摘 要:在高中物理教學(xué)中,僅圍繞某一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)會使學(xué)生在知識理解上深陷“只見樹木,不見森林”的困境,而基于主題核心概念的中觀教學(xué)設(shè)計(jì)能有效促進(jìn)學(xué)生對核心概念的整體理解。為此,本文以“機(jī)械能及其守恒定律”為例,闡述其學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)思想。
關(guān)鍵詞:主題核心概念;學(xué)習(xí)進(jìn)階;中觀教學(xué)設(shè)計(jì);機(jī)械能
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)11-0066-7
1 問題的提出
教學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程,一般有三種方式:一是指向于整本教材、整個(gè)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)的宏觀安排;二是指向某一課時(shí)、某一概念的微觀層面上的教學(xué)安排;三是介于二者之間的指向于結(jié)構(gòu)化主題學(xué)習(xí)單元的中觀教學(xué)設(shè)計(jì)。
目前,高中物理教學(xué)的設(shè)計(jì)視角大多指向微觀層面,其原因除了教師缺少基于聯(lián)系視角進(jìn)行中觀教學(xué)設(shè)計(jì)的整體觀念外,更重要的原因在于缺乏合適的架構(gòu)組織來統(tǒng)領(lǐng)大量具體概念,從而造成了學(xué)生在整體知識理解上只見“樹木”,不見“森林”的誤區(qū)。
2 核心概念的層次模型及其學(xué)習(xí)進(jìn)階
前些年,美國教育界針對本國科學(xué)課程中“一英里寬,一英寸深”的現(xiàn)象提出廣泛批評,由此催生了《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的重新修訂。新標(biāo)準(zhǔn)的核心思想圍繞少數(shù)核心概念進(jìn)行知識組織,并對核心概念規(guī)定了12年一貫制的學(xué)習(xí)進(jìn)階,以促進(jìn)學(xué)生對核心概念的全面理解。由此,核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階逐漸成為全球科學(xué)教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
關(guān)于核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階,我國科學(xué)教育界在介紹國外相關(guān)研究成果的同時(shí),在核心概念的確定原則、核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階規(guī)劃等方面進(jìn)行了研究,并圍繞核心概念、學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步的實(shí)踐探索,但對科學(xué)概念層次模型尚未達(dá)成共識。在本文中,筆者基于圖1所示的科學(xué)概念層次模型進(jìn)行了實(shí)踐研究。
對于物理學(xué)科而言,在圖1所示的科學(xué)概念層次模型中,居于塔尖的“學(xué)科核心概念”只有“運(yùn)動(dòng)與相互作用”“能量守恒”等少數(shù)幾個(gè),但卻統(tǒng)攝著數(shù)量眾多的抽象概括水平依次降低的“主題核心概念”“重要概念”和“基礎(chǔ)概念”。因此,圍繞核心概念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),首先需要對其組織架構(gòu)關(guān)系進(jìn)行分析,并對“主題核心概念”“重要概念”等下位概念的學(xué)習(xí)序列進(jìn)行合理的規(guī)劃,即對其學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行研究。
目前,關(guān)于學(xué)習(xí)進(jìn)階主要有兩種研究取向,一是基于課程論視角,認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階是符合學(xué)生發(fā)展規(guī)律的概念序列,其研究取向是對核心概念的學(xué)習(xí)序列進(jìn)行宏觀規(guī)劃;二是基于教學(xué)論視角,認(rèn)為學(xué)習(xí)進(jìn)階是描述學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑,是“學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展過程中用以‘踏腳的具體的‘腳踏點(diǎn)”,其研究取向是對具體“腳踏點(diǎn)”進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。顯然,二者雖然研究取向不同,但卻相輔相成,因?yàn)椤皟H有路徑還不足以提供學(xué)習(xí)者認(rèn)知發(fā)展的支撐,需要尋找學(xué)習(xí)者每一次進(jìn)步的‘腳踏點(diǎn),以此幫助學(xué)習(xí)者發(fā)展和完善原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),順利構(gòu)建有意義的認(rèn)知”。
3 圍繞核心概念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的理性思考
基于圖1所示科學(xué)概念層次模型進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),主要有三種取向:一是圍繞學(xué)科核心概念的教學(xué)設(shè)計(jì),它一般屬于課程專家的研究范疇;二是圍繞某個(gè)重要概念、基礎(chǔ)概念的微觀處理;三是介于二者之間、基于主題核心概念的中觀教學(xué)設(shè)計(jì)。由于主題核心概念是聯(lián)系學(xué)科核心概念與重要概念的橋梁,這樣圍繞主題核心概念的教學(xué)設(shè)計(jì),向上可以契合學(xué)科核心概念的學(xué)習(xí)序列,向下可聯(lián)系學(xué)生的思維過程。因此,基于主題核心概念的教學(xué)設(shè)計(jì)是最佳的中觀教學(xué)設(shè)計(jì)方式。
需要指出的是,基于主題核心概念的學(xué)習(xí)路徑不是單個(gè)重要概念學(xué)習(xí)路徑的簡單拼接,因?yàn)橹匾拍铋g的關(guān)聯(lián)方式既是知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分,也是促進(jìn)知識結(jié)構(gòu)化的重要途徑。因此,只有將它們及其之間的關(guān)聯(lián)方式放在系統(tǒng)的高度去統(tǒng)籌規(guī)劃,才能圍繞進(jìn)階層級設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的進(jìn)階路徑。
關(guān)于重要概念間的關(guān)聯(lián)方式,一般有內(nèi)外之分,其中有關(guān)重要概念間的層次關(guān)系、概念屬性以及建立過程間的邏輯關(guān)系屬于內(nèi)在關(guān)聯(lián)方式,而蘊(yùn)含重要概念的建立、應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化主題則屬于一種外在的關(guān)聯(lián)方式。因此,基于主題核心概念學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì),不僅需要對內(nèi)在關(guān)聯(lián)方式進(jìn)行優(yōu)化重組,同樣需要重視結(jié)構(gòu)化主題情境這種外在關(guān)聯(lián)方式的構(gòu)建,以便學(xué)生基于情境獲得知識、應(yīng)用知識,從而在豐富其認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同時(shí),有效培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
4 圍繞主題核心概念教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐研究
在圍繞主題核心概念的教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),還需要把學(xué)科核心概念解構(gòu)成“顆粒度”適中的主題核心概念。在本文中,以學(xué)科核心概念“能量守恒”為例,首先基于科學(xué)層次模型對其組織架構(gòu)關(guān)系進(jìn)行分析,然后探討主題核心概念“機(jī)械能及其守恒定律”的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)。
4.1 “能量守恒”的組織架構(gòu)關(guān)系
“能量守恒”是中學(xué)物理中幾個(gè)學(xué)科核心概念之一,但它卻統(tǒng)攝了Ⅰ中的“主題核心概念”、Ⅱ中的“重要概念”以及若干“基礎(chǔ)概念”,具體的組織架構(gòu)關(guān)系如圖2所示。(注:由于基礎(chǔ)概念數(shù)量較多,圖中沒有列出層次,另外,有關(guān)的電磁場能量也未列出。)
在人教版必修2及選修3系列的相關(guān)章節(jié)中,都是圍繞“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”和“守恒思想”這條主線進(jìn)行內(nèi)容組織的,其中關(guān)于“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”沒有采用新課標(biāo)之前的教材組織方式——在章首直接說明“做多少功,就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化”,而是采用逐級滲透,使學(xué)生在“潤物細(xì)無聲”中體會這一重要思想,具體滲透的章節(jié)如表1。
由表1可知,要實(shí)現(xiàn)對“能量守恒”的深刻理解,“機(jī)械能及其守恒定律”的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
4.2 “機(jī)械能及其守恒定律”單元的教材分析
縱觀圖2中主題核心概念“機(jī)械能及其守恒定律”的“顆粒度”,非常適合單獨(dú)構(gòu)成主題學(xué)習(xí)單元,但人教版教材沒有簡單地按其概念序列進(jìn)行內(nèi)容組織,而是從以下兩個(gè)層面滲透“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”和“守恒思想”的重要主線。
(1)關(guān)于守恒思想的滲透方式
關(guān)于守恒思想,教材按“追尋守恒量(動(dòng)能、勢能間的轉(zhuǎn)化及其守恒猜測)→機(jī)械能守恒定律及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→能量守恒”進(jìn)行組織。在“追尋守恒量”中,以圖3所示的伽利略理想實(shí)驗(yàn)所隱藏的守恒思想為出發(fā)點(diǎn),重現(xiàn)人類追尋能量概念的思維脈絡(luò),初步概括出能量概念,并定義勢能、動(dòng)能,猜測動(dòng)能、勢能在相互轉(zhuǎn)化過程中可能守恒。在“機(jī)械能守恒定律”中,運(yùn)用演繹與歸納的方法建立機(jī)械能守恒定律,并安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生從理論與實(shí)驗(yàn)兩個(gè)層面上體驗(yàn)守恒思想。在單元最后安排“能量守恒定律與能源”,其目的是在更寬廣的知識背景下引導(dǎo)學(xué)生感悟守恒思想,完善能量的知識結(jié)構(gòu)。
(2)關(guān)于“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”滲透方式
關(guān)于“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”滲透方式,教材首先闡述在人類認(rèn)識能量歷史過程中建立了功的概念,并舉例說明如果物體在力的作用下能量發(fā)生變化,這個(gè)力一定對物體做了功,以此強(qiáng)調(diào)“功”與“能”之間相互依存。其次,是在探討重力、彈簧彈力做功特點(diǎn)過程中,建立重力勢能、彈性勢能及其對應(yīng)的功能關(guān)系。最后,是通過“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),初步體驗(yàn)合力做功與質(zhì)量、速度變化關(guān)系,然后運(yùn)用演繹方法建構(gòu)動(dòng)能概念和動(dòng)能定理。
需要指出的是,雖然教材圍繞主線進(jìn)行了精心組織和安排,但我們也注意到,教材中各重要概念之間的聯(lián)系還是比較隱晦的,因而不利于學(xué)生深刻領(lǐng)會主線。另外,基于教學(xué)邏輯考慮,教材沒有更為清晰地體現(xiàn)出“為什么重力做功對應(yīng)重力勢能變化?為什么合力做功對應(yīng)動(dòng)能變化?”同時(shí),在動(dòng)能和動(dòng)能定理的建構(gòu)過程中隱含邏輯問題。
4.3 主題核心概念“機(jī)械能及其守恒定律”教學(xué)設(shè)計(jì)
基于上述思考,在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)路徑時(shí),需要在考慮教學(xué)邏輯的同時(shí),突出重要概念間的內(nèi)外聯(lián)系。為此,我們以伽利略理想實(shí)驗(yàn)及其拓展模型為學(xué)習(xí)主題,構(gòu)建起沿追尋守恒量思維脈絡(luò)的重要概念學(xué)習(xí)路徑圖(見圖4)。
(1)功的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)
如前所述,“功”是一個(gè)極為重要的概念,其重要性體現(xiàn)在“功”“能”兩個(gè)概念的相互依存上。因此,“功”概念的建立必然是與能量轉(zhuǎn)化過程密切相關(guān)。為此,設(shè)計(jì)以下學(xué)習(xí)路徑。
①基于伽利略理想實(shí)驗(yàn)分析,創(chuàng)建功的概念情境
【問題1】在圖3所示的伽利略理想實(shí)驗(yàn)中,物體在A→B及B→C過程中,動(dòng)能和重力勢能如何轉(zhuǎn)化?哪個(gè)力做功?
點(diǎn)評:以理想實(shí)驗(yàn)為學(xué)習(xí)情境,構(gòu)建“功”與“能量”的聯(lián)系橋梁,滲透“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”思想,讓學(xué)生在進(jìn)一步“追尋守恒量”的活動(dòng)中建立功的概念。
②基于伽利略理想實(shí)驗(yàn)的分析,引出一般情況下功的公式推導(dǎo)
【問題2】動(dòng)能、重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的原因是有重力做功,而在圖3所示情況中,重力與位移方向不在一條直線上,那么如何應(yīng)用圖5所示模型中功的計(jì)算公式W=F·l來計(jì)算重力所做的功?由此引入一般作用力做功的等效處理。
③基于實(shí)際實(shí)驗(yàn)分析,鞏固已學(xué)知識,架起聯(lián)系橋梁
【問題3】對于理想實(shí)驗(yàn)而言,物體由A→B、B→C過程中,重力對物體做正功還是負(fù)功?在實(shí)際情況中,物體沿斜面下滑、上升過程還受到摩擦力作用(見圖6),試判斷其運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力做功的正負(fù)。
點(diǎn)評:上述學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的目的除了鞏固已學(xué)知識外,更重要的是為學(xué)生思考“為什么重力做功對應(yīng)重力勢能變化?為什么合力做功對應(yīng)動(dòng)能變化?”等問題構(gòu)建學(xué)習(xí)路徑中的“腳踏點(diǎn)”。
(2)重力勢能的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)
關(guān)于重力勢能概念的建立,教材按“重力做功→重力勢能變化→重力勢能表達(dá)式”流程進(jìn)行內(nèi)容組織,但對尚未建立保守力概念的學(xué)生而言,勢必會產(chǎn)生“為什么僅僅是重力做功對應(yīng)于重力勢能變化,而不是其他力做功?”的疑問,這是重力勢能學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)時(shí)首先需要明確的,然后才能按教材組織方式建構(gòu)重力勢能概念。為此,建議按下述方式設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)路徑。
①基于理想實(shí)驗(yàn)分析,初步建立重力做功與重力勢能變化的對應(yīng)關(guān)系
【問題4】對于圖3所示的理想實(shí)驗(yàn),物體由A→B重力做正功,重力勢能減少,由B→C重力做負(fù)功,重力勢能增加,那么,重力勢能變化的原因僅僅取決于重力做功嗎?其他力做功與重力勢能變化之間有無必然聯(lián)系?要對其進(jìn)行論證,需要對圖3所示模型進(jìn)行怎樣的拓展?
②基于理想實(shí)驗(yàn)?zāi)P屯卣?,論證重力做功與重力勢能變化的關(guān)系
【問題5】對于圖6所示的實(shí)際問題,物體沿A→B→C運(yùn)動(dòng),試將重力、摩擦力做功的正負(fù)及其對應(yīng)過程中重力勢能的變化情況填入表2。
【問題6】若圖3中的物體還受到與運(yùn)動(dòng)方向一致的拉力(見圖7),試將重力、拉力做功的正負(fù)及其對應(yīng)過程中重力勢能變化情況填入表3。
【問題7】觀察以上兩個(gè)表格,探尋重力勢能變化與哪個(gè)力做功相對應(yīng)?并探討構(gòu)建重力勢能表達(dá)式的方案。
點(diǎn)評:以上學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)中,一方面回答了為什么只有重力做功才對應(yīng)于重力勢能變化,從而有效滲透了“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的思想,另一方面也為動(dòng)能概念及其機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)構(gòu)建了“踏腳點(diǎn)”。
③基于一般理想實(shí)驗(yàn)分析,建立重力勢能概念
【問題8】若圖3所示的光滑斜面相對某一平面的高度如圖8所示,試用mg、h1、h2表示出物體A→B及B→C過程中重力做功的表達(dá)式。
【問題9】若將圖3的斜面改為一般的曲面,試運(yùn)用微元法分析重力做功有何特點(diǎn)?如果還是W=mgh1-mgh2形式而與路徑無關(guān),那么,mgh就是一個(gè)僅取決于重力mg和勢h(位置)的物理量,由此,你認(rèn)為mgh表征了什么性質(zhì)的物理量?
(3)動(dòng)能、動(dòng)能定理的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)
關(guān)于動(dòng)能和動(dòng)能定理的建立過程,教材按圖9所示理想模型導(dǎo)出W= mv - mv ,并將其稱之為動(dòng)能定理,但是,仔細(xì)考查其建立過程,需要回答兩個(gè)問題,一是為什么是合力做功對應(yīng)于動(dòng)能變化?二是由此特殊模型導(dǎo)出的結(jié)論具有普遍性嗎?也即其建立過程在邏輯上自洽嗎?為此,建議按下述方式設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)路徑。
①基于理想實(shí)驗(yàn)分析,猜測合力做功與動(dòng)能變化的對應(yīng)關(guān)系
【問題10】在圖3所示的理想實(shí)驗(yàn)中,物體由A→B、B→C中,由于重力做功導(dǎo)致動(dòng)能變化,其重力做功即為合力做功,那么,是否是合力做功對應(yīng)于物體的動(dòng)能變化呢?要對其進(jìn)行論證,應(yīng)對圖3所示裝置進(jìn)行怎樣的拓展?
②基于拓展模型分析,論證合力做功與動(dòng)能變化的對應(yīng)關(guān)系
【問題11】對于圖6所示的實(shí)際問題,物體由A→B→C運(yùn)動(dòng)過程,試將重力、摩擦力及合力做功W的正負(fù)及其對應(yīng)過程中動(dòng)能變化情況填入表4。
【問題12】若物體按如圖7所示的方式運(yùn)動(dòng)(物體在右側(cè)斜面上做減速運(yùn)動(dòng)),試將重力、拉力及合力做功的正負(fù)及其對應(yīng)過程中動(dòng)能變化情況填入表5。
【問題13】綜合上述兩個(gè)問題,你認(rèn)為動(dòng)能變化是由什么力做功引起的?
點(diǎn)評:以上學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì),一是滲透“功是能量轉(zhuǎn)化量度”的思想,二是回答了“為什么是合力做功對應(yīng)于動(dòng)能變化”的問題。
③構(gòu)建一般模型探究動(dòng)能變化規(guī)律
相比于重力做功與重力勢能變化的關(guān)系探究,合力做功與動(dòng)能變化關(guān)系更為復(fù)雜,因?yàn)槲矬w所受合力有恒定、分段變化和連續(xù)變化之分,而我們又無法在高中階段按一般演繹推理方式dW=F·dx、F=ma推得W= mv - mv ,這樣,要構(gòu)建合力做功與對應(yīng)能量變化關(guān)系,就需要分別基于直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)中不同的作用模型進(jìn)行分類探索。為此,我們設(shè)計(jì)了圖10所示的學(xué)習(xí)路徑。
需要說明的是,在上述學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)中,重點(diǎn)是構(gòu)建直線運(yùn)動(dòng)中的關(guān)系式W= mv - mv ,對于曲線運(yùn)動(dòng),可由微元法及變力作用模型簡要說明其結(jié)論仍為W= mv - mv 。至于具體的問題設(shè)計(jì),參見文獻(xiàn)[7]。
點(diǎn)評:在學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)中,分別應(yīng)用分類、演繹、歸納等科學(xué)方法建立起普適功能關(guān)系W= mv - mv ,由此再類比于重力做功與重力勢能變化關(guān)系,則可建立起動(dòng)能概念、“發(fā)現(xiàn)”動(dòng)能定理,并很好地解決了教材中隱含的邏輯問題。
(4)機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)
關(guān)于機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì),教材先以光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的物體為研究對象,運(yùn)用動(dòng)能定理論證其機(jī)械能守恒,然后對物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行研究,歸納出機(jī)械能守恒定律。單純就機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì),這樣安排無可非議,但是將其置于主題核心概念建構(gòu)這一系統(tǒng)上考查,則不利于學(xué)生從總體上感悟守恒思想。為此,建議按下述方式設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)路徑。
①基于理想實(shí)驗(yàn)分析,猜測機(jī)械能守恒條件
【問題14】對于圖3所示的理想實(shí)驗(yàn),小球好像具有“記憶”功能,試用動(dòng)能定理分析A→B、B→C過程中機(jī)械能變化情況,說明小球“記住”了什么?這種“記憶”是否需要什么條件?比如:有摩擦力作用時(shí),是否還有這樣的“記憶”能力?
②基于拓展模型分析,歸納機(jī)械能守恒條件
【問題15】對于圖6所示的實(shí)際問題,試將重力、摩擦力做功正負(fù)與機(jī)械能變化情況填入表6。
【問題16】對于圖7所示的光滑斜面,并受到與運(yùn)動(dòng)方向一致的拉力作用,試將重力、拉力做功正負(fù)及其對應(yīng)過程中機(jī)械能變化情況填入表7。
【問題17】 綜合上述兩個(gè)問題,探討單個(gè)物體與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件,并寫出圖3所示理想實(shí)驗(yàn)中物體機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式。
點(diǎn)評:按上述方式設(shè)計(jì)機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)路徑,按“追尋守恒量”中的猜測達(dá)到機(jī)械能守恒的理性認(rèn)識,實(shí)現(xiàn)了“追尋守恒量”認(rèn)識過程的螺旋式上升,同時(shí),又有效建構(gòu)機(jī)械能守恒的條件,加深對守恒思想的領(lǐng)悟。
(5)功能關(guān)系的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)
在人教版教材中,出于認(rèn)知水平考慮,沒有安排除了重力以外的力做的功等于物體機(jī)械能變化這一重要功能關(guān)系,但在上述方式學(xué)習(xí)路徑中,此類功能關(guān)系分析是深刻領(lǐng)會機(jī)械能守恒定律的“踏腳點(diǎn)”,這樣,只需對上述學(xué)習(xí)活動(dòng)中的問題15、16中摩擦力、拉力做功與機(jī)械能變化關(guān)系進(jìn)行顯性化處理,闡述其物理意義并推廣至一般性結(jié)論,則可構(gòu)建起上述功能關(guān)系,具體過程從略。
綜上所述,對于主題核心概念“機(jī)械能及其守恒定律”的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì),追求的不是每個(gè)重要概念的最佳進(jìn)階路徑,而是按追尋守恒量的思維脈絡(luò),通過對伽利略理想實(shí)驗(yàn)及其拓展模型功能關(guān)系的分析,從中觀層面上統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程及其重要概念間的關(guān)聯(lián)方式,構(gòu)建起圍繞主題核心概念的最佳進(jìn)階路徑。
參考文獻(xiàn):
[1]林雪敏.核心概念的確立原則及教學(xué)策略初探[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2015,41(11):7—10.
[2]范增.我國高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階研究[D].重慶:西南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2013.
[3]王較過,趙萍萍.概念圖在中學(xué)物理核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階中的應(yīng)用[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2015,41(11):2—6.
[4]張穎之,劉恩山.科學(xué)教育中科學(xué)內(nèi)容知識的結(jié)構(gòu)[J].課程·教材·教法,2013,33(10):47—51.
[5]張玉峰,郭玉英.科學(xué)概念層次分析:價(jià)值、變量與模型[J].物理教師,2015,36(11):2—10.
[6]翟小銘,郭玉英,李敏.構(gòu)建學(xué)習(xí)進(jìn)階:本質(zhì)問題與教學(xué)實(shí)踐策略[J].教育科學(xué),2015(4):47—51.
[7]周棟梁.再論“動(dòng)能 動(dòng)能定理”的高端備課[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2015,41(10):17—19.
(欄目編輯 鄧 磊)