“学习进阶”理论视域下的实验探究能力培养，本文主要内容关键词为：进阶论文,视域论文,理论论文,能力论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《义务教育物理课程标准（2011年版）》中指出，“物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。”并特别将科学探究纳入内容标准，旨在加强对学生科学素质的培养。学生不仅应学习物理知识和技能，还应经历一些科学探究过程。科学探究能力的培养是一个循序渐进的过程，应渗透在教材和教学过程的各个部分，如何使学生在不同层级均学有所获，如何分层提升学生的实验探究能力，一直是一个热点问题。而学习进阶理论正是一种用来研究学生思维方式发展层次的理论。本文试图用学习进阶理论来分析并归类实验探究试题的层次阶段，期望对初中学生物理实验探究能力的培养有所启发。 一、学习进阶理论简介 学习进阶（Learning progressions）是对一段时期内儿童学习或者探究某主题时，其思维方式（way of thinking）的连续且不断精致化发展的描述。从1980年开始，许多研究者开始提出并强调概念转变（conceptual change）的学习。当人们将概念转变研究的时间单位拉长，并对概念转变的模式进行整合，就能对一段时间内的概念转变模式建构认知模型，这就是学习进阶的研究。学习进阶强调的是发展的过程，是学生的学习从一个状态到另一个状态的逐步发展过程。学习进阶研究具有以下四个特点：①围绕核心概念建构；②刻画学生知识和能力的不同层级；③通过学习表现，呈现层级发展的证据；④体现课程和教学的影响。 二、实验探究能力学习进阶案例研究 案例1 “滑动变阻器的作用”学习进阶层次 滑动变阻器是初中物理实验过程中的一个常用器材，其使用方法、注意事项均体现了物理探究实验的思维发展。以下以滑动变阻器在实验中的作用为例，谈一谈实验探究能力的学习进阶层次，并以测试题对层次进行展示。 层次1 简单识记 根据所学的知识凭记忆或简单的理解就可以完成，可以培养学生由前结构层次逐步提升。 例1 小强欲测量小灯泡的额定功率，连接电路时，开关应________，滑片应置于滑动变阻器的________处。 层次2 记忆加初步理解 根据所记忆的知识，配合简单的理解，解决实验过程中出现的问题。 例2 如图1所示是某组同学连接的实验电路，其中有一根导线连接错误，请你在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线（导线不能交叉）。
例3 若小明连接电路后闭合开关，小灯泡非常暗，移动滑动变阻器的滑片也不能改变小灯泡的亮度，产生这种现象的原因是________。 例2与例3所考查的知识点是相同的，都需要有“滑动变阻器的正确连接方式是‘一上一下’’这一知识储备，但考查角度与关联结构层次又略有差别。例2可由图1直接看出同时接入了两个下接线柱，是在记忆知识的基础上进行了简单变式；例3则需要提取“移动滑片不能改变小灯泡的亮度”和“小灯泡非常暗”这两条信息，并将信息关联后获取答案：连接变阻器的两线同时接在下面两接线柱上了。 层次3 理解加推理 本层级的学生能根据题意找到较多的正确信息，并能联系多个孤立事件，进行适当的整合。 例4 在“测量小灯泡额定功率”的实验中，选用的器材有：新干电池两节、标有“2.5 V”的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1个和导线若干。 （1）连接的实物电路，如图2甲所示。闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到________（选填“A”或“B”）端，其作用是________。 （2）对照实物电路，补充完整图2乙的电路图。
（3）检查电路连接无误后，闭合开关，读得电压表、电流表的示数分别是0.6 V、0.12 A，则滑动变阻器的最大阻值为________Ω。 答案：（1）A，保护电路；（2）如图3；（3）20。
例4中，第（1）问考查识记能力；第（2）问考查简单理解与运用；第（3）问则需要理解并推理才能得出结论，首先需要找到如下信息点：电路连接无误后、闭合开关；其次要多点联结：连接电路时开关应断开、闭合开关前滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大处；最后处理信息：电源为新干电池两节，电压为3V，结合电压表和电流表的示数得知变阻器的最大阻值。题目的第（1）问是第（3）问的铺垫，可起到一些引导与提示作用。 层次4 升华与跃进 本层级要求学生对所学知识有熟练地掌握并需具备灵活运用的技巧，多点关联的技巧与手段，关联结构水平和拓展抽象水平较高。 例5 甲、乙两同学分别利用如图4做“测定小灯泡的功率”实验，除了小灯泡外他们所使用的器材规格均相同，小灯泡的额定电压可能是“2.2V、2.5 V或3.8 V”，功率相差不大。
（1）甲同学正确连接好电路，闭合开关时记录了第1组数据，当小灯泡正常发光时记录了第2组数据，把滑片移到端点时小灯泡闪亮一下，后熄灭，并记录了第3组数据，如表1所示。则他们所用电源的电压为________V，乙同学所用灯泡的额定功率为________W。
（2）当丙同学所选用的小灯正常发光时，电压表的示数如图5所示，而滑片恰好在滑动变阻器的中点上，此时滑动变阻器连入电路的电阻值为________Ω，丙同学所选用灯泡正常发光时的电流为________A。
解析 （1）在甲同学的实验中，滑片移到端点时小灯泡闪亮一下即熄灭，说明灯泡两端的实际电压超过其额定电压，灯丝烧断；此时电压表串联在了电路中，电压表示数接近电源电压，根据第3组数据知，电源电压为4.5V。根据第2组实验数据可知：
=0.65W。 （2）甲同学正确连接好电路并闭合开关时，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，滑动变阻器两端的电压为
，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。甲乙两同学所选用的实验器材相同（灯泡除外），乙同学选用的灯泡正常工作时，滑动变阻器接入一半，即10Ω；若电压表选用量程为0～15 V，示数为11.5V，超过了电源电压，因而，电压表选用的量程为0～3 V，此时示数为2.3 V。由于小灯泡正常发光，其两端电压可能为4.5 V-2.3 V=2.2 V，因此电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，即2.3V，所以小灯泡正常工作时，电流与变阻器的电流相等，为0.23 A。 答案 （1）4.5，0.65；（2）10，0.23。 评析 本题需要处理的信息较多，其中开关闭合前，滑片处于阻值最大处，电压表的量程选择均需要推理得出；结合小灯泡的额定电压有三种规格，推导可知电压表是测滑动变阻器两端电压；这些条件都是一些潜在条件，需要耐心地挖掘出来。这些能力，完全可以在以上层级的基础上逐渐得到提升的。 案例2 “电压表的正确使用”学习进阶层次。 电压表是初中物理实验中常用测量工具之一，其正确使用包括接法、量程选择、正负接线柱等。 层次1 简单识记 例6 电压表接入电路时要注意使电流________；并使电压表与被测电路________联。 答案 正入负出；并。 层次2 记忆加初步理解 例7 如图6所示是小明同学测量小灯泡
两端电压的电路。图中有一条导线接错了，接错的导线是（ ） A.导线1 B.导线2 C.导线3 D.导线4
层次3 理解加推理 例8 李小芳同学在物理实验室对串联电路电压规律进行实验探究时，利用现有的器材按如下步骤进行操作： （1）按图7所示的电路图连接电路； （2）闭合开关S，用电压表测出
两端的电压； （3）在测
两端的电压时，李小芳同学为了节省实验时间，采用以下方法：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上； （4）测出AC间的电压。
对小芳同学以上实验操作评价是：小芳同学用上面的方法能否测出
两端的电压？为什么？________。 答案 不能，因为电压表的正负接线柱接反了。 层次4 升华与跃进
答案 C。 在B选项中，闭合
时电压表测灯两边的电压，闭合
时测电阻R的电压，计算出R的电流，此电流与小灯泡的电流是相等的，此方案似乎是完美的，但仔细分析发现电压表两次分别测量灯和R的电压时，正负接线柱是接反的。 由以上层级的分析足以看出，学生实验探究能力的培养绝不是一蹴而就的，需要循序渐进的指导与引领、在课程学习与探究教学中不断深化。 三、对初中物理实验探究的建议 1.立脚点上求平等，于出头处谋自由 陶行知先生曾言：“培养教育人和种花木一样，首先要认识花木的特点，区别不同情况给以施肥、浇水和培养教育，这叫‘因材施教’。”实验探究教学过程中也应如此，区别不同学情，设置不同层次的探究性问题，在学生的最近发展区设问，搭建学生自由发展的脚手架，让所有学生都研有所思，学有所获。因而，实验探究题的分层作业、分层训练，可使所有学生均获取成就感。由于，每个人都有成才的潜力，教育的任务就是挖掘学生的这种潜力。关注学生个体间发展的差异性和个体内发展的不均衡性，尽可能按照每个学生所具有的不同智能结构提供发展、成长的条件和机会，让每一个孩子的潜能都得到充分发掘，让每一个孩子的个性都得到张扬。 2.学问之功，贵乎循序渐进，经久不息 俄国大文豪托尔斯泰曾说过：“人要有生活的目标：一辈子的目标，一个阶段的目标，一年的目标，一个月的目标，一个星期的目标，一天的目标，一小时的目标，一分钟的目标，还得为大目标牺牲小目标。”由此可见，把任务分成比较容易的小块、化整为零、降低任务难度，即使追求目标的过程中遭受挫折，但是因为可以看到了为每个小目标而忙碌的回报，就使得自己能够不断应对压力和挑战，继而推迟自己要放弃的心态，进而完成更多的任务。成功正是一个化整为零、循序渐进的过程，并非一蹴而就的坦途。对每一个个体来说，循序渐进地掌握并理解实验探究的不同层级问题，易于获得满满的成就感、幸福感，增强其学习的动机与热情。教师就应该结合不同学生的发展层级，制定或引导学生自己制定针对不同发展层级的任务目标，从而实现探究能力的持续深入发展。 3.纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行 从书本得来的知识比较浅薄，只有经过亲身实践，才能变成自己的东西。“要躬行”包含两层意思：一是学习过程中要“躬行”，力求做到“口到、手到、嘴到”，这是学者的一种“躬行”；二是获取知识后还要“躬行”，通过亲身实践化为己有，转为己用。不要片面满足于书本知识，而应在实践中夯实和进一步获得升华。 综上可见，实验探究能力的培养，归根结底还是要在实验探究的过程中实现，而不是靠教师讲实验、学生背实验实现的。教师一定要充分重视实验探究在教学中的重要作用，并身体躬行，才能真正突破实验探究题“一听就懂、一做就错”的重围与困境。
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从“学习进步”理论看实验探究能力的培养_电压表论文
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