在物理概念“力”的建構過程中培養學生思維能力

[摘要]建構主義的知識觀、教學觀和學習觀對學生的學習過程產生了重大影響。利用建構主義理論進行物理概念教學是一種新的嘗試。建構主義十分強調個體的主觀能動性的發揮，強調知識在個體頭腦中的建構過程。研究物理學科的基石——物理概念教學中培養學生的思維能力是本文的重要內容。

[摘要]物理概念 “力”的建構 創造性思維

一、物理教學中物理概念建構過程

在物理概念教學之前，教師必須對以往的教學進行反思，反思傳統物理教學所造成壓抑學生創造性思維的根本原因，明確這一原因主要是由于把物理教學過程簡單看成是物理知識單一的傳授過程，并沒有充分認識到學生作為個體其主觀性是十分濃重的，很多因素都可以直接或間接地影響物理知識的建構。所以教師必須轉變觀念，明確物理概念在學生頭腦中形成的過程，要深入認識建構主義的知識觀、教學觀、學習觀。

經過對建構主義思想及物理概念的特點和中學生的心理特征的分析，我們認為物理概念的建構應包括以下環節：（1）利用多種形式作為鋪墊引出物理概念；（2）引導學生進入小組相互討論；（3）學生總結討論的結果；（4）教師總結討論結果。

二、在物理概念——“力”的建構過程中對思維能力的培養

在整個物理概念的建構過程之中都貫穿著思維能力的培養。只是在每個具體的階段培養的側重不同。力的概念在物理學中具有代表性，它介于具體概念和抽象概念之間。對力概念的教學研究會對其它物理概念教學有啟迪作用。

1.引出物理概念對創造性思維的培養

教師導出本節課的主題，即可利用多種形式來完成力概念的導入。例如，可以采用課件形式形象、生動地再現一輛拖拉機從靜止到運動的過程(由于拖拉機在靜止時一般來說車頭與車箱之間的連接處會有一些縫隙，整個車從靜止到運動并不是完全同步的，往往在車箱剛運動時會出現一響聲，給人的感覺是車箱是“一下子”運動起來的。這一例子演示了拖車運動的原因，同樣也可以觀看車輛剎車的情景)；也可以從學生們切身例子入手(例如，用手拎水桶為會感到手痛、用于拿啤酒瓶握住什么地方容易)；也可以讓學生參與活動來引入主題(例如，在課堂上讓兩個同學互相推拉，根據兩位同學的不同運動分析原因)等等。

利用物理概念從現實生活中抽象的特點培養學生的形象思維和抽象思維。物理學的大部分概念在學生頭腦中是有印象的，教師在引入概念時應結合具體的實例，盡量使學生能夠對教師所舉例子在頭腦中清晰的影像。如講力這個概念教師可以舉火車起動時聽到的聲音，這個聲音其實質是力的表象，讓學生想象這個聲音的產生過程，從而可以在學生的頭腦中形成完整的物理過程。另外，通過教師從不同的側面給出很多有關物理概念的例子，使學生的頭腦中建構完整的物理概念。這就需要有對事物共同特征進行抽象總結的過程，這一過程主要是培養學生的抽象思維的能力。比如力概念教學中最終要抽象出力是物體與物體之間的作用，力的存在必需有施力物體和受力物體等等。

利用物理概念的形象性培養學生的直覺思維。大部分物理概念來源于生活，這就給學生的直覺思維的培養提供了空間。比如，在比較力的大小時，雖然學生還沒有學過力的圖示，用代表力大小的箭頭進行數學計算，但是通過力的作用效果也可以直接判斷力的大小。在教學中應十分注意這一方面能力的培養。

2.小組討論對創造性思維的培養

這一環節對學生發散性思維的培養是至關重要的。只有在這一環節中學生才能感受到最友好的氛圍，才能有最高的熱情與積極性，才能使學生的想象思維、發散思維、批判思維、抽象思維、直覺思維等得到淋漓盡致地發展。這一過程也是學生靈感最易出現的。當然思維的放縱一方面有利于培養學生思維的流暢性、發散性、綜合性、新奇性、獨創性等，但同時也會帶來負面效應，這也可能會導致學生在討論中產生偏激的想法、走極端，這應引起教師的關注。

在討論之前，學生的頭腦中有了生活中對力的了解，有了以前所學相關知識的準備，有了教師在引出概念的導向作用。這些在頭腦中的存在并不是單獨放置的，而是形成了一個對于力這一概念并不完備的知識結構和經驗結構。具體來說，學生生活在力的世界，已經不知不覺地在頭腦中形成了各式各樣的有關力的認識，只不過認識中的力并不等同于科學話語中所規定的力的概念，已有的認識存在片面性，沒有整體的了解，更為重要的是不能靈活運用。只有在互相充分的討論，配合自己積極的思維，利用全腦運動(大腦激蕩)，才能形成有效建構。

這個過程主要是運用自由聯想、腦力激蕩、容忍曖昧、直觀表達等策略。教師對于學生所提的看法或意見，不做表態，完全讓學生依照自己的方式進行。這可以培養學生的想像力，使其腦筋靈活。就力概念建構而言，學生可以將知識與經驗相結合進行充分自由聯想。

在自由的、寬松的、友好的氛圍中進行充分討論，學生的思維能夠盡情地發散。在前一環節教師已經打開了學生思維的封閉狀態，學生的思維被完全激活。由于學生在切身生活中的不同體驗和對物理概念的知識儲備的差異，學生能感受到物理概念在頭腦中的影像。這些都會在學生的討論中都以不同的形式表達出來。這一過程不但能培養學生的發散性思維，也能培養學生思維的靈活性、貫通性、綜合性。這一過程是思維在學生頭腦中瘋狂作用、反應的過程。

如對力的討論，有的學生會想到力應該作用在相互接觸的物理間，而有的學生會用自己在科普書籍中了解到的地球與月球有力作用的例子來反駁；有的學生提出多個物理之間相互作用，而有的學生會提出力與物體運用狀態間的關系；有的學生會提出力作用的方向性，而有的學生會提出力的作用點還是面的問題；有的學生會提出力的分類問題，而有的學生會提出力作用效果問題；有的學生會提出力對生活有宜的一面，而有的學生會提出其有害的一面等等。總之學生提出的問題會多種多樣，包含不同的層面、不同的性質、不同的類別等，不管提出什么的問題總會引發同組學生的思考，對問題總討論后會形成自己的判斷。可能有些問題會達成共識而有些問題還需要借助于教師的分析才能澄清。在這個過程中，學生的思維是活躍的，是發散的，是積極的，是靈活的，是綜合的，是新奇的。

三、學生個人總結對創造性思維的培養

學生討論過程是思維的飛速運轉過程，可能在發表自己的看法時還來不及做一全方位的思考。所以在討論完以后要給學生留有獨立思考的時間，讓學生在冷靜的狀態完成對討論問題的總結，為下一步教師與學生互動打下基礎。這一過程學生可以把討論中遇到的問題寫在紙上，然后利用自己的和其他學生（討論中表達）的觀點、證據來梳理這些問題，用邏輯分析的方面加以推理。這樣可以對自己的原有的知識結構和經驗結構加以改進，形成新的知識結構和經驗結構。

例如，可以對力的大小、方向、做用點、施力物體與受力物體、分類、對生活的影響等問題進行獨立思考。這一思考是建立在討論的基礎上的，與討論前是有極大差別的。這一過程對學生綜合處理問題的能力的提高起到至關重要的作用，也是各種思維綜合作用的重要環節。

四、教師總結對創造性思維的培養

由于受學生整體知識和經驗的局限及對一些事物認識偏差的影響，學生雖然對與物理概念有關的新問題有了新認識，但這些認識也不完全正確，亟需教師適時、適地地加以點撥。點撥的目的其一是加強正確的認識；其二是糾正錯誤的認識；其三是師生共同完成物理概念的建構。教師能在這一步驟再次激活學生的發散性思維和批判性思維來完成上述三個目的。

學生總結了個人的收獲后，在教師與學生互動之前，請各小組選派代表對本組討論過程中具有代表性的問題進行闡述。要注意所涉及的問題一定要全面，另外闡述的觀點和證據要來自組內的全體同學的共識，盡量減小個人的偏見。教師在黑板上列出所有不同小組的問題及觀點，并在頭腦中形成支持或反對這些觀點的學生論據，以便在總結時有的放矢。在列出觀點時最好把相同或相近的問題列到一起，便于對問題的不同觀點加以對比。然后教師和學生共同進行分析、探討這些觀點，教師要用具有說服力的、易于學生接受的事例或理論進行闡述，最后形成一致的看法。

力的前科學概念對于物理教學有有益的一面，同時也有不利的不面。如有益的一面包括力的大小、方向等的認識與科學概念是一致的，而不利的一面最為典型的是“力是維持物理運動的原因”。對于這樣的問題的解決是需要教師從多角度進行充分說明的。如在使學生建構起力是維持物體運動的原因這一知識結構時，教師可以通過做氣墊導軌實驗演示；也可以用物理課件演示宇宙中星球的運動；也可以用理論分析的方法進行說明。無論采用哪種方法，在分析的過程中都是對培養學生批判性思維的過程。教師在分析力的前科學概念時要多方位、換角度進行，這樣可充分培養學生的思維的靈活性，如在研究施力物體與受力物理時就能很好的做到這一點。教師在分析物理受多個力等問題時可以培養學生思維的綜合性。教師在對“打耳光”等事件的力學分析時，可以培養學生思維的新奇性。此外，物理力的前科學概念向科學概念轉變的過程有很多方面在學生的頭腦中是模糊的，對于這種“模糊”，教師不要急于分析，要引發學生思考，培養學生的發散性思維。

在建構過程中培養學生的創造性性思維用圖表示為：

參考文獻：

[1]潘洪建.當代知識觀及其對基礎教育課程改革的啟示[J].課程.教材.教法.2003，（8）.

[2]王紅宇.新的知識觀與課程觀[J].比較教育研究.1995，（4）.

[3][美]大衛.格里芬編，馬季方譯.后現代科學－科學魅力的再現[M].北京:中央編譯出版社，2004.

[4]肖川.論學習方式的變革［J］.教育理論與實踐.2002，（3）.

[5]吳維寧.建構主義教學觀與物理教學模式[J].物理教師，2002，(10):3.

(作者單位：遼寧渤海大學；遼寧渤海大學附中)