基于现象图析学物理复习课教学研究.pdf

2 0 1 1 届全日制教育硕士学位论文学校代码：1 0 2 6 9 学号：5 1 0 9 0 6 0 2 0 8 7 葶震印瓮天擎 基于现象图析学 物理复习课教学研究 院系：理工堂院物理丕 专 业： 堂型熬堂( 物理2 研究方向：物堡堂型教堂 指导教师：潘蒸丕教援 硕士研究生：陈翅 2 0 0 11 年5 月完成上海 m a s t e r st h e s i so f2 0 1 1 u n i v e r s i t yc o d e ：1 0 2 6 9 s t u d e n tn u m b e r ：6 1 0 9 0 6 0 2 0 8 7 e a s tc h i n an o r m a l u n l v e r s l t v b a s eo np h e n o m e n o n g r a p h i c s e n i o rh i g hs c h o o lp h y s i c sr e c i t a t i o nt e a c h i n g r e s e a r f a c u l t y ：d e p a r t m e n t o f p h y s i c s m a j o r ：m a s t e ro fe d u e a t i o n f e i l d ：s u b j e c tt e a c h i n g ( p h y s i c s ) t u t o r ：p r o f p a ns u d o n g g r a u d a t e s t u d e n t ：c h e nx i a n g a p r i l2 0 1 1 2 20 洲9帆1叭y 华东师范大学学位论文原创性声明 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：么槲 日期：矽1 年歹月沙日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 基于现象图式学物理复习课教学研究系本人在华东师范大学攻读学位期 间在导师指导下完成的硕博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研究成果归华 东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此学位论文， 并向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网“ 送交学位论文的印刷 版和电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查阅、借阅；同 意学校将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学 位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) ( ) 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部或“涉密学位论文 ， 于年月日解密，解密后适用上述授权。 ( i 2 不保密，适用上述授权。 导师签名；运_ 二蜂 9f f - 7 箩f i i 易i - t 本人签名二字立扯 b ，。1 年5 只| 吝日 “涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定 过的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方 为有效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认 为公开学位论文，均适用上述授权) 。 隆翅硕士专业学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 陈珍国高级职称上海市浦东区发展研究院主席 赵强副教授华东师范大学 | 杨广军副教授华东师范大学 | 舒信隆高级工程师华东师范大学l 宦强副教授华东师范大学 | 论文摘要 本论文从当前高中物理复习课的现状出发，根据问卷调查，了解当前复习课 所存在的一些问题。以复习课课堂教学中存在的“题海战术灌输式”教学着 眼，从物理教师如何改进高中物理教学策略，以及建构合理的复习课教学模式的 角度切入，提出以“高中物理复习课教学研究”为课题进行研究，努力探索一条 提高物理复习课课堂学习效率的可操作的途径。本论文的工作是：主要根据现象 图析学中的变易理论，结合一般教育理论和中国青浦教学实验，对数学变式教学 相对成熟的模式进行迁移，结合中学物理教学实践，试图构建出变式复习课有关 的教学策略以及模式。 文章共分为四个部分： 第一章是绪论，包括课题研究的背景和意义、可行性分析、国内外研究现状 分析、研究内容和方法； 第二章是理论基础，包括现象图析学的来源，变易理论和变式教学，变式教 学中国经验总结，变易理论和课堂学习研究以及教师的教学观： 第三章是复习课教学策略，包括对物理变式教学策略的界定，结合实例阐述 其教学功能和具体的操作策略以及变式探究复习课模式的构建； 第四章是复习课教学研究，将探究复习课模式进行实际教学实践研究，并使 用课堂学习研究范式对高中变易教学进行实践研究。 关键字：交易理论变式教学复习课教学策略教学 a b s t r a c t t h i sp a p e rf r o mt h ec u r r e n ts e n i o rh i g hs c h o o lp h y s i c sr e c i t a t i o ns i t u a t i o n ， a c c o r d i n gt ot h es u r v e y , t of i n do u t t h ec u r r e n tr e c i t a t i o np r o b l e m s f r o mr e c i t a t i o n c l a s se x i s t i n gi nt h et e a c h i n go f ”w i n su n c o u n t e da p p l a u d ”f o r c e f e e d i n g t e a c h i n gp r o b l e m s ，a n dh o wt oi m p r o v et h es e n i o rh i g hs c h o o lp h y s i c st e a c h i n g s t r a t e g y , h o wt ob u i l dar e a s o n a b l em o d eo fr e v i e wl e s s o n ，p r o p o s e d “ t e a c h i n g m e t h o do fh i g hs c h o o lp h y s i c sr e v i e wl e s s o n s ”a st h es u b j e c to fr e s e a r c h ，e f f o r t st o e x p l o r ea na c t i o n a b l ew a yt o i n c r e a s et h ee f f i c i e n c yo ft h ep h y s i c a lc l a s s r o o m r e c i t a t i o n t h i st h e s i s w o r ki s ：m a i n l yb a s e do nt h ev a r i a t i o nt h e o r y o f p h e n o m e n o g r a p h y ，w i t ht h ee d u c a t i o nt h e o r ya n dt h et e a c h i n ge x p e r i m e n t so f m a t h e m a t i c si nq i n g p uc h i n e s e ，q i n g p uv a r i a b l et y p et e a c h i n gr e l a t i v e l ym a t u r e m o d eo fm i d d l es c h o o lp h y s i t st e a c h i n g ，c o m b i n i n gm i g r a t i o n ，t r i e st oc o n s t r u c t p r a c t i c er e l a t e dt ot h er e c i t a t i o nv a r i a n tt e a c h i n gs t r a t e g i e sa n d m o d e a r t i c l ei sd i v i d e di n t of o u rp a r t s ： t h ef i r s t c h a p t e r i st h ei n t r o d u c t i o n ，i n c l u d i n gt h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n d s i g n i f i c a n c e ，f e a s i b i l i t ya n a l y s i s ，r e s e a r c hs i t u a t i o na n a l y s i s ，t h er e s e a r c hc o n t e n t a n dm e t h o d s ； t h es e c o n dc h a p t e ri st h e o r e t i c a lb a s i s ，i n c l u d i n gt h es o u r c eo fp h e n o m e n o g r a p h y , a n dv a r i a t i o nt h e o r ya n da l t e rt e a c h i n g s u m m a r yo ft h et y p et e a c h i n gc h i n e s e e x p e r i e n c e ，v a r i a t i o nt h e o r ya n d t h et e a c h i n gc o n c e p to ft e a c h e r s t h et h i r d c h a p t e ri s r e c i t a t i o no fp h y s i c st e a c h i n gs t r a t e g i e s ，i n c l u d i n gt h e d e f i n i t i o no fv a r i a b l et y p et e a c h i n gs t r a t e g y , c o m b i n i n gt h et e a c h i n ge x a m p l e s f u n c t i o na n dc o n c r e t eo p e r a t i n gs t r a t e g ya n dv a r i a b l et y p ee x p l o r er e c i t a t i o nm o d e c o n s t r u c t i o n ； t h ef o u r t hc h a p t e ri sr e c i t a t i o nt e a c h i n gr e s e a r c h ，e x p l o r er e c i t a t i o nm o d ef o r a c t u a lt e a c h i n gp r a c t i c er e s e a r c ha n dm a k et h ep r a c t i c er e s e a r c hi na l t e rt e a c h i n g w i t ht h eh i g hs c h o o ll e a r n i n gp a r a d i g m k e yw o r d s ：v a r i a t i o nt h e o r y a l t e rt e a c h i n gr e v i e wl e s s o nt e a c h i n gs t r a t e g y t e a c h i n g 6 目录 第一章绪论。：。l 1 1 问题背景l 1 1 1 高中物理复习课的思考l 1 1 2 变式教学对物理复习课的指导意义2 1 1 3 从效率的角度看变式教学3 1 1 4 本文的研究问题4 1 2 研究意义。4 1 2 1 理论意义。5 1 2 2 实践意义。5 1 3 研究内容6 1 4 研究方法。6 第二章理论基础8 2 1 现象图析学的内涵8 2 1 1 现象图析学。8 2 1 2 变易理论一9 2 2 变式教学。l o 2 2 1 变式教学的概念1 0 2 2 2 数学变式教学研究历史1 l 2 3 变易理论与变式教学1 3 2 4 变式教学与问题解决1 3 2 4 1 问题解决1 3 2 4 2 问题解决中的变易1 4 2 4 3 变式教学的问题解决拓展1 5 2 4 4 克服定势，发展发散性思维1 5 2 5 变易理论与迁移理论1 7 2 6 变易理论与有意义学习1 7 2 7 变易理论与最近发展区1 8 2 8 变易理论与课堂学习研究1 9 2 8 1 课堂学习研究含义1 9 2 8 2 课堂学习研究的步骤。2 0 2 8 3 课堂学习研究的意义2 1 第三章物理复习课教学策略。2 3 3 1 教学策略2 3 3 1 1 教学策略的含义2 3 3 1 2 教学策略的定义2 4 3 2 物理复习课变易策略2 4 3 2 1 情境变易策略2 5 3 2 2 学习内容变易策略3 l 3 2 3 教学观引起的教学变易3 4 3 3 变式探究模式的构建3 6 3 3 1 变式在物理复习课中的应用情况3 6 3 3 2 变式探究复习课模式理论基础3 7 7 8 第一章绪论 1 1 问题背景 1 1 1 高中物理复习课的思考 如何提高复习课的效率? 一直是一线教师困惑的一个问题。由于高考制度现 实的存在，升学率的衡量标准，在高考物理复习的过程中，事实上多数还是填鸭 式的方法。一般的做法是按章节把课本过一遍接着专题复习，最后查漏补缺，纠 正错误，强化训练。整个复习过程，让学生觉得一直都是在教师的高压之下进行， 他们的自主性、创新性、主观能动性和独立意识不能得到发挥，使得课堂气氛沉 闷，学习兴趣低，复习效率低下。而在高一或高二的复习之中，由于学校的制度 和绩效影响下，教师只是将复习课当做考试前的准备课，复习的内容完全是围绕 着考试的内容进行，使得学习只为考试，优秀生不想上复习课，学困生觉得复习 课一下子塞了太多的知识无法接受，导致学生无法养成正确的复习习惯。 有一部分教师调查的情况表明： 复习课存在的问题主要有：( 1 ) 复习课上成新授课，知识点复习上成知识罗 列课；( 2 ) 教学形式单一，师生互动性不强，课堂气氛沉闷；( 3 ) 一节课一张练习， 讲练习，做练习，就题讲题，缺乏提升；( 4 ) 例题的组织性、目的性、中心性研 究不够，一节课讲5 、6 道题，蜻蜓点水，哪个都讲不透，等等。这些问题都使 课堂效率不高。1 叶澜教授曾说过：“课堂教学蕴含着巨大的生命活力，只有师生的生命活力在 课堂教学中得到有效发挥，才能真正有助于新人的培养和教师的成长，课堂上才 有真正的生活。“ 2 1 世纪是一个充满机遇和挑战的世纪，各国都在积极推进新一 轮的教学改革，以迎接新世纪的挑战。如何更加有效地提高课堂教学效率和学生 学习效率是现代教师关注的问题。课堂教与学一直是各国学校教学改革的核心内 容。如何提高教学质素，也一直是世界各地教育工作者所关注的问题。现代意义 的课堂教与学，应该体现科学性与人文性的统一，为每一个教师和每一个学生提 供思考、创造、表现及成功的机会，并能主动积极地发展自我，从而让教师和学 生共同拥有轻松而丰富的课堂。复习课的教与学，也逐渐地引起各个学校的重视， 笔者认为，提高复习课教学效率，要从以下几个方面着手： ( 1 ) 、提高学生学习兴趣。复习课与新课不同，新课中的物理现象和物理概 念、规律，对于第一次接触的学生而言，都是新奇而有趣的。而复习课中，学生 已经有了一部分的经验，重复只是让他们觉得索然无味。引起学生的兴趣，是提 1 武淑清对高中物理复习课的思考和举例教育实践与研究20 0 4 年第l o 期中高考专页 l 高复习效率的第一步。 ( 2 ) 、形成知识结构。学生在学完一节新课的时候，会得到一个概念性知识， 可是每一节新课之后，很多学生并不会将这些概念整合在一起，只是凌乱地散布， 复习课的主要目的就是梳理知识，形成稳定的知识结构。 ( 3 ) 、自主学习。学生都是一个个独立的个体，对于每一个知识的理解和掌 握都不相同，教师为了节省时间做更多的题目，往往忽略了这一点，导致学生失 去学习的主动性和积极性。复习课应该鼓励学生自主学习，在老师的指导下，自 己去建构知识体系，发现各种概念、规律之间的联系和区别。 ( 4 ) 、注重变式教学。学的时候会解题，而学完之后去不会解题。改变物理 情境、条件、结果，都会让学生陷入混乱之中，就是因为学生缺少变式训练。 1 1 2 变式教学对物理复习课的指导意义 物理复习课教学，是教师根据学生的学情特点，结合知识的内在联系，把学 生刚刚学习过的知识在课堂上经过师生互动等形式，改善或者进一步稳固学生的 知识体系。简而言之，就是希望通过复习课教学，促使学生能够在脑海中形成一 个更加优良的知识体系。一般物理复习课教学中，教师都会把将知识进行归纳总 结，列出结构图解，讲解应用情况，试图为学生建立内在的知识平台，促使学生 能够发挥自身的特色，让学生了解学习中的重难点，自身的优点和薄弱点，知识 应用中的错误联系，使学生能够在学习内容中找到关键性部分，理解物理现象和 物理事实以及实验的方法和原理，并能够通过练习，丰满自身的知识框架，丰富 脑海中的图式，在不同的知识和图式之间建立正确的联系，改变错误观念带来的 错误链接。在物理复习课的教学中，使学习变得更加有时效性。 实施变式教学是物理复习最好方法之一。目前关于物理教学中使用变式教学 论文有许多，大部分都是教师的经验总结，其中浙江省上虞中学的梁旭老师在物 理教学中的变式艺术中提到2 ，变式教学是一种教学艺术，它就像为学生编织 一块美丽的织锦一般，教师就像是一枚针，穿过不同的知识点，连接起知识中的 重难点，然后层层叠叠，编织程一个个的小块，最终由教师为学生将他们组合成 一块完整的整体。这种整体性不仅容易记忆，更能够帮助学生将知识浓缩，促进 学生对知识问关系的理解。知识通过变式，更容易形成一个知识集团，无疑这是 一种更有活力的结构。在新课教学使用变式教学，能够对概念进行深层次的认识， 对于物理教学而言也是有着重要的借鉴意义的，只能在一个点上进行，而在复习 课上进行变式教学的话，不仅是对概念的理解，而是可以在学生对物理原型的挖 掘基础上，对原型进行物理量、物理对象、对象的环境、结果等进行适当的变化， 2 梁旭物理教学中的变式艺术物理教师第1 9 卷第5 期1 9 9 8 年 2 让学生通过已经学习过的知识，去挖掘这些知识的可实现性，并理解自己使用这 些知识所采用的方法和技巧，结合教师的讲解，对自身的知识结构进行一次深刻 的梳理，培养学生灵活的思维。另外，通过这种变化，可以促进学生把知识运用 在各种不同的情境之中，培养学生优秀的知识结构，这种方式有利于学生能够形 成整体观，以一个整体的观点去看待问题，避免片面；另外还可以让学生注意到 问题中的细节改变，到底有没有改变现象的本质。 1 1 3 从效率的角度看变式教学 变式教学能够改善课堂效率，江苏省通州高级中学的徐振国老师在他的文章 倡导变式教学打造物理高效课堂就专门提到这个问题3 。传统的物理教学， 注重知识的传授，而当前新课程改革理念下，课堂教学行为，教学策略和方法， 教学模式都要跟着时代的步伐，要以学生为主体，激发学生的学习兴趣，培养学 生的主动探究、合作探究能力，在教学过程中，要做到以下两个方面的变化： 1 ) 、教师为主导，学生为主体。如在讲解加速度的时候，可以引入情境：运 动员百米起跑时和汽车启动时，相互比较得出两个物体在相同时间里速度的变化 量不同，从而引起学生思考，如何去表征物理现象的变化? 让学生成为课堂的主 体，教师作为引导者，以问题为媒介，以活动为手段，激发学生的学习兴趣，鼓 励学生主动探究，可以得出用一个恒定的物理量来表征，那就是加速度。从而解 决物理教学中加速度这个难点。 2 ) 、学生的学习过程比学习结果更加重要。传统物理教学中，教师就过于重 视结果，平时课堂上问的问题是：“你会了吗? “ “你懂了吗? “ ，却很少见到学 生自己主动举手讲解整个物理过程。例如在讲解摩擦力的时候，许多老师都只是 讲解滑动摩擦力和静摩擦力，却没有让学生尝试自己去挖掘摩擦力的方向和大小 关系，在教学中应该注重过程，使得学生能够在融洽的气氛下，发挥自己的主观 能动性，通过感知，归纳，推理，理解等思维过程去发现物理规律。 温故知新，复习课所要达到的目标就是希望学生能够通过旧知识的学习，达 到理解新知识的目的。现象图析学中所提到的变易理论对于学生的学习有了新的 理解，就是学生要经验过变易，才能学习。复习课中，学生大部分都能够回忆起 刚刚学习过的知识，只是这些知识还处于比较零散的状态。变易理论认为，通过 变易( 中国的经验称为变式) ，使学生在不同的情境或条件下，接触到不同的现 象，根据学生的自身体会去描述这种现象，形成学生自己的观点，在变与不变中 使学生发散思维，改善学生的创造性思维品质，引起他们对物理学习的浓厚兴趣。 现象图析学通过研究发现，变易能够为学生带来新鲜感，调动学生的主观能动性， 3 徐振国倡导变式教学打造物理高效课堂物理教学探讨第2 8 卷总第3 8 1 期2 0 1 0 年第9 期 3 充分发挥学生自身的能力，通过自主学习等形式可以提高学生的知识运用能力以 及归纳总结能力。变易理论认为，为学生提供不同形式的直观材料或实例，让学 生挖掘出其变化后的本质，或改变某些同类型事物的非本质特征，在教学中突出 其本质特征，顺利引导学生掌握和理解隐藏在现象背后的本质。这些方式都是变 易带来的课堂教学变化，而这种变化也可以成为一种变易。还有在中国长期的教 学经验中经常提到的一题多变、一题多解、一题多用和多题一解，也是变易的一 种形式，它同样也能够帮助学生灵活运用知识，并且避免练习带来的疲倦感和厌 恶感。通过变易，在复习课教学中可以引导学生对变易后的问题进行探索发现， 挖掘问题内涵，引发学生知识重新建构，优化知识体系，提高学生的发散性思维， 结合主体性教学，不仅可以活跃课堂，更能够挖掘学生的潜力，提高复习课的教 学效率。 现象图析学，不仅在学生学习方面提出了变化的要求，对于教师也提出了改 变课堂教学的需求，在尊重教学实践经验的基础上，建议教师组成相互尊重，相 互理解的合作集体进行经验总结交流，更为重要的是希望通过这样的集体，让教 师对于同一个课题进行更深入的研究使用不同的课堂教学研究什么样的方式会 带来什么样的学习结果，帮助学生学习的同时，也努力提高每个教师的教学能力， 具有鲜明的时代性。 1 1 4 本文的研究问题 查阅文献才知道，平时在教学中经常会使用到的“一题多解“ 等变式教学， 已经和国际上的现象图式学相互联系，且现象图式学更为中国的变式教学提供了 理论基础。目前在国际上对于变易理论和变式教学的研究主要有香港在2 0 0 0 年 时候组织的课堂教学研究和上海以顾泠沅先生为主导的青浦教学实验。顾泠沅先 生总共花了1 5 年的时间在上海青浦进行了长时间得实践探索，获得了许多实践 经验，并逐步建立与之相适应的理论。变式教学是中国数学教学的优秀传统，目 前也有许多物理教师都在使用这种教学方法，可惜对于变式教学的系统实践还是 一个空白。 本文着力于复习课的变式教学，力图通过现象图式学提供的理论基础，辅以 课堂学习研究的方式进行实践，能够在物理复习课教学上有所突破。以现象图式 学有关的变易理论，对学生复习过程中的认知进行阐述，并提出相应的教学策略， 进而升华成变式探究教学模式，进行实际教学实际。通过详实的实例，去探索使 用变式教学提高复习课效率的有效途径。 1 2 研究意义 4 美国德克萨斯州大学加里鲍里奇等教授提出有效教学的五个要点：( 1 ) 清晰 授课；( 2 ) 多样化教学；( 3 ) 任务导向；( 4 ) 引导学生的投入学习过程；( 5 ) 确保学 生成功率。4 而目前的复习课模式偏向于教师的单方面灌输，无法体现出有效教 学的思想和理念。本文与以往的复习课研究方向不同的是，以现象图析学中的变 易理论为基础，结合数学变式教学的具体经验，试图在建构主义、迁移理论、有 意义学习、问题解决和最近发展区理论的指引下，针对高中物理复习课中出现的 问题进行实践研究，并提出复习情境变易，学习内容变易，教学变易三个方面具 体教学策略，实践新课程理念，寻找促进学生有效复习的高效的课堂教学策略， 同时丰富高中物理教学的价值性。 1 2 1 理论意义 回顾历史，对变式教学的研究并不是空白的，但到目前为止，大家还是认为 变式教学只是一种经验，未能够升为理论的层次，对于国外的变易理论和变式教 学有何联系未形成一致的见解，使得现在教师只是知道变式教学，却不知道变易 理论。本研究将根据变式教学的现状和发展，梳理变易理论和变式教学实践，在 对理论与经验的反思与批判中获得启示，厘清变式教学的内涵，建构切合实际需 要的变式教学模式，探讨物理变式教学的实践形态，进一步发展物理教育教学理 论。 1 2 2 实践意义 “以人为本，“以学生发展为本”是新课程的出发点，本研究在实践上，结 合新课程提倡“教学方式多样化“ 的理念，回顾高中物理复习课的现状，回应了 我国基础教育课程改革的现实需求，具有较强的实践价值。高中物理复习课中变 式教学策略，能通过构建合理的学习空间、架设脚手架、铺设台阶，更好指导学 习者构建学科知识，解决知识和问题之间的“潜在距离“ 。在物理课堂教学中采 取变式教学策略，是冲破传统教学的一次有理论指引下的理性尝试，对于学生而 言，它能够提高学生对物理的学习兴趣，提高学生的知识迁移能力，应对不同考 试中不同的变化题目，获得高成功感，极大提高教学的实效性。对于教师而言， 现象图析学提出教师应该组建互相尊重的群体，在合作备课，上课，课后讨论等 合作研究中，通过互相讨论和观摩，对课堂教学问题进行反思，集体诊断，收集 建议，提出改进方案，变化课堂教学内容和教学策略，使教师和学生能够一起成 长。而根据现象图析学结合中国实践经验建立起来的变式探究复习课教学模式将 有利于厘清当前复习课教学的较为零散的状态，为解决一线教师在课堂实践中的 4 【美】加里d 鲍里奇易东平译有效教学方法江苏教育出版社2 0 0 4 年8 5 问题提供清晰的视角和思路，将有效地促进新课程理念在物理学科中的实施，对 推动当前基础教育课程改革具有直接的现实意义。 1 3 研究内容 本论文是基于现象图析学的基础上对当前高中物理复习课教学进行质的研 究，在现象图析学提出的变易理论中挖掘出符合复习课教学的理论，从中国长期 高中物理复习教学中的经验总结中得到启示，以当前高中物理复习课的现状出发 点，根据问卷调查的反馈，了解当前复习课所存在的一些问题并提出针对性的教 学策略。为避免在复习课上出现“题海战术“ 、“灌输式”等效率较低的教学方 式，为物理教师改进高中物理复习课教学策略，为学生创造一个良好的复习课环 境，本文从变易理论提出的变易观点为切入点，针对复习课的问题，研究如何提 高物理复习课的效率，结合实践的经验，努力探索一条提高物理复习课课堂学习 效率的可操作的途径。本论文的工作是：查阅国外最新的资料，理解现象图析学 所带来的教学变易，针对国内对于变式教学的研究和实践，结合相关教育理论和 中国青浦教学实验，对相对比较成熟的数学变式教学模式进行迁移，结合中学物 理教学实践，试图构建出变式复习课有关的教学策略以及模式。 文章共分为四个部分： 第一章是绪论，包括课题研究的背景和意义、国外研究现状、国内实践情况 分析、研究内容和方法； 第二章是理论基础，包括现象图析学的来源，变易理论和变式教学，变式教 学中国经验总结，变易理论和课堂学习研究以及教师的教学观； 第三章是复习课教学策略，包括对物理变式教学策略的界定，结合实例阐述 其教学功能和具体的操作策略以及变式探究复习课模式的构建； 第四章是复习课教学研究，将探究复习课模式进行实际教学实践研究，并使 用课堂学习研究范式对高中变易教学进行实践研究。 1 4 研究方法 ( 1 ) 文献法 结合本论文的相关内容对中文期刊和外文期刊中的教育理论与实践、心理 学、现象图析学等理论和数学变式教学实践经验进行重点查阅，对当前关于变式 教学的经验进行迁移，结合物理教育教学特色进行梳理，理解变易理论的本质含 义，结合变式教学经验，整理适合复习课教学的变式教学策略；分析各种关于物 理变式教学文献及研究成果，提取其中有意义的部分，为本研究的进步开展打 下扎实的基础。 6 ( 2 ) 问卷调查 以高中学生为调查对象，进行问卷设计，对物理复习课课堂教学进行相关调 查，了解学生在复习物理知识的习惯和学习情况，并对调查结果进行深入分析， 揭示隐藏在表面现象的深层问题。 ( 3 ) 案例分析 在文献研究的基础上，通过对物理课堂教学案例进行分析，体会教师对变式 教学的理解和运用教学策略的现状、学生的心理状况和思维动向，在理论依据和 实践取证的基础上，更准确有效地提出变式教学策略。 ( 4 ) 访谈法 在实际教学中通过对教师和学生的直接访谈，取得第一手的资料，体现变易 理论对于复习课教学的实际作用。 7 第二章理论基础 2 1 现象图析学的内涵 2 1 1 现象图析学 p h e n o m e n o g r a p h y ，早期的翻译称之为现象描述分析学，现在的翻译一般称 之为现象图析学。2 0 世纪7 0 年代早期发展起来的一种可用来研究学生学习的 新研究范式，由瑞典哥德堡大学教育系的马飞龙( f m a r t o n ) 、道格伦 ( l d a h l g r e n ) 等人提出，它关注的对象是对现象的描述，于是学者将希腊词汇 “现象“ ( p h a in e m e n o n ) 和“描述( g r a p h ein ) 进行组合成了p h e n o m e n o g r a p h y 。 “新“ 现象图析学主要研究目的是描述人们经验世界的质性不同的方式。在近几 年的发展中，西方研究者致力于用变易理论来分析课堂教学，以及如何设计学习 内容和环境，利用不同类型的变易来促进学生学习的发生。 由于字面上翻译，许多人还是混淆了现象图析学和现象学。2 0 世纪，德国 数学家和哲学家埃德蒙德胡塞尔( e d m u n dh u s s e r l ) 开创了一个哲学思想流派 称为现象学。哲学思想又有广义现象学和狭义现象学之分。现象学关注是一个人 对于某个现象的经验，而这个人是哲学家自己。现象图析学虽然也是把人类经验 作为研究对象，并致力于揭示人类的经验和意识的本质，但是它讨论的是其他人 对这个现象的经验，并且现象图析学与现象学的研究方法不同。现象图析学则着 眼于揭示人们经验现象方式的不同，并用描述类别和结果空间来阐述这种不 同。它要回答的问题是“人们认识世界方式的关键属性是什么? ”现象图析学的 基本观点将人所面对的世界分成两个不同的层次；第一层次是客观现象的本身： 第二层次是人对客观现象的反映，主要研究人是如何经验现象。现象图析学的立 足点是立足第二层次，面对的并不是客观世界本身，而是人们对客观世界的描 述。根据马飞龙等人的观点，人们对于同样一个现象的描述，在某个特定的时候 和在给定的样本中，不同类型的经验描述也有着质的不同，这就是差异，代表了 人的不同观念。同样，人们可以从不同的方面和角度去经历同一个现象， 人的 不同观点就会产生不同实质性的经历途径。 香港大学彭明辉先生把现象图析学的发展分为五个阶段： ( 1 ) 、探讨学生学习的差异； ( 2 ) 、研究人们经验世界方式的差异； ( 3 ) 、形成解释人们经验世界方式的理论框架； ( 4 ) 、应用变易理论描述及分析课堂教学； 8 ( 5 ) 、使用变易理论设计学习环境来促进学习的发生；5 并且提出，前两个阶段是属于传统现象图析学，而后三个阶段是“新“ 现象 图析学，注重于用变易理论来解释人对客观世界的描述，以及促进经验现象的特 定方式。传统现象图析学着重描述人对某个客观世界的描述方式，而新现象图析 学关注的是人描述客观世界的方式有什么不同，人们对于同一个客观现象描述有 什么本质上的不同。 2 1 2 变易理论 变易：变化，改变。6 在甲骨文中，“易“ 字的形状是用双手把一个器物 中的液体倒向另外一个器物，而后被讹化演变为“易“ 字。所以，“易”字 最原始含义就是指加在两器物中液体的“裒多益寡“ ，从而表示“变化、变 换、交易、变易“ 。在易经中易的含义是变易，代表世界上的所有事物 都是在不断地变化之中。所以此处的变易理论，并不是变异理论。 变易理论告诉我们，人们经历的每个现象都是非常复杂的，但是在这些复杂 的现象中，总能够发现一些关键属性不同于其他现象。如果希望人们能够审辨出 并同时注意的关键属性，那么就需要变易，没有经验这个属性的变易，这个属性 是无法被审辨出来的。变易理论认为学习是学习者认识现象的一种方式，它关键 在于学习者对于事物关键属性的审辨和注意。审辨与学习者意识的结构有关，即 审辨的变化，也可以称为学习者核心意识( f o c a la w a r e n e s s ) 中现象属性的变化。 所以马飞龙等人提出，学习要审辨，学习者必须经验变易。例如，物理学中给学 生一个地图，让一辆小车从上海移动到北京，学生就会注意到地图没有变化，而 小车的位置发生了变化。因此保持其他属性不变而改变某个属性时，变化的属性 就会被审辨出来。也就是说，学习者在学习中能够审辨出变化的属性，可能对不 变的属性没有关注。如果教学之中，教师所给的事例没有什么变化，或者授课时 候只是依靠着课本或教科书所提供的事例，在一个独立的例子中让学习者经验不 同的数值，学习者就看不到它们相同的、关键的属性。例如，如果世界上只有一 种颜色，那么人们就无法审辨颜色这个属性；如果世界上只有一种味道，那么就 没有味道这个属性。人们能够审辨出关键属性，是因为人们经历了某种属性的变 易，而每种属性都有其变易的维度。这种变易意味着人们要同时注意到事物的关 键属性，例如从上海到北京的变化情景中，首先要让学生对于小车在上海这个位 置有一个经验，并将这种属性审辨出来，然后在学习者的意识结构中构建起来， 并提供小车在北京的变易维度，使得学生以自己的意识结构和现实变化，同时经 验，之前不同时间的变易。从而使得学习者较为轻易地把位置的变化审辨为一个 5 彭明辉现象图析学与变易理论教育学报第4 卷第5 期2 0 0 8 年l o 月3 3 6 现代汉语大词典( 上) 上海辞书出版社( 2 0 0 5 年版) 65 9 9 属性。因此，经验事物的特定方式就表示了一套相关的、被同时审辨出和注意到 的关键属性。 2 2 变式教学 2 2 1 变式教学的概念 “变式“ 一词起源于教育心理学。教育心理学家潘菽主编的教育心理学 中：“变式就是使提供给学生的各种直观材料和事例不断变换呈现的形式，以便 其中的本质属性保持恒在，而非本质属性则不常出现( 成为可有可无的东西) 。“ 7 陈琦、刘儒德主编的当代教育心理学中指出变式是指概念的正例在无关特征 方面的变化。8 综合各种说法，对于“变式”可以提出一个定义，那就是改变现象或者问题 的无关特征，突出隐藏在现象或问题中的本质特征。对于我们所接触到的物质世 界而言，现象是五光十色、纷繁复杂的，这些现象要都能够在教学中去体现，那 么就要求教师要有变式的思想，它为教学提供了一个良好的工具，也为学生的学 习提供了一条实用的道路。对于日常生活中，学生去认识事物的多样性、复杂性， 并且培养学生的发散性思维、创造性思维和分析问题、解决问题的具体能力都需 要通过变式。有些教师的总结说法正是“变“ 是为了“不变”，即通过适当的变 化以突出其中的不变的关键因素。这种思想的本质，就在于同中求异、异中求同， 在变化中找出事物的本质属性，而在稳定也即不变的状态下，挖掘各种外在形式 多样的变化，引导学生能够在复杂多样、色彩斑斓的外部环境中，透过各种表面 现象，找出事物的关键属性，抓住事物的本质特征，以达到对事物更进一步的理 解，认识到问题解决的“顿悟“。如果将变式思想运用于学习，我们可以称之为 “变式学习“ 。这种学习方式对学生是相当有利的，它可以从不同背景、不同层 次、不同角度等为学生设计“变式”，让学生从不同的方面，更全面地认识和理 解事物的本质特征，培养学生灵活运用知识的思维品质，使学生能够在“异“ 与 “同”之间寻求创新。 变式教学指的是变式在教学中的运用。这种教学方式在国内已经使用了很长 的一段时间，而且中国国内也有许多学者对于变式教学进行了深层次的研究，主 要集中在数学学科上，在物理教学中使用变式教学的教师有很多，提出相关的论 文的不在少数，但是目前还是停留在经验总结的阶段。大部分教师都认同变式教 学应该等同于变式训练。笔者认为，所谓的变式教学，是对学生的学习内容进行 不同维度的变化，以前的教学中教师只是认为学习内容按照大纲的要求梳理一 遍，学生能够回答出问题就可以了，而变式教学的目的在于通过对同一个内容的 7 乔际平物理学习心理学北京：高等教育出版社1 99 1 2 4 2 8 陈琦刘儒德当代教育心理学北京师范大学出版社l9 9 7 年1 43 1 0 不同侧面进行不同的表述，引导学生抓住其本质不变的特征，再为学生呈现二维、 三维的不同问题背景或形态。比如，变化问题的条件和结论，改变资料的形式或 内容，为同一个内容放入不同的情境之中，让学生找出其不变的概念和规律。这 种方式的教学，能够以增加不同的干扰项，设计不同的跨越点，促使学生沿着教 师设计的不同层次的台阶，逐步走向更深一层次的知识点，并提高学生自行收集 资料，分析条件，解决问题的能力。如果按照中国一句俗语来说的话，那就是“以 不变应万变的境界，学生可以自行探索，设计不同的解决方法，相互合作讨论， 最终发觉本质特征一直都没有改变，促进学生知识结构可以顺利迁移到不同的背 景之中，提高学生的综合能力以及创造性精神。 2 2 2 数学变式教学研究历史 上海市青浦县顾冷沅小组进行了大面积，长达1 5 年的数学变式教学实验，目 的在于提高教学质量的教改实验。这个变式教学实验，期望运用“行动研究法” 等科研方法，从实际应用性出发，通过探求，让所有的学生都能够提高学习效率 的教学方法，大面积提高教学质量。从理论上对实验结果进行思辨，期求在教学 原理、教学机制、教学策略、教学模式上有所创新。 经过实验结果思辨研究，顾泠沅小组找到一个合适教学结构，并提出五个环 节9 ： ( 1 ) 、把问题作为教学的出发点 ( 2 ) 、指导学生开展尝试活动 ( 3 ) 、组织变式训练，提高训练效率 ( 4 ) 、归纳结论，纳入知识系统 ( 5 ) 、根据教学目标分类细目，及时反馈调节 而对于传统变式教学，进一步延伸出“概念式变式“ 和“过程式变式“ 2 2 2 1 概念性变式 概念性变式被论述为：“在教学中使学生确切掌握概念的重要方法之一，即 在教学中用不同形式的直观材料或事例说明事物的本质属性，或变换同类事物 的非本质特征以突出事物的本质特征。目的在于使学生理解哪些是事物的本质特 征。哪些是事物的非本质特征，从而对一事物形成科学概念。概念性变式可以 分为概念变式和非概念变式：概念变式，即属于概念的外延集合的变式。按照在 教学中产生的作用不用，可分为概念的标准变式和非标准变式；而非概念变式指 的是另一类是不属于概念的外延集合，但与概念对象有某些共同的非本质属性的 9 顾泠沅青浦县数学教改的实践和认识数学教师月刊l9 9 1 年1 月 i o 顾泠沅杨玉东过程式变式与数学课例研究上海中学数学教学2 00 7 年第l - 2 期 l l 变式。其中包括用于揭示概念对立面的反例变式。数学教学中，学生所学习的概 念都具有一个基本特征就是抽象性，而学生又可以通过具体感性的经验来获得对 这些概念的认知。从多角度去认识、理解，从而获得概念，这就是概念性变式在 教学中的主要作用。如何建立感性经验和抽象