“学习层级分析”在高中物理教学中的应用

文/深圳市平冈中学

传统教学设计中包含“教材分析”“教学重难点分析”等环节。老师特别重视突破教学重难点的策略。以“加速度”教学为例，学生对 “加速度”概念的片面认知导致学习困难。面对这样的重难点，教师的常规策略是采取课前反复研读教材、教参，基于经验制定教学技巧等。以上做法正是缺乏理论的表现。

一、学习层级分析的理论基础

所谓“学习层级分析”，就是学生必须具备一定知识才能学习新的知识。因此，学新的概念、原理、技能等知识，需要研究用哪些下位知识作为学习的必要条件。

在物理学科中，知识可分为概念、原理/规律、技能、思维等内容。物理教学重难点均为上述内容。在分析重难点时，可根据下列方法进行分析。

概念生成的基本方式为“种差+属概念”。概念分析的第一层分析包含“种差”和“属概念”两部分。“种差”理解为从范围中定义概念的属性，通常表现为限定词；“属概念”为上位概念，即具有从属关系的两个概念中外延较大的概念。教学中，学生需识别 “种差”和“属概念”两方面，才能认识与辨别此概念。根据学情，“种差”和“属概念”可进行第二层级分析。

原理/规律的学习中，需要首先理解相应内容的核心概念，然后在条件中理解概念之间的关系。所以第一层分析包含“核心概念”以及“核心概念之间的关系”两部分。内容可继续第二层级分解，“技能”的学习，就是把“原理/规律”的使用与一些“子技能”相结合，练习达到自动化或半自动化。所以 “技能”的学习层级包含“原理/规律”和“子技能”。

思维的学习，则是把“原理/规律”“技能”等内容综合运用，并且按照既定步骤进行操作。

二、学习层级分析的应用

根据上述分析模型，物理教师可根据学科特点，针对重难点进行系统分析。物理知识大多包含文字与符号两类特征，故在运用上述模型时需补充符号教学。

1.概念教学

“加速度”的定义为“描述物体速度变化快慢的物理量”，根据定义内容，可对加速度进行学习层级分析。“描述速度变化快慢”为种差， “加速度”为“矢量”，即“属概念”。加速度的符号与数学关系也是这个概念的另一重要内容。综上所述形成“加速度学习层级分析图”。分析出，对于学生而言“速度变化快慢”是较难直接观察出的结果，相对更为抽象。“比值定义法”不熟悉，Δv的理解与运算掌握不够，以及加速度的矢量性都是学生都不具备的学习条件，所以学生学习起来相对比较困难，即“加速度”为运动学中的重难点。教师可根据一级层级的内容，制定突破策略。

2.原理/规律教学

在“自由落体运动”的教学中，要让学生充分认识到自由落体运动规律，则需要了解自由落体运动中物理量之间的关系、相关概念以及数学符号表达式。

对于学生而言，一级层级中自由落体、重力加速度g和下落高度h都是新概念，“初速度为零”“只有重力作用”两个条件需要说明，匀加速直线运动关系且加速度相同需探究，数学公式需推导。所以学生不具备的知识储备较多，这就是成为难点的原因。根据分析图可确定重难点突破策略。如对初速度为零和只有重力作用的理解，教师可采用演示实验，让学生定性发现该条件下运动的一致性，于是 “自由落体”概念顺应而生，运动一致性的规律作为普遍现象，激发学生兴趣，值得探究；学生已掌握打点计时器的使用，则可通过学生分组实验探究自由落体运动规律，各小组定量得到匀加速直线运动且加速度相同，此时关系得以确定；结合学生已掌握的匀变速直线运动规律公式，教师补充g和h概念，引导学生自主推导出自由落体公式。

3.技能教学

在“力的合成与分解”教学中，根据学习层级分析则会发现，该部分内容为技能课，可分为两大部分：规律探究与子技能补充。

本部分的教学重难点突破将围绕规律探究与技能训练。先提出合力与分力的概念，明确二者等效替代关系，通过实验探究平行四边形定则。力的合成与力的分解为逆运算，二者首先需要训练构建平行四边形的能力，然后补充对应的数学运算方法，最后在实际受力情境中从简到繁，逐步训练。整个授课打破教材的安排顺序，从知识层级出发，帮助学生理解技能，避免误导，较好突破教学重难点。