基于学习进阶理论的物理课堂问题链设计及初探——以苏科版“力 弹力”为例

施育峰

(南通市海门区东洲国际学校 江苏南通 226100)

一、问题的提出

力是物理学中最重要、最基本的概念之一，苏科版第八章第一节力、弹力是整个力学的第一节，起着奠基作用。学生在学习力之前，对力的认识并不是空白的，而是有着丰富的感性认识，但这些认识是零碎的、肤浅的，甚至是错误的。要让学生形成科学的力概念并非一蹴而就。笔者认为，基于学习进阶的问题链可以有效引导学生从力的前概念逐步过渡到力的科学概念上。

二、学习进阶理论

关于什么是学习进阶，目前大多数学者青睐采用美国国家研究委员会（NRC）对学习进阶的定义，即学习进阶是对学生一系列基于学科知识的、连续的、逐步深入的思维活动进行描述的工具，旨在刻画学生科学认知水平的发展过程[1]。由于时间跨度的限制，本文中的学习进阶是指在课堂实施中，学生对某一主题或核心概念的认识从前概念到科学概念的一系列台阶，逐步上升的过程。

三、问题链

“问题链”是指，为了达到一定的教学目标，教师把有关知识组织成一连串有目标、有进阶层级，彼此独立而又相互联系的教学问题[2]。从形式上看，问题链是一问接一问，一环套一环；从内容上看，它是问问相连，环环紧扣；从目标上看，它是步步深入，由此及彼。它的每一问都可使学生的思维产生一次飞跃，它像一条锁链，把疑问和目标紧紧地连在一起。问题链的起点是学生的已有认知或前概念，问题链的终点是教学目标。从起点到终点的一系列问题就好比一个个台阶，由浅入深、循序渐进，一步步把学生的思维引导到教学目标上，如图1。

四、问题链设计策略

（一）分析原有认知基础

在学习力概念之前，学生可能已经有了“肌肉张紧后产生了力，只有人和动物才可以产生力”等前概念。学生的这些前概念对正确学习力的概念起到了负面的作用。所以，有必要分析学生的原有认知，探测学生的原有认知方法有直接法和间接法。直接法是通过对学生的直接访谈或测试了解原有认知。间接法是通过查阅有关文献或咨询经验丰富的老教师来了解学生的原有认知。

（二）分析进阶层级和影响因素

影响物理概念学习的关键进阶台阶主要有以下几点：1.错误的前概念根深蒂固，从错误概念转变到科学概念的“台阶”。2.从一系列的现象中抽象概括得出结论的“台阶”。3.通过学科思维才能实现的“台阶”。当然，这些台阶不是一概而论，在不同的知识背景下，影响学习进阶的台阶还可能有其他台阶。

（三）问题链设计步骤

设计步骤 设计思路 注意点第一步 理解目标，根据目标设计核心问题链梳理教学内容与教学目标的关系，核心问题链的功能是承载主干知识。第二步 由核心问题设计次一级问题链，分析合理性核心问题链好比树干，次一级问题链是树枝，教师要处理好知识的呈现顺序和方式，基于最近发展区设计问题第三步 进行问题具体化，展开过程设计分析学生已有认知，学生可能在哪些地方会产生困惑。

五、案例分析

课前：学生玩拉力器、臂力棒等器械。

大家对“力”都很熟悉，我们每天都在用力。

问题1：你能对桌上的气球、弹簧、握力圈、橡皮筋施加力吗？稍后和大家一起分享你是怎么做的。

生：用手压、拉这些物体。

问题2：那是不是只有人才能对物体施力？

生：不是。动物也能，比如狗拉雪橇等。

问题3：如果不用手压气球、拉弹簧，有没有其他办法使气球压扁、弹簧伸长？

生：拿几本书放在气球上面，气球变扁了。把钩码挂在弹簧下面，弹簧也能伸长。

问题4：那只是有生命的物体才能产生力吗？

生：不是，没有生命的物体也能产生力。

教师边提问边将涉及的物体及作用效果进行板书。紧接着，教师将黑板上的“人”“压”“气球”三列用方框圈起来。教师告诉学生，我们可以抽象出“压”这一列方框的共同特征为“作用”。

问题5：同学们思考一下，是什么力？

生：物体对物体的作用。

问题6：力能脱离物体而存在吗？

生：不能。

问题7：一个物体能产生力吗？

生：不能。

问题8：直接接触的两物体之间一定存在力吗？不直接接触的物体之间就没有力的存吗？

生：都是不一定。

问题9：那为什么不一定？

生：因为无法确定物体之间是否有作用。

问题10：那么产生力的条件是什么？

生：要有两个物体，并且这两个物体之间有作用。

问题进阶设置思路：力是初中物理中采用抽象概括的方法建立起来的概念。要使学生正确建立力的概念并非易事。在具体教学中，设计的问题台阶如下：作为教学起点的进阶台阶1是借助常见的具体事物，使学生亲身感受力。进阶台阶2是借助书本、文具盒等无生命的物体产生力，以此改变“只是有生命的物体才能产生力”的错误观念。进阶台阶3是通过板书的感性材料抽象概括出力的概念。进阶台阶4是从产生力的物质性来设置问题，进阶台阶5是从物体间发生“作用”才能产生力的角度来设置问题。这些进阶台阶环环相扣、层层递进，不断激发学生的思维，实现学生对力的概念由感性认识上升到理性认识。

通过平行班的比对，笔者发现基于学习进阶理论的问题链能更好地铺设问题进阶台阶，引导学生深刻理解知识内容，逐步发展学科思维，培养核心素养，能收到良好的教学效果。