“大概念”理念下的物理復習策略

夏歡 姚蕊 榮爭輝 朱福菊 蔡武德

摘? ?要：“大概念”理念強調(diào)知識的整合與發(fā)展，文章以初中物理“運動和力”這一節(jié)為例，在科學大概念指導下實施復習教學。以大概念為引領(lǐng)理清知識主線，通過設(shè)計情境線、問題線和歷史線幫助學生逐漸形成和加深對科學大概念的認識，最后以大概念為抓手建立物理知識體系，拓寬和加深物理知識復習的廣度和深度，全面提升物理知識復習效果。

關(guān)鍵詞：大概念;復習;運動和力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）6-0065-5

引? ? 言

為推進中小學課程改革，教育部從2017年開始使用“大概念”統(tǒng)整各學科內(nèi)容，“大概念”一詞因此受到教師們的廣泛關(guān)注。關(guān)于“大概念”，英國學者溫·哈倫指出：科學大概念是有組織的、有結(jié)構(gòu)的科學知識和模型，這些大概念能夠解釋大范圍內(nèi)的一系列相關(guān)現(xiàn)象[1]。威金斯和麥克泰格將“大概念”比作“車轄”，有了車轄，車輪等零部件才能組裝起來，否則只能散落一地、毫無用處[2]。而后，韋鈺院士也提出圍繞大概念實施科學教育[3]。圍繞學科大概念建構(gòu)物理知識體系的教學整合，可促進學科核心概念的學習進階，也有助于學生認知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)[4]。“大概念”給我們提供了這樣一種教育理念：教學應(yīng)該防止知識碎片化，強調(diào)知識結(jié)構(gòu)的整合與發(fā)展，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化和關(guān)聯(lián)性的知識體系，形成學科知識的整體圖景。

1? ? “大概念”理念指導復習教學的優(yōu)勢

客觀：學科知識在進入課程學習之前是呈整體存在的樣態(tài)，但進入課程之后，按照學科知識邏輯以及學生的認知發(fā)展和心理發(fā)展規(guī)律，對學科知識的原有結(jié)構(gòu)進行拆解，以促進學生的理解發(fā)展，便于分課時教學[5]，即學生新授課學習的知識是點狀離散的。如何從章節(jié)、專題、乃至學科體系的廣度、深度、高度上將知識從點狀發(fā)展到網(wǎng)狀，讓學生的知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)化，并運用這種整體觀念去解決復雜的問題，是復習課的任務(wù)，這正與“大概念”的理念相契合。

主觀：關(guān)于人是如何學習的，有一個觀點認為，不同于新手，專家的知識結(jié)構(gòu)不是相關(guān)領(lǐng)域的事實和公式的簡單羅列，相反它是圍繞核心概念或者“大觀點”進行組織的體系，在更大的體系中的概念或者觀念引導他們?nèi)ニ伎己徒鉀Q問題[6]。學生的學習正是從新手到專家的這樣一個過程。復習要避免知識多而雜、全而散地呈現(xiàn)，否則學生將為表面知識點所役，產(chǎn)生認知負荷，因此圍繞“大概念”進行復習具有明顯的優(yōu)勢。

如果說新授課是沿著如圖1所示的大概念層級，自下而上進行實施，那復習課則應(yīng)自上而下地開展復習，以物理學科大概念為支點，將所學的知識圍繞大概念整合內(nèi)化，融會貫通多個章節(jié)，這樣的復習才有高站位、廣視野、深層次的效果，才能促進學生物理觀念的形成發(fā)展，學生才能用這種整體的物理觀念去解決情境復雜、千變?nèi)f化的物理問題。

2? ? “大概念”理念下的物理復習教學——以“運動和力”專題為例

復習時，以培養(yǎng)學生運動與相互作用觀念為導向，以“力與運動的關(guān)系”為大概念，圍繞大概念重組復習內(nèi)容、重構(gòu)復習主線，并設(shè)計情境線、問題線和歷史線（圖2）;最后以大概念為生長點構(gòu)建“運動和力”思維導圖。這樣學生在情境中回憶所學知識，避免了純知識復習的簡單重復和枯燥乏味;在關(guān)鍵問題或?qū)嶒炛幸龑W生逐步形成物理觀念，運用物理觀念;在物理學史中領(lǐng)悟和深化物理觀念，并培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任;最后引導學生用思維導圖這種可視化方式將本節(jié)知識進行展示，加深物理觀念的理解。

2.1? ? 以大概念為引領(lǐng)，以大見小，理清知識主線

教師通過研讀課標和教材，明確所復習的內(nèi)容在學科知識體系中的位置、意義，以此來確定學科大概念，將大概念作為“上位知識”，抓住“學科知識金字塔頂端的“上位知識”，進行上位學習。

根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）》和人教版初中物理教科書，“運動和力”相關(guān)知識屬于“運動和相互作用”一級主題下的知識點，涉及到的知識點繁多，經(jīng)過整理得到如表1所示的“運動和力”相關(guān)物理觀念、學科大概念和具體知識點。在此基礎(chǔ)上，進而以“運動觀—相互作用觀—運動與相互作用觀”的主線去設(shè)計教學活動。

2.2? ? 巧設(shè)載體，由小到大，實現(xiàn)觀念進階

學科觀念的形成不可能是一步到位的，把形成學科觀念的“大概念”分解細化為前后連貫、層層遞進的概念序列，設(shè)置于不同的情境載體之中，引導學生踩著這些“階梯”穩(wěn)步登頂。

2.2.1? ? 情境線中復習基礎(chǔ)知識

以“小朋友的游樂園一日游”為載體，拋磚引玉，將“運動和力”相關(guān)基礎(chǔ)知識貫穿其中，學生在生動有趣的情境中自發(fā)回顧所涉及的知識，并利用知識解答問題。

情境1：小朋友坐上公交車準備去游樂園，車輛運行過程中，車廂里語音提示“車輛運行中，請各位乘客不要隨意移動，以免摔倒”。

問題1：小朋友覺得疑惑，讓我們不要動，我們真的沒動嗎？如果沒動，我們是如何從出發(fā)地到達目的地的呢？

知識點1：運動的相對性、參照物

情境2：小朋友站在車廂中，沒有拉住扶手，突然猛地向前沖了一下，小朋友趕緊拉住扶手。

問題2：為什么小朋友會突然向前傾，此時公交車處于什么運動狀態(tài)？

知識點2：慣性、根據(jù)受力判斷運動狀態(tài)

情境3：小朋友到達游樂園后，看見有瑜伽球，便試圖穩(wěn)定地坐在球上。

問題3：瑜伽球被壓扁了，這說明了什么？為什么人可以在瑜伽球上不掉下來？此時瑜伽球受到幾個力？請對瑜伽球進行受力分析并畫出示意圖。

知識點3：力的作用效果、平衡力、力的示意圖、重力和彈力

情境4：小朋友看見碰碰車，便開心地和一個小伙伴一起玩起了碰碰車。

問題4：小朋友的車撞向小伙伴靜止的車，然后兩個碰碰車向兩個相反的方向運動，這說明了什么？

知識點4：力可以改變物體運動狀態(tài)、力的作用是相互的

情境5：小朋友又看見了滑梯，便開心地玩起來，并和小伙伴比賽，看誰滑得更快。

問題5：怎么知道誰滑得更快呢？

知識點5：速度、距離和時間

問題6：小朋友感覺屁股有點熱熱的疼痛感，為什么？如何避免出現(xiàn)這種疼痛感呢？調(diào)皮的小朋友想從滑梯底部倒著爬上去，但是因為比較滑怎么都上不去，用什么方法能讓他爬上去？

知識點6：摩擦力

情境6：小朋友到達滑梯的底端（平面）滑動一小段距離之后便停下來了，小朋友說：要是我可以滑得更遠就好了。

問題7：小朋友為什么會停下來？為什么又是運動了一段距離才停下來？如何能讓小朋友滑得更遠？

知識點7：阻力對物體運動的影響、摩擦力

問題8：大家是否覺得滑梯的形狀很像之前探究阻力對物體運動影響實驗所用的器材？這個實驗是怎么做的？我們由這個實驗得出了什么結(jié)論？

知識點8：牛頓第一定律

最后，引導學生對游樂園中所涉及到的相關(guān)知識做一個梳理：涉及到的幾種力、幾種運動狀態(tài)以及受力情況與運動狀態(tài)的關(guān)系等。

2.2.2? ? 問題線中形成物理觀念

“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”這個觀點很容易引起學生共鳴，具有頑固性。所以要設(shè)計關(guān)鍵問題作為思維載體暴露學生錯誤前概念，并用實驗作為資源載體推翻學生的迷思觀點、形成正確觀念，再設(shè)計綜合問題讓學生應(yīng)用整體觀念解決問題，如表2所示。

2.2.3? ? 歷史線中加深物理觀念

結(jié)合課題，在復習過程中合理引入相關(guān)學史的介紹，能對復習起到事半功倍的效果。在“運動和力”專題的復習中，引入不同時期科學家在探索力與運動的關(guān)系上所做的貢獻，如圖3所示，可深化學生對運動和力的關(guān)系的理解，了解實驗和邏輯推理等物理科學研究的重要方法，知道科學發(fā)展是一個不斷修正、不斷完善的過程，體會所學習的物理知識是在歷史發(fā)展的長河中繼承和發(fā)展起來的，其中暗含的科學方法以及科學家科學發(fā)現(xiàn)的艱辛、敢于質(zhì)疑的態(tài)度、實事求是的科學精神都會對學生產(chǎn)生潛移默化的影響。

2.3? ? 以大概念為抓手將知識體系化，強化物理觀念

以大概念為抓手繪制思維導圖，能夠?qū)⑺槠幕A(chǔ)知識建構(gòu)成聯(lián)系緊密、結(jié)構(gòu)完整的知識體系;同時思維導圖的繪制也是對自己課堂復習的自檢和查漏補缺;形成的思維導圖也有利于再次復習。

以“運動和力”這一核心詞出發(fā)，讓學生繪制思維導圖并進行展示，例如圖4。學生在繪制過程中將學會系統(tǒng)地思考問題：要知道運動和相互作用的關(guān)系，首先要知道什么是相互作用、什么是運動，再尋求它們之間的聯(lián)系。在此過程中加深對知識及相互關(guān)系的理解，將“運動”和“力”相關(guān)知識納入“運動和力”知識體系;“運動和力”也成為知識的生長點，隨著后續(xù)不斷的學習可將壓強、浮力以及其他運動狀態(tài)等更多相關(guān)知識納入其中。

3? ? 結(jié)束語

物理學科大概念最能代表物理學科基本結(jié)構(gòu)和本質(zhì)，學生得到了物理大概念的指引，就像得到了物理學科的地圖，在其引領(lǐng)下能夠更有效地學習物理知識。在大概念的理念下，以學科大概念作為復習支點，確定復習主線，并通過序列化的情境載體設(shè)計，引領(lǐng)學生逐漸深入內(nèi)化知識，逐步形成并加深對學科大概念的理解。復習的廣度、深度和高度得以提升，從而能以不變的學科“大概念”去應(yīng)對千變?nèi)f化的物理情境，解決新穎的物理問題。

參考文獻：

[1]溫·哈倫.科學教育的原則和大概念[M].韋鈺，譯.北京：科學普及出版社，2016.

[2]格蘭斯·威金斯，杰伊·麥克泰格.追求理解的教學設(shè)計[M].閆寒冰，宋雪蓮，賴平，譯.上海：華東師范大學出版社，2017.

[3]任虎虎.指向深度學習的高中物理大概念教學策略——以“牛頓第一定律”教學為例[J].物理通報，2020，39（10）：19-22.

[4]吳愛兄.大概念理念下的“勢能”教學設(shè)計[J].物理通報，2019，38（12）：28-32.

[5]葛漢洪，孫有花，朱林根.核心素養(yǎng)導向的初中物理復習課教學策略初探——以“力與運動”章節(jié)復習教學為例[J].物理教師，2018，39（02）：29-33.

[6]布蘭思福特·布朗，科金.人是如何學習的[M].程可拉，孫亞玲，王旭卿，譯.上海：華東師范大學出版社，2013.

（欄目編輯? ? 邱曉燕）