运用学习进阶 理顺知识衔接

摘   要：文章在学习进阶理念指导下，以“楞次定律”这一物理概念的学习进程为例，对比人教版高中物理教材与美国高中物理教材《物理：原理与问题》在“楞次定律”的编排中知识点的衔接顺序;分析在难点概念的学习中，基础概念的衔接顺序带来的不同教学思路;探究教材中知识点衔接顺序问题给教学造成的教学难点。旨在为高中一线教师的课堂教学提供参考思路，为教研工作者提供研究方向，进而为学生物理观念的形成和核心素养的培养提供一些帮助。

关键词： 学习进阶;楞次定律;知识点衔接;教学难点

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2020）7-0019-4

《新一代科学教育标准》（next Generation science standards）核心内容之一是学习进阶。概念进阶是学习进阶的知识基础，它描述的是对某一核心概念的连续且有层次的发展路径。概念学习进阶关注核心概念的发展，使学生在原有认识的基础上，发展学科思维的方式，逐步形成对物质世界的整体认识[1]。物理学科是由众多基础概念有机组成的，学习物理是一个循序渐进的过程。在教学过程中，教师需将零散的基础概念整合为主题概念，再整合为学科核心概念，使学生学习的零碎物理片段有机地整合起来，形成一个系统的整体，同时有助于学生物理观念的形成以及物理学科核心素养的提高[2]。

本文选择美国高中物理教材中认可度较高的《物理：原理与问题》（下文简称《原理》）与国内教材中适用范围较广的人教版高中《物理》进行对比（下文简称《人教版》），在学习进阶理念指导下，以“楞次定律”这一物理概念的学习进程为例，对比两本教材在“楞次定律”的编排中知识点的衔接问题，探讨因教材编排给教学提供的教学难点。

1    关于教材中知识点间衔接顺序重要性的讨论

结构主义教学观认为，教材的展开方式要符合儿童的心理发展规律，提倡螺旋式教材编写方式。如何使得知识点之间的衔接台阶更小，学生更容易接受，更有助于构建物理知识体系等问题，一直是教学上备受瞩目的热点难题。涉及到多个知识点的衔接，学生就容易出现知识点混淆、主要概念模糊等问题，给教学带来了极大的障碍。

不同版本的教材对于科学概念的处理方式不同，而在实际教学过程中教师只是凭经验处理教材来授课教学，缺少对不同版本教材的比较思考和质疑批判，这便使得在对科学概念的处理上显得单调而片面化，很容易出现科学知识繁多零散、不易识记等教学难点。若想达到对科学概念的有效整合，教师应该在授课前对不同的教材衔接编排进行分析，在学生已有的台阶上设置适当的进阶，从而达到预期的教学目标。

“楞次定律”一课在高中物理教学中既是教学重点又是教学难点，同时也是高考的热门考点之一，作为“电磁感应”主概念下的次级概念，学习好“楞次定律”对于“电磁感应”概念的巩固至关重要，更是对之后的电磁感应应用的学习起到关键作用[3]。“楞次定律”本身是一个综合性较强的概念，它涉及多个知识点，要求学生对电流的磁效应、右手定则、磁通量、磁通量变化率、感应电流、感应电动势、电源电动势等概念进行区分与衔接，由于涉及的知识点繁多而让学生头晕脑胀，对于“楞次定律”的概念也只停留在死记硬背“口诀”的层面上，对于物理学观念的形成造成了极大的阻碍。教材在对于复杂问题的解决上并没有将问题的本质联系清晰描述，那么就需要教师在备课时发现并挖掘知识点之间的衔接問题，根据学生的需要，寻找最适合的知识衔接手段与顺序，在课堂上引导学生利用恰当的科学思维做推导，帮助学生构建物理模型，从而理解物理概念，形成物理观念。

2    概念学习的进阶分析

应用学习进阶理念分析教材各知识点之间的衔接关系，需要把“楞次定律”章节学习前学生已有的知识结构以及学生的思维特点设置为研究的进阶起点，进而结合课标要求学生的实际情况确定该阶段学生需要对概念的掌握程度作为教学的预期目标，即进阶的终点。对两本教材学习“楞次定律”的教学思路、切入角度、表述形式、课堂手段等进行对比，分析各教材在各个部分给学生制造的学习“台阶”高度以及“台阶”个数，从中分析教材为学生在学习楞次定律的过程中“制造”了多少难点。

2.1    起点与预期目标分析

中美的教学理念有所不同，教材中我们可以很明显地看到，对于同一个知识点，两本教材的处理手段截然不同。所以在学习“楞次定律”章节前，学生的已有知识是不同的，表1罗列出了学生的进阶起点，即学生已有的知识结构以及学生的思维特点。进阶终点即预期的教学目标为学习“楞次定律”的定义，学会应用“楞次定律”判断感应电流的方向。

2.2    知识点衔接顺序不同，引入角度不同

由表2可以看出，两本教材在“楞次定律”正式学习前的铺垫并不一样，各个知识点间的衔接顺序不同导致了之后学习“楞次定律”的切入角度以及分析角度的不同。如果以《人教版》的知识点衔接顺序作为基准，则为“电磁感应现象—感应电流—磁通量变化—楞次定律—右手定则（第四类右手定则）—感应电动势”。《原理》中的知识点衔接顺序为“电磁感应现象—感应电流—第四类右手定则—感应电动势—楞次定律”。《人教版》在设计思路上是以感应电流为中心，先是通过实验探究得到感应电流的产生条件，即闭合回路在变化的磁通量中可以产生感应电流，进而再进一步提问感应电流的方向是怎么样的，由此引出后来的探究。《人教版》在前面两节的学习中所涉及的知识点并不多，对于学生来说难度也不大，但是到了第三节的“楞次定律”，涉及到实验探究、归纳总结、思维对象转换等内容，就大大加大了学生的学习负担。在“楞次定律”章节学习前，学习难度“台阶”大幅度提高，这是造成学生学习难点的原因之一。

《原理》对于知识点学习梯度的把握是比较好的，全章的难度呈现螺旋上升的趋势，有难度却不会让学生觉得突兀。但在单个基础概念的衔接上，《原理》的逻辑性就没有这样流畅，以“法拉第电磁效应”实验为开始，学习了感应电流，为了确定感应电流的方向，介绍的第四类右手定则（右手定则），由问题引出对引起感应电流的电压是如何产生的，进而学习感应电动势，最后在切入“楞次定律”学习时，不同于《人教版》，由力的角度引入。教材在难度上各个部分“台阶”相似，难度跨度不大，学生在学习“楞次定律”时自然不会觉得难。但是我们可以发现，《原理》在这部分的教学手段多以讲授为主，学生的科学思维难以得到培养。

2.3    知识点衔接顺序不同，进阶跨度不同

表3是两本教材在学习“楞次定律”时的教学过程对比。《人教版》延续前两节的教学模式，以实验为教学手段，通过对比四组条形磁铁在线圈内的运动，学生通过观察电流表可以看到感应电流的方向。教学从感应电流方向开始，进而引入磁通量变化情况、感应电流的磁场等概念作为中间的转换，最后等效为“要想知道感应电流方向与什么有关，需总结磁通量变化与感应磁通量变化的关系”。对于学生而言，几个抽象概念之间的切换思考难度较大，学生需要引入多个物理量进行思考，期间还要不断转换比较对象，这与前两节的教学难度跨度相差较大，学生自然难以理解，进而造成难点。

在《原理》中，教材的学习方法并不是实验法，而是传统的教授模式，从力的角度出发，这个角度虽然与前面的研究中心有所区别，但力的作用效果是可以直观看清的，对于学生而言，无形中减低了一点难度。学生已经学过了右手定则，在已知磁场方向与导线运动方向的情况下可以判断感应电流方向，难度不大;由前一章节的知识可以知道导线受到力的作用，同样应用已学知识，可以判断力的作用向左，与运动方向相反。按照类似的原理分析几个简单例子，学生可以发现这个力的方向总是阻碍导线运动。在整个教学过程中只涉及两步分析，对于学生而言难度不大，且达到了预期的目的。

3    教学建议

3.1    有效梳理知识点衔接，攻克难点知识

几个知识点中，关系最多且复杂的要数“楞次定律”。对于这样的难点知识，在学习中不同的教材应对方法不同，学生在学习中的难度跨度也不一样。《人教版》利用实验从磁通量变化的角度进行分析，这是属于微观层面。学生习惯了直观、具体的事物，对于磁通量这样没有具体事物的抽象概念，学生在理解上会更吃力些，再加上还要结合其他几个感应电流、原磁场、感应磁场几个抽象概念分析，难度不言而喻。《原理》考虑到学生的应用直观性比抽象思维更容易理解复杂事物，从受力的角度学习“楞次定律”，通电导线是宏观物质，形象具体，学生在分析受力时很容易便引出了阻碍作用，理解了“楞次定律”。

3.2    有效梳理知识点衔接，学习重要概念

在知识框架中我们可以将概念分为学科核心概念、主要概念、重要概念、基础概念。上层概念是由基础概念的拼接结合形成的，而在这个过程中，教师应该寻找最适合学生学习的衔接顺序，在构建知识框架时更有利于学生将已有知识应用到新知识的学习中，进而吸收新知识，形成自己的知识网络图。在学习进阶的过程中，注重学生的“台阶”跨度，合理安排知识点的难易程度，衔接逻辑符合科学探究的精神，在知识点重构的基础上使学生更好地形成物理观念，培养学生的物理学科核心素养。

3.3    有效梳理知识点衔接，培养科学思维

在重组知识点的同时，教师应该把握以学生为主体、教师为主导的基本原则。在《原理》中，这样的知识点衔接顺序固然可以使得“楞次定律”的学习难度减低，但在学习的過程中，教师很容易形成应试教育的灌输式教学，将知识零散地结合，忽略了学生科学思维的培养，这样的教学模式也只是降低了知识的学习难度。教师在备课的过程中，应该理性思考，多本教材参读，结合学生的自身需求进行知识点重组，应用科学探究手段，以培养学生物理观念、科学思维为根本设计教学。

参考文献：

[1]何春生，郭玉英.基于学习进阶的课堂教学设计与实践 ——以“功”为例[J].物理教师，2016，37（10）：23-27.

[2]邓丽平，郭晨跃，王永辉.关注物理概念进阶 发展学生核心素养——以北师大版初中物理教材为例[J].基础教育课程，2015，158 （7）：73-75.

[3]朱向阳，施朝群.“楞次定律”教学探讨与实验设计[J].物理实验，2010，30（6）：20-23.

（栏目编辑    刘   荣）

收稿日期：2020-05-19

作者简介：马北河（1977-），男，中学高级教师，主要从事中学物理教学研究，曾获教育教学成果国家二等奖。