基于学习进阶理论 打造物理思维课堂

范昕玥 黄树清

摘   要：以“平抛运动” 为例，依据学习进阶理论打造阶级式思维课堂，使学生在建立平抛运动理想化模型的过程中，学会应用多种物理思想，提升科学素养。

关键词：学习进阶;思维课堂;物理模型

“平抛运动”一节是在学生掌握匀速直线运动规律、自由落体运动规律、运动合成与分解的方法的基础上进一步学习曲线运动，并在逐步深入学习中感受平抛运动理想化模型的建立过程，为之后学习复杂运动做知识铺垫，起到了承上启下的作用，能够帮助学生从直线运动过渡到曲线运动。

本文以“学习进阶”理论从简单到复杂、从单一到综合的进阶过程为指导[ 1 ]，在学生已能够用抽象思维解决问题的基础上，根据《普通高中物理课程标准（2017版）》对于平抛运动一节的内容要求，分为以下四个阶级（见表1）建立思维课堂，并针对其特点对学生进行引导和教学，旨在帮助学生提升科学素养。

1  把握思维起点，认识平抛运动

在学习本节课之前学生对平抛运动等一系列曲线运动比较陌生，若直接给出平抛运动的定义不利于学生理解，这就需要教师进行循序渐进的引导。

把握学生能够分析简单运动这一思维起点，从与平抛运动相关的生活实例入手，激活学生的思维，开始思维的初步进阶（表2）。

【设计意图】利用多媒体游戏创设具体情境，激发学生兴趣，使学生根据事实经验进行思考并尝试解决情境问题，产生由直线到曲线的认知冲突，初步接触平抛运动。再通过提问引导学生对情境中物体的运动情况进行逐步深入分析，使學生先在情境中观察到曲线运动，从而在教师提出的问题中了解理想化处理方法，学会用曲线运动的条件解释平抛运动为曲线运动，并对其产生初步印象，进而将平抛运动情境转化为物理模型，认识平抛运动，掌握建立物理模型的方法。学习进阶如图1所示。

2  搭建思维支架，形成平抛模型

实验探究在平抛运动的教学中是非常重要的环节，但在实际课堂中由于时间等不可抗因素的限制，教师多是提供现成的仪器让学生直接探究平抛运动水平和竖直方向的分运动，实验的探究性有所欠缺，为了更好地发挥实验探究的作用，在有限的条件下教师可以利用平抛运动的分解与合成引导学生自主对多个实验进行串联，感受实验的探究过程，突出学生的主体地位。

通过上一阶段的学习学生已经初步了解平抛运动，接下来需要对平抛运动进行更加深入的探究，在探究前要对学生进行渐进的引导使学生真正理解并掌握探究的方法，从而对平抛运动进行由分解探究到合并探究最终严谨证明的自主实验进阶，使他们掌握并能够应用化曲为直、化繁为简、化未知为已知等多种物理思想，进而搭建牢固的思维支架，如表3、表4、表2所示。

【设计意图】教师的提问和提示能够使学生对平抛运动的分解进行有效的思考，完全理解和掌握将平抛运动分解为竖直方向和水平方向的方法，培养缜密的思维逻辑，感受化曲为直、化繁为简、化未知为已知等物理思想。

【设计意图】先通过教师演示竖直方向的实验，作为学生自主实验前的示范，使学生能够在观看教师实验以及与教师共同完善实验的过程培养严谨的实验态度，学会联系新旧知识进行总结从而得到新的认识。再让学生自主设计实验探究水平方向分运动，培养发散思维和自主探究的能力（表5）。

【设计意图】通过升级实验使学生从直线运动回到曲线运动，强化对曲线运动的认识并利用视频技术对传统实验的过程进行分析，展示出在正常情况下无法观察到的微小变化，帮助学生增强对平抛运动这一抽象模型的认识和理解，使学生留下深刻的印象，严谨证明理论分析的正确性。

整个实验探究的过程步步深入、层层完善，学生需要对设计实验的思维过程进行自我检查、反思和改进，进而突破了教学难点，这能够让学生体会在探索物理规律过程中的细致和严谨，培养大胆质疑精神和创新意识，使学生在实验探究中实现思维的飞跃和升华，最终形成平抛模型。学习进阶如图7所示。

3  应用思维成果，解决平抛问题

例题练习不仅能够培养学生应用模型的能力，同时在解决问题后还能使学生产生学习的成就感，更有动力进行后续的学习。

在上一阶段学生已经建立平抛模型的基础上练习知识水平逐步进阶的习题有助于学生应用和进一步迁移思维成果（表6）。

【设计意图】利用引入环节的游戏情景编写例题进行首尾呼应，同时例题从考察学生的应用模型能力进阶至迁移模型能力最终升级到创新模型能力，难度逐步递增，学生在解答例题的过程中需要从平抛运动的位移关系迁移至平抛运动的速度关系最终根据约束条件进行复杂关系的判断求解，通过难度的递增促进学生开动脑筋，灵活运用所学物理知识解决实际问题。学习进阶如图8所示。

4  升级思维层次，提高科学素养

在教学中，教师始终将学生视为平抛模型的主动建构者，在引导学生进行探索的过程中培养学生创新的能力和勇气，使学生在探索、讨论中感受化繁为简、化曲为直等多种物理思想，并能够在后续的学习中应用这些思想。学习进阶如图9所示。

5  结语

基于学习进阶理论打造的阶级式思维课堂，首先牢牢抓住学生能够对简单的运动进行分析这一起点，通过分析生活中运动实例产生由直到曲的认知冲突，进而通过思考教师提出的进阶问题认识平抛运动，接着进行以学生为主体教师为主导的进阶实验，化曲为直定性分析平抛运动，在此基础上融入视频分析技术由直到曲定量分析平抛运动，培养学生的逻辑思维，并建立平抛模型，再通过解决难度逐渐升级的例题巩固思维成果，使学生能够对所学知识进行迁移应用，最终提升科学素养，得到全面发展。

参考文献：

[1] 吴湘芸.学习进阶：思维课堂发展核心素养的新样态[J].中学数学，2019（7）：83-84.

[2] 中学物理教材编写组.物理必修第二册[M].山东：山东科学技术出版社，2019：43.

[3] 张兆永.创设递进认知情景 提升习题教学效率——以平抛运动为例[J].中学物理教学参考， 2019（22）.