(gè)靜止時(shí)長、寬、高分別為a、b、c 的長方體，當(dāng)它以速率u 沿與它長為a的邊平行的方向相對于S′系運(yùn)動時(shí)，那在S′系中測得它的體積將是多大？

問題3：如果一個(gè)粒子的動量是非相對論動量的兩倍，那么該粒子的速度是多大？如果一個(gè)粒子的動能為非相對論動能的兩倍，那么粒子的速度又是多少呢？

設(shè)計(jì)意圖：如圖2所示，問題1的設(shè)計(jì)用于檢測和反饋學(xué)生對于時(shí)間膨脹公式的應(yīng)用以及理解，基于此問題可以講到在課件留下的預(yù)習(xí)作業(yè)，也就是父與子問題的討論，針對父與子的第二問還可再延伸，即當(dāng)父親x歲時(shí)看兒子，兒子又是多少歲呢？兩個(gè)問題結(jié)合起來解答；問題2不僅需要學(xué)生熟練應(yīng)用長度收縮的計(jì)算公式，還要會判斷在垂直于運(yùn)動方向的其他邊長是不變的；問題3的設(shè)計(jì)包含了相對論動量和動能的知識點(diǎn)，需要掌握公式中物理量的意義以及對公式的熟練應(yīng)用。學(xué)生通過感悟和體驗(yàn)解答相對論習(xí)題的過程，自主探究出解題步驟。

完成以上教學(xué)活動之后，老師再依據(jù)相對論的發(fā)展歷程以講故事的形式來對整個(gè)相對論的知識進(jìn)行總結(jié)與填充，深入淺出，引導(dǎo)學(xué)生在腦海中構(gòu)建完整的知識體系。

3 總結(jié)與討論

本次大學(xué)先修課采用支架式教學(xué)與問題導(dǎo)學(xué)相結(jié)合的方法，引導(dǎo)學(xué)生自主完成狹義相對論的學(xué)習(xí)。這樣的學(xué)習(xí)模式是與大學(xué)主要的整個(gè)自學(xué)模式相契合的，可以培養(yǎng)學(xué)生自主思考、自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，提高學(xué)生的質(zhì)疑能力和思維能力，加上學(xué)生通過大學(xué)先修課程提前獲取了大學(xué)知識，這些系統(tǒng)的培養(yǎng)也會有利于自身高中階段的學(xué)習(xí)，更有助于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中尋找到學(xué)習(xí)的樂趣與自信，達(dá)到了令學(xué)生在知識上、思維上以及學(xué)習(xí)模式上銜接的目的。

然而，在應(yīng)用這個(gè)教學(xué)模式的過程中，仍然需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）大學(xué)先修課程本身的難度較大，對知識掌握的要求也不一樣，特別是需要矢量運(yùn)算和微積分運(yùn)算的能力，所以要在初期補(bǔ)開兩次有關(guān)矢量運(yùn)算和微積分運(yùn)算的課程，并在課前給學(xué)生打好預(yù)防針，在問題導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)提出的問題要接近生活和學(xué)生的想象空間，難度不宜過大；

（2）每個(gè)學(xué)生本身的知識水平、思維能力和綜合發(fā)展水平都是不一樣的，學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”的區(qū)間都是不同的，因此要因材施教，構(gòu)建起適用于每一位學(xué)生的教學(xué)模式，這也是較大的挑戰(zhàn)；

（3）大學(xué)先修課和普通高中要求的課程是不同的，它的學(xué)時(shí)較少，大部分學(xué)校大約每周開展一次課，每次課時(shí)約80分鐘，學(xué)生容易造成對知識遺忘的現(xiàn)象，所以課后作業(yè)是必要的，一線任教老師們更應(yīng)結(jié)合大學(xué)先修課本身的教學(xué)大綱與要求，不斷地探索和研究出切合學(xué)生實(shí)際的、高效的教學(xué)方法和模式，這是一條極具挑戰(zhàn)的道路。

參考文獻(xiàn)：

[1]高秀麗.基于支架式教學(xué)策略下的高中物理高效課堂[J]. 物理教學(xué)探討，2014，32（6）：11—13.

[2]盛寶驥.關(guān)于實(shí)施“中國大學(xué)先修課程”的幾點(diǎn)思考及建議[J].物理教師，2013：37（9）：68—69，72.

[3]吳志明.支架式教學(xué)模式在物理教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]. 江蘇教育，2013（1）：61—62.

[4]宗紅梅.淺談“問題解決”課堂教學(xué)模式下學(xué)生潛能的開發(fā)[J].物理教師，2013，34（2）：19—21.

[5]吳建忠.問題導(dǎo)學(xué)——高中物理生態(tài)課堂的一種選擇[J]. 物理教學(xué)探討，2014，32（6）：22—24.

[6]侯丹.我國普通高中開設(shè)大學(xué)先修課程的現(xiàn)狀、問題及對策[D].長沙：湖南師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014.

[7][理學(xué)]11習(xí)題課相對論http：//www.docin.com/p-436850164.html

（欄目編輯 劉 榮）