基于变易理论的物理课堂教学案例研究

摘要：变易理论是聚焦于如何处理学习内容，通过变易图式使学生审辨到学习内容的关键特征，从而更好地实现教学目标.本文基于变易理论的视角，对中学物理课堂教学进行观察分析，并总结出课堂教学的三点建议：关注学习内容；进行学情分析；运用变易理论.希望可以给中学教学优化提供新的方法，也为课程改革带来一种新的启示，最终使更多教师、学生从中受益.

关键词：变易理论；关键特征；变易图式

作者简介：刘童童（1993-），男，山西临汾，硕士研究生在读，研究方向：学科教学物理.

反思21世纪以来课程改革的历史进程，大多数课程改革的共同失误是往往满足于课程计划的制定，其中包括课堂的管理、教学策略、教学安排等，却不关注如何处理学习内容的各个关键特征这一核心因素，而如何处理学习内容恰恰是导致学生不同学习成就的一个最重要的因素[1].对于课堂教学优化，我们应有意识地关注上课教师对学习内容的处理，而不是只关注教师的教学技能、教学环节等.“变易理论”是瑞典教育学者马飞龙等人在现象图式学的基础上，结合二十多年的实证研究提出的一套关于学习的理论.变易理论聚焦于如何处理学习内容，不仅能缩小不同水平学生之间的差异，还被证明是推动教师专业发展，提升课堂教学效能的有效方法.本文将以高中物理中《电源电动势和内阻》 教学为例，以变易理论为依托，以教师对学习内容的处理为评论焦点，提出自己的思考与建议.

1变易理论的内涵及其教育意义

11变易理论对学习的看法

长期以来，在课堂教学方面一直有这样一个核心问题，引发教育实践工作者热议，却从未达成共识，即怎样的教学才是导致有效学习的教学？对于这一问题，变易理论认为首先要解决的是“教什么”和“怎么教”的问题，“教什么”指向的是学习内容，“怎么教”指向的是教学方法，学习内容决定着教学方法的选择和实施.学习内容不同于教学目标，教学目标是学习的最终结果，具有一定的确定性，而学习内容卻是学习的起点，它是有生命，在学习过程中可以变动的.学习内容有两种属性：专项属性，是指某种我们希望学生学习到的学科知识（短期目标）；一般属性，是指我们希望学生如何去应用学到的学科知识，及通过学习这门学科知识培养学生建立及发展某种特定的能力（远期目标）[2].所以，在对学习内容进行准备时，一方面我们要参考课程标准和相关教科书提供让学生了解的概念或理论等学科知识，另一方面我们就要根据学生情况考虑我们希望培养学生哪种能力.对于前一种属性，教师可能会由于国家规定而有所限制，缺乏一定的主动性，但是对于后者而言，教师却有很大的主导权，而最终的学习效果和意义，其实往往在很大程度上取决于后者，即作为一般属性的能力、态度或价值观才是真正培养学生素质养成的关键.这对于现有教育体制下，教师如何灵活处理学习内容是非常具有启发意义的.

变易理论认为，学习内容包括：预期的学习内容（intended object of learning）、实践得来的学习内容（enacted object of learning）、体验到的学习内容（lived object of learning）[3].由于课堂的互动性和随机性，预期的学习内容跟实践得来的学习内容并不一致，而由于学生的体验方法不同，自我意识理解不同，这也造成学生体验到的学习内容跟教师实践得来的学习内容也是不一致的.不同的体验情境与体验方法，会让学生对同一学习内容有不同深度的理解，所以这就要求教师对学生已有认知、预先对此的看法进行了解，并据此思考如何设置学习内容让学生尽可能通过教师预期的方式领会它.

12变易理论对学习内容的处理

学生对学习内容的认知决定于他所聚焦于该内容的关键特征，要想改变其原有看法，教师必须帮助他把未被其识别或关注的特征审辨出来.首先，人的意识是有结构性的[4]，在我们的意识中，有些事物会被聚焦而突出显示在意识前景，而其他未被聚焦的事物便会退到意识背景去.对于学习，它是一个经验的过程，这个过程同时包括结构（ structural aspect） 和意义（ meaning aspect ） 两个方面，对学习结构的认知就是说能够从学习内容的外在视野中把学习内容的关键特征审辨出来，并通过内在视野审辨所学习聚焦部分与学习内容整体的关系；而学习意义是指从学习内容的内在视野审辨出学习内容和学习者本身生活经验的关系.对于审辨关键特征具体的方法有：参考相关文献资料、收集其他教师的经验方法、进行学情分析以及观察实际课堂总结学生看法.当然，这一系列的方法可以循环嵌套使用，经过多次教学实践和改进，不断优化适合自己学生的课堂教学.对于学习意义而言，分为两个方面：一方面是学习的关键特征作为学习的主要部分在学习内容整体的意义；例如，我们要审辨“绿色”这一概念，必须审辨到“颜色”这一属性，认识到绿色这一从属概念在颜色整体属性下的意义，我们才能更好地掌握绿色这个概念；另一方面是学习的内容对于学习者的特殊意义，即为什么要学习这一内容？学习这一内容对其以后的生活有怎样的价值等.由于每个学生都有对学习内容的一个看法，这会影响他接下来对学习内容所作出的反应，而变易理论认为，人要有高明的看法，才会有高明的行为[5].所以教师应该注意学习内容与学生之间的关联结构，引导学生对所学内容建立有意义的联系，不仅理解学习内容的深层意义，并且对其产生高明的看法，这样才能基于学习内容发展其迁移能力，让学生获得更好的学习效果.

2基于变易理论对课堂描述及分析

本文借鉴其课堂研究范式选取一名物理教师的课堂教学实践案例进行简要分析.

21引入新课

教师演示手电筒照明的情况，发现手电筒灯光较暗，引导学生提出问题：电源两节干电池3V，小灯泡额定电压却只有24V，请分析其中的原因，并顺势引出活动一.

22活动一：测量电源电压

将手电筒的电池和小灯泡接入实验电路，然后用电压表进行测量，观察开关闭合前后，电压表的示数变化.这一环节通过开关闭合前后电压表的示数变化，设置疑惑，引发学生认知冲突，进而提出所要研究的问题，很好地激发了学生的积极主动性，提高了内部学习动机.该活动带出的变易图式一见表1.endprint

不变变审辨

电压表与电源的电路关系（保持并联）电路开关闭合与否①电源电压是多少

②小灯泡的电压是多少

③谁把小灯泡应得电压拿走了

活动一的目的是为了让学生知道电路中还存在着能够分压的装置，突出小灯泡的实际电压并不等于电源全部的电压这个关键特征，并进而引出本节课的课题.接着教师用提问的方式引导对电源剩余部分的电压进行寻找，引出活动二.

22活动二：并联灯泡测电压

展示三个相同灯泡并联，再串联一个定值电阻的电路，将三个灯泡开关依次闭合，观察灯泡的亮度变化，分析原因.接着，教师将定值电阻R0拔掉，再逐个闭合开关，同样观察灯泡的亮度变化，分析原因.这一环节通过前后两次实验的对比，引导学生关注内阻和定值电阻R0的等效作用.该活动带出的变易图示二见表2.

表2变易图式二

不变变审辨

三个小灯泡的电路关系（始终保持并联）电路中有无定值电阻R0①有R0时小灯泡逐次变暗的原因

②无R0时小灯泡逐次变暗的原因

③内阻和R0两者的类比关系

活动二的目的是为了让学生找出两次实验中灯泡变暗的原因，并通过“类和分析”[6]发现内阻与定值电阻R0的共同特点，进而理解内阻的物理意义.

通过上面的实验和合理的理论分析认为是电源内部存在电阻，分得了电源的一部分电压，那么究竟是不是这样呢？教师介绍展示开放电池，并引出活动三.

23活动三：开放电池测内阻

先介绍开放电池的结构，连接电路，用两个电压表分别测量电源内外电压，闭合开关，拖动滑动变阻器，找到多组内外电压值记录在电脑图表中.这一环节主要处理的关键特征是当开放电池的电路结构不变时，改变干路中的滑动变阻器R的大小，滑动变阻器R的值越大，电源外电路分到的电压就越大，相应的内电压就越小，并且可以通过测量数据发现内外电阻之和是一定值.该活动带出的变易图式三见表3.

不变变审辨

开放电池的电路结构电路中滑动变阻器的阻值R①电源内电压的变化情况

②电源外电压的变化情况

③电源内外电压之和不变

在活动三之后，出示一幅动画图，两个小孩从两段连接在一起的坡度不同的小坡滑下，接着乘电梯又上去，往复运动，发现两个滑坡的总落差和电梯上升的高度是一样的，这一定值，就反映出电源的升高能力，是其自身的一种特性.随即引出电动势的概念及其物理意义.

24总结提升

教师在课件上呈现水泵抽水和电源“搬运”电荷的图片，这一环节教师以水流类比电流，通过水泵对水流抽水进而形成循环水流帮助同学们理解电源是在电路中“搬运”电流，进而产生连续电流的工具.由此带出的变易图式四见表4.

表4变易图式四

不变变审辨

电源和水泵之间的等效关系具体的作用物质和形式电源在电路中的作用

通过图式审辨到电源在电路中的作用式维持电路中的电势差，形成稳定的电流这一关键特征.判别电源电动势的大小时，在前概念电场力做功帮助下，类比重力做功，电场力做功引起电势降落，就好比重力做功引起高度下降.从而理解电源是将其它形式的能量转化为电能，其电动势大小就等于非静电力把单位正电荷从电源的负极，经过电源内部移到电源正极所做的功.

3变易理论对教学的启示

变易理论聚焦学习内容，将选取的学习内容建基于学生的已有认知，深入挖掘其关键特征，利用变易图式帮助学生理解所学概念，通过举例阐明概念的不同运用情况，给予学生坚实的知识基础，以及基于知识基础的能力发展，并教导学生利用变易理论审辨自己的认知过程，提高其元认知能力，进一步改善自身学習状况.这整个过程对于教学是极具启发意义的.

31关注学习内容

变易理论从人的经验意识出发思考学习过程，认为学习内容才是学习最直接的目标，我们不能为了完成目标，聚焦于对教学组织形式、教学策略、教学管理等周边因素的研究，而本末倒置，忽略对教学内容这一最重要目标的深度研究.只有对教学的客观条件及学生的实际情况，如已有认知、能力等了解，制定出适合学生的学习内容后，才应该考虑采用什么样的教学策略和教学方法.要真正实现高效课堂，教师必须对学习内容进行深度挖掘，要努力找到学生在学习某项特定内容上的关键特征，从而在教学时，努力把“预期的学习内容”通过课堂上“实践的学习内容”，转变为学生“体验到的学习内容”，尽量实现三者的一致.

32进行学情分析

将关注点转移到学习内容后，我们必须考虑如何设置学习内容才能实现有效学习.这里非常关键，而又往往被忽视的一步就是对学情的分析.学生对学习内容存在已有的经验认知，这种先入为主的认知可能会成为其学习新内容的障碍.为此，教师应该以此为出发点，尽可能地弄清楚不同学习水平学生的不同想法.只有审辨到不同水平的学生对学习特定内容的看法，才能够据此确定合宜的学习内容，并根据“变易理论”来设计和实施教学，从而提高课堂教学的效益.

33运用变易理论

变易理论聚焦于学习内容，通过变易图式的运用，即让学习内容中的某些特征保持不变，而变动某些特征，以引起学生对某些特征的关注，从而审辨到学习内容中的关键特征.对于变易图式，它可用来带出不同的学习功能，包括对照、区分、类合及融合等，以帮助学生审辨出关键属性之间的关系，及部分与整体的关系[7].实践中教师可以尝试利用变易理论，设置变易图式来进行教学设计，然后配合不同的教学策略和教学风格，进行有的放矢的教学.这一方面对教师专业化的养成具有很大的帮助；另一方面基于变易理论的教学设计也有利于学生的学习.当然它只是优化教学的一个必要条件，绝对不是充分条件，在具体教学中，我们需要根据实际情况，配合多种学习理论指导我们的教学，从而更好地促进学生学习.

参考文献：

[1] 植佩敏， 马飞龙， 郭建鹏等如何促进学生学习——变易理论与中国式教学[J]. 人民教育， 2009（8）

[2] 卢敏玲 变易理论和优化课堂教学[M]. 合肥： 安徽教育出版社， 2011（9）：45

[3] F Marton， A B M Tsui Classroom Discourse and the Space of Learning[M] Mahwah， NJ ： Lawrence Erlbaum Associates， 2004：3-42

[4] F Marton， S Booth Learning and Awareness[M] Mahwah， NJ：Lawrence Erlbaum Associates， 1997

[5] F Marton， A B M Tsui Classroom Discourse and the Space of Learning[M] Mahwah， NJ ： Lawrence Erlbaum Associates， 2004：7

[6] 高宝玉， 赖明珠 中文课堂学习研究实践与案例分析[M]. 合肥： 安徽教育出版社， 2011： 序2，33

[7]卢敏玲 变易理论和优化课堂教学[M]. 合肥： 安徽教育出版社， 2011（9）：90endprint