楊魁

摘 要：目前初中科學(xué)復(fù)習(xí)課課堂上普遍存在著沒有教學(xué)目標(biāo)，缺乏重點、難點的突破，平均使力或以練習(xí)來代替復(fù)習(xí)，機(jī)械地重復(fù)，缺乏新意等急待解決的老問題?；凇皩W(xué)習(xí)進(jìn)階”理論，以中考“科學(xué)圖像解讀”復(fù)習(xí)課為例，依據(jù)學(xué)生思維的三段式進(jìn)階發(fā)展，創(chuàng)設(shè)學(xué)生最近發(fā)展區(qū)——動車行駛的距離與時間圖像，構(gòu)建一個循序漸進(jìn)的合理展示順序——質(zhì)量與體積關(guān)系，幫助學(xué)生建構(gòu)中考科學(xué)圖像解讀的核心概念完整體系-正比例函數(shù)關(guān)系及圖像，強(qiáng)化學(xué)生的滲透意識-力與距離及電壓與電流的圖像，增強(qiáng)初中學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)其良好的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：學(xué)習(xí)進(jìn)階；中考；科學(xué)圖像；教學(xué)策略

俗話說，“教無定法”，“教為了不教”，師們在教學(xué)中如何選擇合適的甚至最優(yōu)的教學(xué)方法，這是每一位教師有待思考的問題，而復(fù)習(xí)課更是教師們討論的焦點。根據(jù)觀察，中學(xué)科學(xué)復(fù)習(xí)課的效率極其低下，課堂上存在著沒有教學(xué)目標(biāo)，缺乏重點、難點的突破，平均使力或以練習(xí)來代替復(fù)習(xí)，機(jī)械地重復(fù)，缺乏新意等老問題。究其原因，主要在于教師缺乏對學(xué)生前認(rèn)知的思考，不清楚學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，如錯誤概念或不完全理解知識要點，以及不確定學(xué)生的迫切需求。

近年，“學(xué)習(xí)進(jìn)階”研究成為西方科學(xué)教育領(lǐng)域的一個研究熱點。美國國家研究理事會（NRC）于2008年就提出了“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論（Learning Progressions），它很好地詮釋了教師的教和學(xué)生的學(xué)兩方面的困惑?！皩W(xué)習(xí)進(jìn)階”理論描述的學(xué)習(xí)路徑為：學(xué)生在學(xué)習(xí)某一主題的概念時，思維所遵循的一條連貫的、由簡單到復(fù)雜的軌跡。“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論揭示了對學(xué)生連貫且逐漸深入的思維方式及其過程：在一個適當(dāng)?shù)臅r間跨度下，學(xué)生學(xué)習(xí)和探究某一重要的知識或者實踐領(lǐng)域時，思維方式將逐漸進(jìn)階。因此，“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論不僅符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，且有助學(xué)生思維的進(jìn)階發(fā)展，有助提高學(xué)習(xí)水平和知識的遷移、應(yīng)用能力。

雖然至今已有少數(shù)一線工作者開始關(guān)注和研究學(xué)習(xí)進(jìn)階，但我國目前對“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的認(rèn)識和研發(fā)仍處于起步階段。我國學(xué)生的概念理解進(jìn)程是怎樣的？我國學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)階與國際學(xué)習(xí)進(jìn)階研究成果存在多大差異？我國中小學(xué)科學(xué)課程與教學(xué)在多大程度上可以借鑒國際學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究成果？這都是我們亟待解決的問題。近十年，學(xué)習(xí)進(jìn)階在國際科學(xué)教育界掀起了一個研究熱潮，它與學(xué)習(xí)理論、課程、評價領(lǐng)域的研究具有密切的繼承關(guān)系。當(dāng)前，國際科學(xué)教育領(lǐng)域關(guān)于學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究已步入應(yīng)用與實踐層面，我國的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究也取得了一些初步成果，但作為新興研究領(lǐng)域仍有待深入。

本文以“中考科學(xué)圖像解讀（一）”復(fù)習(xí)課為例，嘗試運(yùn)用“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的模式組織教學(xué)，且通過相應(yīng)的師生教學(xué)實踐，期望通過“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論來有效指導(dǎo)科學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、選課意義

1.查閱初中階段的課程標(biāo)準(zhǔn)我們可以清晰地知道，我國義務(wù)教育階段的《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中對科學(xué)圖像解讀的有關(guān)知識沒有單獨(dú)給出專題章節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是科學(xué)圖像卻已經(jīng)處處滲透在中學(xué)教材的各個方面。

2.圖像題是初中科學(xué)教學(xué)的重要組成部分，也是每年中考的必考題型。它不僅能考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握程度，也能考查觀察、想象、分析、綜合應(yīng)用知識的能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生熟悉科學(xué)研究的方法并培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度，這對廣大中考考生來說既是一個重點，也是一個難點。

3.引領(lǐng)學(xué)生思維方式的改變，巧用數(shù)學(xué)工具解科學(xué)題目?？茖W(xué)源于生活，并用于生活，圖像與生活實際聯(lián)系密切，是實際生活中建模的重要工具之一。

4.幫助科學(xué)及其他學(xué)科教師轉(zhuǎn)變現(xiàn)代教學(xué)的新理念，改進(jìn)教學(xué)方法，優(yōu)化復(fù)習(xí)內(nèi)容，關(guān)注學(xué)科間的交叉與滲透，努力尋找科學(xué)與其他學(xué)科間的結(jié)合點、交叉點、生長點。同時，強(qiáng)化學(xué)生的滲透意識，增強(qiáng)綜合素質(zhì)。

二、學(xué)習(xí)進(jìn)階分析

學(xué)習(xí)進(jìn)階一般有五個組成要素：進(jìn)階終點；進(jìn)階維度；多個相互關(guān)聯(lián)的成就水平；各水平的預(yù)期表現(xiàn)；特定的評測工具。通過與學(xué)生的交流、作業(yè)體現(xiàn)等手段，學(xué)生已掌握正比例函數(shù)及其圖象分析，同時也知道一些學(xué)科中正比關(guān)系的物理量，但在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)沒有用數(shù)學(xué)工具解決科學(xué)問題的概念，也缺乏對科學(xué)中類似正比例關(guān)系物理量的歸納及分析。

三、基于“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理論的教學(xué)策略——“以科學(xué)圖像解讀”為例

環(huán)節(jié)一：重現(xiàn)原有知識（正比例函數(shù)圖象），繪制圖象

進(jìn)階水平1：初步尋找科學(xué)與數(shù)學(xué)交叉點與結(jié)合點并體現(xiàn)圖象魅力。

演示圖1（a）和圖1（b），問：橫坐標(biāo)的x和縱坐標(biāo)的y改成時間t和距離s后，變成了我們科學(xué)上的什么圖象了？

活動1：繪制路程-時間圖象，請同學(xué)們在任務(wù)單一上畫出s-t圖象。比一比，哪位同學(xué)畫得既快又準(zhǔn)確！

今年的全國兩會正式召開期間，小楊代表乘坐動車去北京參加全國人民代表大會。在某段平直的軌道途中，小楊代表通過數(shù)電線桿來測算動車的速度。小楊代表以身邊正對的電線桿為第一根開始計數(shù)，每t秒數(shù)得電線桿n根（具體數(shù)據(jù)見表1），電線桿之間的距離基本是固定的為50 m。大約歷經(jīng)13小時到達(dá)北京站。

活動啟示：讓畫的最好的同學(xué)來介紹下如何畫圖。

環(huán)節(jié)二：解讀圖象

進(jìn)階水平2：用心挖掘，每張簡單的圖后面蘊(yùn)藏著大量的信息，體會圖象的重要性。

提問1：這條線可以告訴我們什么信息？

提問2：是不是所有路程與時間之間的關(guān)系都可以畫成類似正比例函數(shù)圖象表示？

活動2：繪制速度v-時間t圖象，用來表示勻速直線運(yùn)動

思考1：能否根據(jù)這個圖象，在圖象中表示出該動車在t1秒內(nèi)通過的路程。

提升與討論：如圖（圖2（c）），表示什么運(yùn)動狀態(tài)？陰影表示什么物理量？（引出平均速度，同時設(shè)置陷阱，警示學(xué)生認(rèn)真讀圖）

思考2：碰巧的是另一位代表也乘坐動車去北京，他畫的圖象如圖2（d）所示。下面，請同學(xué)根據(jù)圖象來說說表示的科學(xué)含義。

學(xué)生展示：

1.可以根據(jù)圖象計算出動車的速度；

2.可以比較兩列動車的速度。

思考3：如何比較速度的大?。坎⒄f明理由。

師生方法小結(jié)：比較速度的大小，比較線的傾斜程度，且有共同的特點：傾斜程度比較大?。炻r，要注意先選取關(guān)鍵點定不變量，再比變化量。

我行我素：用測力計沿水平方向兩次拉著同一物體在同一水平面上運(yùn)動，兩次運(yùn)動的s-t圖象如圖3所示，其對應(yīng)的測力計示數(shù)分別為F1和F2，功率分別為P1和P2，則它們大小關(guān)系是：F1____F2，P1____P2。（填“=”、“>”或“<”）

（通過進(jìn)階水平1，原有數(shù)學(xué)函數(shù)的展示和物理量路程和時間的關(guān)系，從學(xué)生熟知的數(shù)學(xué)知識與圖像入手，貼近認(rèn)知實際，提升到可以利用數(shù)學(xué)這一工具解決生活中的實際問題）

環(huán)節(jié)三：展示類推

進(jìn)階水平3：歸納總結(jié)初中物理中類似正比例關(guān)系的物理量。

知道了當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動時，可以用類似正比例圖象來表示，歸納出其他科學(xué)量之間的關(guān)系，也可以用類似正比例函數(shù)的圖象來表示。

成果展示：（1）G-m圖象：描述星球表面物體受到重力G與物體質(zhì)量m關(guān)系。

（2）m-V圖象：該圖象描述的是物質(zhì)的一種特性。

（3）U-I圖線：U-I圖象用來描述的導(dǎo)體導(dǎo)電能力的。

提問：m-V圖象，它可以告訴給我們哪些信息？

環(huán)節(jié)四：實戰(zhàn)演習(xí)，展示風(fēng)采

（通過進(jìn)階水平2，學(xué)生掌握圖象蘊(yùn)藏著大量的信息，提升到可以歸納出初中物理中所有類似正比例關(guān)系的物理量，以點帶面，觸類旁通）

進(jìn)階水平4：利用圖象解決問題，升華主題。

展示自我：圖4（a）表示物質(zhì)的質(zhì)量跟體積關(guān)系，圖4（b）物質(zhì)的密度跟體積的關(guān)系，從圖（a）可見，A、B兩種物質(zhì)中密度較大的物質(zhì)______，其值為________；將此物質(zhì)的密度跟體積的關(guān)系轉(zhuǎn)化成圖4（b）圖，可見斜線部分S的面積表示此物質(zhì)的______，其值為___________。

圖4（a）物質(zhì)質(zhì)量與體積關(guān)系圖4（b）物質(zhì)密度與體積關(guān)系圖5普通電路圖。

合作交流：圖5所示的電路，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器滑片P位于最左端時，電流，顯示數(shù)為0.2A，然后逐漸向左滑動滑片P的過程中，電流表、電壓表示數(shù)的變化，數(shù)據(jù)如表2所示。

1.根據(jù)表2數(shù)據(jù)，在圖6上分別繪制成流過R1和R2的電流與其兩端電壓的關(guān)系的U-I圖象，根據(jù)圖6的圖象信息可知：電流表A的變化范圍__________，電源電壓為。

2.當(dāng)滑動變阻器滑片P位于最左端時，電阻R2消耗的電功率為_______，并用斜線在圖6中表示出電阻R2消耗的電功率。

3.根據(jù)圖5的圖象信息可知：當(dāng)滑片P滑到某位置時，滑動變阻器電阻R2消耗的電功率最大為____，此時滑動變阻器R2接入電路的有效電阻為_______。

（通過進(jìn)階水平3，學(xué)生掌握圖象解讀策略提升到可以利用數(shù)學(xué)這一工具解決科學(xué)中的實際問題）

環(huán)節(jié)五：方法總結(jié)和拓展延伸

進(jìn)階水平5：領(lǐng)會。

優(yōu)秀生解題策略：

1.正確方法“一識標(biāo)”，“二明點”，“三析線”。

2.明確條件：首先理清圖像和表中呈現(xiàn)了哪些條件？其次思考題目中還隱含了哪些條件，即由呈現(xiàn)條件還可以推出哪些條件？

3.靜心通讀：審題時一定要靜心，煩躁不安、心不在焉、心煩意亂是大敵，做題時最易出差錯。靜下心來認(rèn)真閱讀，注意找出題目中關(guān)鍵性的字、詞、句。

拓展延伸：

歸納總結(jié)類似正比函數(shù)在化學(xué)與生物中的運(yùn)用。

四、教學(xué)啟示

1.學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于學(xué)生構(gòu)建概念完整體系，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)

國外研究者認(rèn)為，以整合的概念體系為核心，圍繞少數(shù)概念進(jìn)行深入探究的進(jìn)階學(xué)習(xí)，能夠有效改變其“廣而淺”的科學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，最終實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。本課例圍繞“正比例函數(shù)圖象”這一核心概念，通過回顧初中科學(xué)中幾例常見正比例關(guān)系物理量，建立類似正比例函數(shù)圖象模型，不僅將科學(xué)里零散而又孤立的知識點進(jìn)行了連貫，而且滲透了用數(shù)學(xué)工具解決科學(xué)問題的方法，起到以點帶面，觸類旁通的作用。

2.學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于學(xué)生逐級跨“階”，培養(yǎng)自學(xué)能力

本課教學(xué)設(shè)計充分考慮學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，基于學(xué)生的前認(rèn)知為起點水平，結(jié)合學(xué)生熟悉的學(xué)科知識和生活經(jīng)驗，朝著更高層次的水平逐級發(fā)展。同時，根據(jù)每一階段的學(xué)生進(jìn)階水平的表現(xiàn)，設(shè)計針對本階段水平的習(xí)題進(jìn)行效果評價，再根據(jù)學(xué)生已達(dá)到的學(xué)習(xí)水平不斷修正實際教學(xué)階段的下一水平要求，更有針對性、高效地過渡到下階段的教學(xué)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。學(xué)生充分認(rèn)識到知識的進(jìn)階層次，為學(xué)生更好地學(xué)習(xí)新知識奠定了基礎(chǔ)。

3.學(xué)習(xí)進(jìn)階有助于因材施教

由于不同學(xué)生個體、不同的學(xué)情，教育工作者要關(guān)注學(xué)生的個體差異和個體內(nèi)發(fā)展的不均衡性，設(shè)置不同的問題，盡可能地按照每個學(xué)生所具有的不同智能結(jié)構(gòu)注入特色的催化劑。讓所有師生都學(xué)有所思，鉆有所獲。事物之間都是有聯(lián)系的，沒有孤立的知識，然而人們在認(rèn)識事物的時候，有一個循序漸進(jìn)的過程，很多事物都是在不斷的“認(rèn)識——再認(rèn)識”的過程中，逐漸被人們所理解和應(yīng)用的。當(dāng)然，科學(xué)圖象知識的學(xué)習(xí)更是如此。初中階段的科學(xué)學(xué)習(xí)是一個啟蒙階段，這個時候如果給學(xué)生傳授不易理解的知識，顯然是不可行的。教學(xué)要遵守學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，到高中階段，可以逐漸增加知識的深度和廣度。在這個層面上來說，“學(xué)習(xí)進(jìn)階”和我國古代的學(xué)習(xí)方法“循序漸進(jìn)”是有相似之處的。

總而言之，不管是我國古代“循序漸進(jìn)”的教學(xué)方法，還是如今較流行的“學(xué)習(xí)進(jìn)階理論”，都是為了學(xué)生更好、更全面的發(fā)展，因此，在以后的學(xué)習(xí)和實踐中，希望大家都能注重這方面，爭取有更好的教學(xué)效果。

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Abstract： The current class junior high school science review class generally has”no teaching objectives，lack of focus，difficulty and breakthrough of the average force or in practice instead of the review，mechanical repetition，lack of new ideas and old problems.Based on the theory of“l(fā)earning”，“scientific image interpretation”in senior high school entrance examination review class as an example，on the basis of the three section type students thinking of advanced development，creation of distance and time images of their recent development area-motor car driving，build a reasonable order of step by step voltage and power flow，the core concept of complete system-help the students to construct scientific interpretation of images is the proportion of senior high school entrance examination function and image，strengthen students' awareness of the infiltration-quality and volume as well as the image force and distance，enhance the comprehensive quality of junior high school students，cultivate their good scientific literacy.

Key words：Learning Progressions Theory；Test； Scientific Image；Teaching Strategy

（作者單位：浙江省臺州市黃巖區(qū)寧溪初級中學(xué)）