初高中物理教学衔接策略及实施*——指向学科核心素养提升

□郭本刚

（江苏省震泽中学，江苏苏州 215200）

《普通高中物理课程标准（2017 年版）》指出，高中物理课程旨在进一步提升学生的物理学科核心素养，在义务教育的基础上，帮助学生从物理学的视角认识自然、理解自然.由此可见，指向学科核心素养提升的初高中物理教学衔接是高中物理教学的重要研究课题，是教师必须关注的现实问题.

一、研究目标及现状

（一）研究目标

初高中物理“教学衔接”不同于“衔接教学”，具有全面性和长期性，旨在使高中物理教学更加贴近学生的元认知水平.从初中到高中，物理观念的层次水平和科学思维的品质要求出现了跨度，教师应依据学生的已有认知确定教学目标、内容和方法，实现从原始问题到物理模型、从模糊到形象、从形象到抽象、从具体到逻辑、从定性到定量、从宏观现象到微观机理等的转变，为学科核心素养提升的质变做好量的积累.

（二）研究现状

当前，有很多论文研究了初高中物理教学衔接，主要集中在这四点:1.必要性和现实性的研究；2.影响学生跨越台阶的因素之研究；3.缩小初高中衔接台阶的教学策略之研究（新旧知识的同化和顺应；从目标、知识、方法、能力和情感等方面的衔接提出策略等）；4.衔接要求下教学理念的转变（培养科学探究的意识，使学生自主、可持续地发展等）.而指向学科核心素养提升的研究较少.

二、教学策略

经过实践，笔者认为指向学科核心素养的初高中物理教学衔接可采用如下策略:在深度学习理论的指引下，通过情境式问题的解决，引导学生在自主反思中联通式地重新建构和整合建构.

（一）深度学习理论的指导性意义

深度学习强调运用高阶思维批判性地学习新的思想和事实，提倡整体性联通新旧知识进行重新建构，重视在情境问题解决中提升学生的创造性，突出元认知理论在学习调控中的作用[1].深度学习理论对本研究具有指导性意义，指引着教学设计和实施:

1.以“基于设计的学习”为教学设计的原则，教学任务要有利于知识整合和引发反思，帮助学生创建逻辑联系.

2.以“生成性学习”为教学实施的方式，以学生自主建构作为学习基础，帮助学生对已学知识形成更深刻的理解，引导学生整合建构各部分知识和新旧知识.

（二）挖掘情境问题，设计深度学习任务

情境问题式教学指创设形象的典型情境，在以教师为主导、学生为主体的问题设计和解决中调控学习过程，在师生互动和双向交流中激发学生学习积极性的教学方式.教学中需注意:

1.指向学生物理学科核心素养的层次进阶.问题必须基于学生的元认知水平，即已达层次，还要指向学生的最近发展区，即期望进阶的层次.

2.便于学生进行自主反思和重新建构.深度学习下的建构主义强调以学生现有经验作为新知识的生长点，所以情境可以源于初中教材和教学，要通过问题链不断启发学生，问题设计也要注意思维深度.

（三）在反思型教学中解决情境问题

反思性思维要求学生将自身作为反思的对象，通过持续的思考不断调整自己的思考和行动[2].教师若具有反思意识，对日常教学进行常态化反思，并作修正、拓展、加深和前后的联系、对比，将对学生产生潜移默化的影响.

反思型教学不同于反思性教学，其反思主体不是教师而是学生，指教师提供情境，并适时、适度地引导学生通过自主反思解决情境问题，从而实现重新建构和整合建构.在深度学习理论的指引下，反思型教学与情境问题式教学相配合，可以为学科核心素养提升提供持续的量的积累.教师创设的反思情境，要明确指向教学目标的主要研究因素，要便于抽象成物理模型，要有足够的反思价值和研究空间.反思型教学可借鉴反思性教学的研究成果，如:不仅要回顾过去还要指向未来，并在自省的基础上更新、提升；强调积极、自觉态度下的探究精神，强调师生、生生间的合作和对话，注重元认知理论和批判理论的应用；等等.

三、教学案例

下面就高中物理“磁感应强度”和“光的折射——折射定律”的教学设计和实施，来具体阐述上述教学策略.

（一）“磁感应强度”的教学衔接：从核心概念的整合建构到物理观念的层次进阶

“磁感应强度”是“运动与相互作用观”下的次一级核心概念，与“电场强度”一起，帮助学生在体验相互作用和能量中，自觉接受“场”的观念.

教学前，教师应调研学生在初中学过的磁场知识和形成的观念，并对照课标判断学生在物理观念上已达到的水平.一般而言，学生在初中已经初步认识到磁场是客观存在的物质，由磁体或电流产生，对处于其中的小磁针和通电导线有力的作用，并初步了解了安培定则和磁感线.但是，这些认识尚停留在定性层面，不够深入和全面，在物理观念上只达到了水平2，高中教学的期望是达到水平4甚至水平5.

为实现上述目标，教师可引导学生在反思中解决两大问题:一是寻找初中学习中产生的有待解决的疑问，进行定量的深入探究；二是与电场、电场线对比，在比较中形成更加系统、深刻的认识，提升有关“场”的物理观念.为帮助学生将碎片化的知识凝练、升华成物理观念，笔者设置具体情境，引导学生在反思中提出并解决以下问题:

问题1：你接受初中“磁场是客观存在的物质”这个观念吗？

（从相互作用的角度，感知这一看不见、摸不着的施力物体，类似于电场）

问题2：电场在力方面的性质用电场强度描述，磁场可以类比它建立相关概念吗？

（方向上，类比正电荷所受电场力方向为场强方向，用小磁针N极所受磁场力方向作为该点磁场方向；强弱上，类比用试探点电荷所受电场力大小与电荷量的比值定义电场强度，用很小的电流元所受磁场力大小与电流元的比值定义磁感应强度）

问题3：在上述定义中你能体会到什么区别？

（电荷放入电场中一定受电场力，但电流元放入磁场中不一定受磁场力）

问题4：定义磁感应强度时为何强调“电流元”？

（否则，要考虑导线各处所在位置的磁场强弱和方向以及与磁场的夹角的不同，除非通电直导线处于匀强磁场中）

问题5：电场力与电荷、场强两方面因素有关，通电直导线在匀强磁场中所受磁场力与哪些因素有关呢？

（引出安培力方向的探究，引导学生从平行和垂直两种特殊情况过渡到一般情况，并通过矢量分解化归到特殊）

问题6：磁感线在初中基础上还有什么值得深入探讨？

（初中阶段只强调方向而不提磁场的强弱，没有探讨条形磁铁内部的磁感线情况，没有研究环形电流形成的磁场的磁感线）

问题7：静电场中引入了电势，电容器储存电荷的同时储存了电场能.在磁场中，能引入磁势和磁场能的概念吗？

（不能引入磁势，势沿着力线降低，而磁力线是闭合的，倘若引入则某点的势无法确定；磁场作为客观存在的物质是有能量的，通电线圈的电流增大时储存磁场能，减小时释放磁场能，待学习自感时会有更直观的感受）

问题8：以磁感应强度为核心概念，将磁场的知识整合到一起，形成系统阐述和物理观念，如图1所示.

图1 以磁感应强度为核心的概念图

上述问题可以带领学生在知识获得的连续性发展[3]中将研究推向深入和宽广，帮助学生联通新旧知识、各部分知识，从而整合建构，实现物理观念层次水平的进阶.

（二）“光的折射——折射定律”的教学衔接：在科学探究中提升学生的学科核心素养

“折射率”在几何光学和波动光学中都扮演着重要的角色，是光学的核心概念，很多概念和规律都可以在它的基础上生成，且对物理观念的层次进阶也有很大作用.同时，“折射率”概念的建立与“折射定律”规律的探究过程同步，对科学思维的品质提升很有帮助.

笔者基于学生的初中基础，鉴于“测定玻璃砖的折射率”的实验操作并不复杂，将其整合到“光的折射——折射定律”的教学中，其流程为:通过具体的情境问题回顾初中基础（光的折射现象和定性特点）→回顾初中玻璃砖实验，引导学生提出问题、形成假设、制定方案→学生进行分组实验，获取数据；教师收集数据，验证猜想，得出结论→归纳、总结出折射定律和折射率，探讨概念的内涵和外延并加以应用→与衔接原点对接，解释初中教材上的情境问题，作图分析、定量计算.

教师可将各组同学的数据汇总输入Excel表格（由于各组玻璃砖相同，相当于一组学生做了多次实验），探究出折射定律，并提出折射率的概念.苏教版义务教育教科书《物理》（八年级上册）的这一节有很多资源可以加以利用，例如:利用玻璃砖探究过光的折射特点，可在回顾后提出更深入的探究任务；课本第80页“观察光斑的移动”图可用于课题引入，探讨光斑的移动有无定量规律；课本第83页“注水后再次看到硬币”图可改造成计算题，巩固应用；课本第80 页“视深度比实际深度浅”三张图可引出视深度的概念，并引导学生推导垂直看下去的公式.

基于对学生元认知水平的认识，教师可利用上述情境设计出若干略高于学生元认知水平的问题链，逐级递进地引导学生自主反思，实现科学思维的层次由水平2进阶到水平4.

四、结语

要实现指向学科核心素养提升的初高中物理教学衔接，教师需要革新课堂，努力把传统的“展示课”演进为“研究课”，要通过具体课例实践“确定衔接的相对原点→创设反思情境→引导提出反思问题→指导反思策略→总结反思成果→实现终点与原点的对接”的教学模式.教师要在引领科学探究、推理演绎中指导反思策略，引导学生在反思自身、调整方案中推进研究深度和广度.反思成果的总结主体是学生，在师生、生生之间的交流和评价中，学生逐步形成统一认识，自主实现物理观念和科学思维的层次进阶.