高可颯　鄭淵方

【摘要】以與電路相關(guān)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)為“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的研究變量，按照初中階段、高中階段中的成就水平，對(duì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行整理，并結(jié)合安德森等人的認(rèn)知過程類別劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行分類.根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析不同階段的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)階特征和電路主題爬坡式進(jìn)階模式，并以高中階段為例，進(jìn)行進(jìn)一步的解釋說明，以期給教師提供一定的教學(xué)參考.

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)進(jìn)階;學(xué)習(xí)表現(xiàn);電路主題

學(xué)習(xí)進(jìn)階最早是由美國在2007年提出，學(xué)習(xí)進(jìn)階是對(duì)學(xué)生進(jìn)行長期學(xué)習(xí)的過程中其思維方式越來越復(fù)雜的描述[1].

理清不同學(xué)習(xí)主題學(xué)習(xí)進(jìn)階的主要內(nèi)容，結(jié)合課標(biāo)要求，教材編排體系特點(diǎn)、學(xué)生實(shí)際、聚焦主題分版塊并進(jìn)行研究.教師通過對(duì)不同階段學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究，不僅可以有效把握學(xué)生在每個(gè)階段的情況，而且能夠根據(jù)學(xué)生的情況更好地進(jìn)行因材施教[2].

本文基于課程標(biāo)準(zhǔn)，以電路主題作為研究的進(jìn)階變量，對(duì)電路主題的相關(guān)學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行整理和分類，并以高中階段對(duì)電路主題的學(xué)習(xí)的內(nèi)容為例，進(jìn)一步解釋說明高中階段應(yīng)達(dá)到的水平.

1 電路主題下不同成就水平的學(xué)習(xí)表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)

從初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)和高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中選取相應(yīng)的課程內(nèi)容作為學(xué)習(xí)內(nèi)容.為了更準(zhǔn)確地描述學(xué)習(xí)表現(xiàn)的進(jìn)階水平的分級(jí)，采用了安德森等人在《布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué) 分類學(xué)視野下的學(xué)與教及其測評(píng)》一書中使用的認(rèn)知過程類別.并在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》[3]和《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修改）》[4]中找出與電路主題有關(guān)的“課程內(nèi)容”，作為相對(duì)應(yīng)兩個(gè)階段學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容.并根據(jù)安德森等人的認(rèn)知過程類別劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行分類.為了便于統(tǒng)計(jì)，將電路主題又細(xì)分為不同的小主題.

為了更準(zhǔn)確地描述學(xué)習(xí)表現(xiàn)的類別，在這里并沒有統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)習(xí)表現(xiàn)類別的數(shù)量，因?yàn)閿?shù)量的多少并不能體現(xiàn)其表現(xiàn)水平的高低，因此在這里使用不同類別的學(xué)習(xí)表現(xiàn)類型所占的比例來說明表現(xiàn)水平的高低.

在認(rèn)知過程中，學(xué)習(xí)表現(xiàn)所占的比重越大則其級(jí)別越高，相對(duì)應(yīng)的水平也就越高[5].電路主題下的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示.

從圖1可以看出，初中階段以舉例、分類等較高水平的認(rèn)知過程為主;高中階段中更高水平的應(yīng)用類學(xué)習(xí)表現(xiàn)（執(zhí)行、歸因）占比明顯增多.從學(xué)習(xí)表現(xiàn)類別占比變化上看，從初中階段到高中階段，學(xué)習(xí)表現(xiàn)的水平不斷提高，符合“學(xué)習(xí)進(jìn)階”理念.

2 電路主題下“學(xué)習(xí)進(jìn)階”模式分析

為了研究電路主題的“學(xué)習(xí)進(jìn)階”模式，采取了坐標(biāo)圖示的方式來進(jìn)行分析（如圖2所示）

電路方面的內(nèi)容，主要涉及初中和高中兩個(gè)階段.從圖2可以看出，電路主題的“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的模式類似為爬坡式.

2.1 橫向分析

從橫向來看，對(duì)電路主題下同一個(gè)小主題進(jìn)行學(xué)習(xí)，從初中到高中階段，對(duì)知識(shí)的掌握程度不斷深入.

在初中階段，在明確電路的組成需要電源、開關(guān)、用電器之外，理解電路中電壓、電流和電阻的基本含義，并會(huì)對(duì)它們進(jìn)行簡單的應(yīng)用; 再到高中階段，對(duì)于組成電路的每一個(gè)元器件都如數(shù)家珍.

雖然對(duì)電路的學(xué)習(xí)跨度相對(duì)較長，但是符合我們對(duì)于知識(shí)的認(rèn)知發(fā)展水平，其思維也在這個(gè)過程中不斷得到鍛煉.也體現(xiàn)了基本核心知識(shí)的不斷進(jìn)階，從記憶到理解再到應(yīng)用，其所對(duì)應(yīng)的認(rèn)知水平也是不斷提高的.學(xué)生對(duì)核心概念的理解不是突然形成的，萬丈高樓平地起，學(xué)生對(duì)概念的掌握需要一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，是一個(gè)由簡單到復(fù)雜的過程，對(duì)相應(yīng)知識(shí)理解也是逐步掌握.

隨著學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行，學(xué)習(xí)內(nèi)容不斷深入，對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)的表現(xiàn)水平也不斷提高.與此相對(duì)應(yīng)的教師的教也要符合的學(xué)生的進(jìn)階發(fā)展水平，使教師的教和學(xué)生的學(xué)達(dá)到一種相得益彰的效果.

2.2 縱向分析

從縱向來看，在初中階段，以理解基本概念和進(jìn)行簡單的實(shí)驗(yàn)為主，并能夠進(jìn)行簡單的知識(shí)總結(jié).在這一部分首先理解基本元器件的概念和含義，其次是會(huì)看、會(huì)畫簡單的電路圖，最后能夠運(yùn)用歐姆定律和簡單的焦耳定律.并且在這一階段，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中逐步體會(huì)到串并聯(lián)電路中電流、電壓是按照什么進(jìn)行分配的.

高中階段是在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上不斷深化對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)，首先是對(duì)電流的產(chǎn)生及其本質(zhì)的理解，其次是對(duì)更加復(fù)雜電路的分析，能夠?qū)﹂]合電路歐姆定律和焦耳定律有更加深入的理解，最后，能夠?qū)ξ⒂^條件下電流的定向移動(dòng)有更深入的認(rèn)識(shí).可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)表現(xiàn)水平相較于初中階段有明顯的提高[6].

從學(xué)習(xí)電路主題的主要內(nèi)容來看，每個(gè)階段進(jìn)行學(xué)習(xí)，基本都是由小概念到大概念來進(jìn)行的.

學(xué)生在對(duì)電路主題的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中，其先主要認(rèn)識(shí)電路的基本要素：電流、電壓和電阻.接著在認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)之上，又學(xué)習(xí)電路的組成方式、串并聯(lián)電路、電路的特性、歐姆定律、焦耳定律和電源電動(dòng)勢的相關(guān)內(nèi)容.其學(xué)習(xí)過程符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平，也使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加得心應(yīng)手.

學(xué)生在初中和高中這兩個(gè)階段的學(xué)習(xí)過程中，每一個(gè)階段都會(huì)接觸到這些知識(shí)，體現(xiàn)著知識(shí)的進(jìn)階.同樣的，在這兩個(gè)階段中知識(shí)難度及學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的理解程度也在不斷發(fā)生著改變.

由此可見，學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)的過程中不斷體現(xiàn)著學(xué)習(xí)進(jìn)階.在學(xué)習(xí)進(jìn)階的過程中，學(xué)生的各項(xiàng)能力得到鍛煉與提高.

因此，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可依據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)電路主題時(shí)應(yīng)達(dá)到的知識(shí)水平對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的測驗(yàn)，以便于用來確定學(xué)生處于電路主題學(xué)習(xí)的哪個(gè)層級(jí)，基于學(xué)生的水平，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì).

3 對(duì)高中階段教學(xué)的啟發(fā)

在高中階段，對(duì)電路方面的更深層次的認(rèn)識(shí)是在基于電場知識(shí)基礎(chǔ)之上的，物體帶電的本質(zhì)是電荷的轉(zhuǎn)移.

電荷能夠在它的周圍產(chǎn)生電場，在電場之中，電荷與電荷之間會(huì)相互作用.接通電路的那一瞬間，在整個(gè)電路中會(huì)迅速建立電場，處于電路中的電荷將在電場的作用下開始定向運(yùn)動(dòng)并形成電流，局部電路中的變化往往會(huì)對(duì)整個(gè)電路中的電流和電壓的分配造成影響，牽一發(fā)而動(dòng)全身.

通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比.對(duì)導(dǎo)體電阻來說主要是受其長度、橫截面積和材料的影響.

串聯(lián)分壓并聯(lián)分流，并且在串聯(lián)電路中總電阻等于各部分電阻之和，并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各部分電阻的倒數(shù)之和.當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，它與電流的平方成正比、與導(dǎo)體的阻值和通電時(shí)間成正比.

電功率能實(shí)現(xiàn)電路中能量轉(zhuǎn)化的定量分析，其大小等于電勢差與電流的乘積.電功率與通電時(shí)間的乘積即為消耗電能的總量.

基于此，在這部分學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)要求學(xué)生在掌握電流的宏觀意義的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步掌握電流的微觀意義，并要求學(xué)生理解無論是哪一部分電路的變化，都會(huì)對(duì)整個(gè)電路造成影響.

應(yīng)盡量地掌握歐姆定律，掌握串并聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)，會(huì)計(jì)算電功率.用電場的概念繼續(xù)加深學(xué)生對(duì)電流的產(chǎn)生及其本質(zhì)的理解.

處于高中階段的學(xué)生可以掌握焦耳定律并對(duì)電阻定律有所了解.

因此，高中階段教師在進(jìn)行相關(guān)教學(xué)的時(shí)候，首先，自身要對(duì)知識(shí)有更加深入的理解和自己的見解，其次，在了解班級(jí)學(xué)生基本掌握情況的基礎(chǔ)之上，對(duì)相關(guān)知識(shí)的教授深淺度要有更加精準(zhǔn)的把控，最后，在選取相關(guān)的教學(xué)方式時(shí)，結(jié)合學(xué)生已有的發(fā)展水平和學(xué)生已經(jīng)掌握的情況，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，并且要符合學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的進(jìn)階過程.

例如 對(duì)一些概念（如電流等概念）的講解，學(xué)生在這個(gè)階段已經(jīng)對(duì)電流等概念的宏觀概念有所了解，那么學(xué)生在已有的相關(guān)知識(shí)的背景之下，可以直接從其微觀本質(zhì)進(jìn)行解釋說明，學(xué)生在接收這部分知識(shí)的過程中，對(duì)于新的知識(shí)接受度將會(huì)更高，并且對(duì)知識(shí)的把握也會(huì)更加全面.

這類知識(shí)雖“舊”，但依舊有新的內(nèi)容傳授，從而達(dá)到一種舊而新授的目的，學(xué)生在已有知識(shí)的幫助之下，將會(huì)對(duì)新的內(nèi)容抱有更大的接受度，并愿意主動(dòng)去向更深層次探尋.

從知道核心概念一般定義到更加深入的理解，也符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平.學(xué)生隨著學(xué)習(xí)的不斷深入，其對(duì)電路主題下相關(guān)知識(shí)的認(rèn)知也就更加全面，學(xué)生自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)也會(huì)更加具體形象.學(xué)生對(duì)核心概念的理解也會(huì)更加豐富，在學(xué)習(xí)其他方面的知識(shí)時(shí)也會(huì)應(yīng)用得得心應(yīng)手.

對(duì)于教師而言，明確學(xué)生知識(shí)掌握水平處于哪個(gè)階段，對(duì)于所傳授知識(shí)的難易程度會(huì)有更加清楚的把握，基于學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)階水平選擇更加適合的教學(xué)方法，將更有助于其教學(xué).長此以往，學(xué)生的學(xué)習(xí)會(huì)更加輕松，教師的教學(xué)也會(huì)更加得心應(yīng)手，促進(jìn)彼此的成長.

4 結(jié)語

本文通過對(duì)電路主題下不同階段學(xué)習(xí)表現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析，描述了學(xué)生在該水平應(yīng)達(dá)成的知識(shí)理解程度、技能掌握情況，有助于確認(rèn)學(xué)生位于學(xué)習(xí)進(jìn)階的哪個(gè)水平.

在從初中階段到高中階段學(xué)習(xí)電路主題的過程中，學(xué)生對(duì)電路主題內(nèi)容的理解和思考也將逐步完善.

在文章最后以高中階段為例，對(duì)電路主題下該階段應(yīng)掌握的知識(shí)進(jìn)行的相應(yīng)的解釋說明，期望為教師在該階段的教學(xué)提供相應(yīng)的幫助，并能夠使教師的教學(xué)朝著已定的目標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn).

參考文獻(xiàn)：

[1]Brown， Thomas. Taking Science to School： Learning and Teaching Science in Grades K-8[J].Science Scope，2008，31（6）.

[2]張穎之.理科課程設(shè)計(jì)新理念：“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的本質(zhì)、要素與理論溯源[J]. 課程.教材.教法，2016，36（06）：115-120.

[3]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修改））[M].北京：人民教育出版社，2018.

[5]李亮.大氣主題的分學(xué)段“學(xué)習(xí)進(jìn)階”研究[J]. 地理教學(xué)，2021，（05）：20-24.

[6]范增.我國高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階研究[D].西南大學(xué)，2013.