田長軍

【摘要】在高考評價體系的指引下，通過對高中物理教材的分析和研究，結(jié)合學(xué)習(xí)進階理論，以人教必修1“共點力的平衡”為例，對二次開發(fā)后的教材進行了教學(xué)實踐，并對教學(xué)效果進行了評估和分析．結(jié)果表明，基于學(xué)習(xí)進階理論的高中物理教材二次開發(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)進階理論；高中物理教材；二次開發(fā)；共點力的平衡

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足大多數(shù)學(xué)生的認知需求，對于基礎(chǔ)較好的學(xué)生可能過于簡單，難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求．因此，需要對高中物理教材進行二次開發(fā)，以提高教材的質(zhì)量和適應(yīng)性．

學(xué)習(xí)進階理論是一種基于認知發(fā)展理論的教學(xué)設(shè)計理論，它強調(diào)學(xué)生的認知發(fā)展是一個漸進的過程，需要按照一定的順序和步驟進行．在高中物理教材的二次開發(fā)中，可以應(yīng)用學(xué)習(xí)進階理論，根據(jù)學(xué)生的認知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)需求，設(shè)計合理的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動，以促進學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)的發(fā)展．

2 學(xué)習(xí)進階理論的基本原理

學(xué)習(xí)進階理論是一種基于認知發(fā)展理論的教學(xué)設(shè)計理論，它認為學(xué)生的認知發(fā)展是一個循序漸進的過程，需要按照一定的順序和步驟進行．學(xué)習(xí)進階理論包括以下幾個基本原理：

2.1 認知發(fā)展階段理論

認知發(fā)展階段理論認為，學(xué)生的認知發(fā)展是按照一定的階段進行的，每個階段都有其獨特的認知特點和發(fā)展任務(wù)．在高中物理教材的二次開發(fā)中，可以根據(jù)學(xué)生的認知發(fā)展階段，設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動．

2.2 知識建構(gòu)理論

知識建構(gòu)理論認為，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個主動的建構(gòu)過程，需要通過與環(huán)境的互動和自我調(diào)節(jié)來實現(xiàn)．在高中物理教材的二次開發(fā)中，可以設(shè)計一些探究性的教學(xué)活動，讓學(xué)生通過自己的探索和發(fā)現(xiàn)來建構(gòu)知識．

2.3 認知負荷理論

認知負荷理論認為，學(xué)生的認知負荷是影響學(xué)習(xí)效果的重要因素．在高中物理教材的二次開發(fā)中，可以通過合理的教學(xué)設(shè)計，降低學(xué)生的認知負荷，提高學(xué)習(xí)效果．

3 基于學(xué)習(xí)進階理論的教材二次開發(fā)

3.1 分析學(xué)生的認知發(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

在對教材進行二次開發(fā)之前，需要對學(xué)生的認知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)需求進行分析．可以通過問卷調(diào)查、訪談、測試等方式，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，為教材的二次開發(fā)提供依據(jù)．根據(jù)學(xué)生的認知發(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)生的生活實際和認知水平，注重知識的系統(tǒng)性和連貫性．

3.2 教學(xué)活動再開發(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)生容易進入角色，教師可選擇“兩個同學(xué)提水”的例子引入“共點力的平衡”，這樣更容易讓大多數(shù)學(xué)生接受，貼近生活，達到學(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)計相應(yīng)的教學(xué)活動．設(shè)計的教學(xué)活動應(yīng)遵循從簡單到復(fù)雜、從理論到實踐、從基本思維到高階思維的原則，達到進階的終點，實現(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改變或固定懸吊物的位置．如圖1所示，懸吊重物的細繩，其O點被一水平繩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，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，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，另有一輕繩跨過輕滑輪后，一端與一個20 N的物體連接，另一端施加了一個水平拉力F，如圖3所示，這時物體正好處于靜止?fàn)顟B(tài)．求輕繩OA對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，進而學(xué)會解決臨界問題；變式3則將教材中O點的“死結(jié)”變成了“活結(jié)”，使學(xué)生對“死結(jié)”和“活結(jié)”有了較深刻的認識，為今后運用共點力的平衡原理解決日常生活中的實際問題奠定基礎(chǔ)．

3.3 選擇合適的教學(xué)情境，實現(xiàn)物理模型的再開發(fā)

根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，選擇符合學(xué)生認知水平和學(xué)習(xí)需求的教學(xué)資源．在教學(xué)實施過程中，應(yīng)根據(jù)選擇的不同情境分析問題，將選擇的這些生活情境通過物理抽象，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)計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時能從滑板上滑下，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動，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景，教師也可以提供汽車上下坡的場景等，讓學(xué)生找到這類問題的思維共性（斜面模型），同時，給出變式4，引導(dǎo)學(xué)生將生活問題轉(zhuǎn)化為理想的物理模型，從而達到快速解決問題的目的［4］．

4 結(jié)語

本文探討了基于學(xué)習(xí)進階理論的高中物理教材二次開發(fā)．通過對高中物理教材的分析和研究，結(jié)合學(xué)習(xí)進階理論，以“共點力的平衡”為例，對教材進行了再開發(fā)，課后對教學(xué)效果進行了問卷評估和分析．結(jié)果表明，基于學(xué)習(xí)進階理論的高中物理教材二次開發(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《基于高考評價體系的高中物理新教材進階教學(xué)設(shè)計研究——以人教必修第一冊為例》（立項號：LN［2023］296）的階段性成果.】

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部.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發(fā)中心.普通高中教科書物理必修1［M］.北京：人民教育出版社，

2020.

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

［4］李春來.指向深度學(xué)習(xí)的新教材二次開發(fā)和創(chuàng)新使用——以人教版高中物理教科書為例［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)部分教材的二次開發(fā)［J］.湖南中學(xué)物理，2014，29（10）：18-19.