高中物理知識(shí)建構(gòu)的教學(xué)情景設(shè)計(jì)策略

摘要：物理學(xué)的實(shí)踐性、物理概念的抽象性以及人的認(rèn)識(shí)規(guī)律決定了物理教學(xué)要重視教學(xué)情景的設(shè)計(jì)。本文從物理知識(shí)建構(gòu)的角度研究了教學(xué)情景設(shè)計(jì)的策略：創(chuàng)設(shè)前概念轉(zhuǎn)變情景，促進(jìn)對(duì)概念原理的正確深刻理解；創(chuàng)新類比、整合情景，促進(jìn)完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)；創(chuàng)設(shè)應(yīng)用、創(chuàng)新情景，促進(jìn)知識(shí)應(yīng)用更熟練；創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)情境，激發(fā)物理學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)興趣，增強(qiáng)自信心。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)設(shè)情境；知識(shí)結(jié)構(gòu)；物理教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148(2011)4(S)-0072-3

物理學(xué)的形成和發(fā)展源于實(shí)踐，其理論也要用于實(shí)踐，物理概念、規(guī)律是與實(shí)踐緊密聯(lián)系的，物理學(xué)的這種實(shí)踐性要求物理教學(xué)要重視教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè)；物理概念具有高度抽象、多重抽象的特點(diǎn)［12］，例如“力”和“加速度”等，這就決定了要實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的有效性，必須重視情景的設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得相應(yīng)的和足夠的感性認(rèn)識(shí)，引發(fā)認(rèn)知沖突，并進(jìn)行科學(xué)抽象，運(yùn)用比較、分析、綜合、歸納、概括等方法，認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)，構(gòu)建物理概念；其次教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè)也是學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律所決定的，感性認(rèn)識(shí)是認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)相互滲透，相互補(bǔ)充，創(chuàng)設(shè)情景是學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)的重要方法，也是促進(jìn)理性認(rèn)識(shí)的有效途徑。所以，教學(xué)情景的設(shè)計(jì)對(duì)物理教學(xué)有著重要的意義。本文從物理知識(shí)構(gòu)建的角度研究了教學(xué)情景設(shè)計(jì)的策略。

1 創(chuàng)設(shè)前概念轉(zhuǎn)變情景，促進(jìn)對(duì)概念原理的深刻理解

研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)新的物理概念前，大腦并非是一片空白的，他們存在一定的經(jīng)驗(yàn)、體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，這就是前概念［3］。然而，學(xué)生存在的前概念有些是與科學(xué)的理論大體一致的，但有些認(rèn)識(shí)是與科學(xué)概念的準(zhǔn)確理解相悖的。前概念中的膚淺、不足、相悖成分如果不能及時(shí)糾正，將會(huì)影響新知識(shí)的學(xué)習(xí)。學(xué)生滿足于前概念的掌握會(huì)使之對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)只停留在膚淺的表面，甚至歪曲新知識(shí)的科學(xué)含義。例如“力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”中的“維持”和“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，示波器顯示的“波”，“超重”、“失重”等等概念，結(jié)論背得很熟，但真正的含義卻不一定完全清楚。如果對(duì)這些平常的、簡(jiǎn)單的、很基本的問題都不十分清楚，深入學(xué)習(xí)就無法實(shí)施，甚至?xí)纬蓪W(xué)習(xí)障礙。

那么創(chuàng)設(shè)能夠促進(jìn)學(xué)生物理前概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)設(shè)計(jì)策略是什么呢？首先在教學(xué)設(shè)計(jì)前教師一定要對(duì)學(xué)生的前概念進(jìn)行準(zhǔn)確探測(cè)。只有教師準(zhǔn)確把握了學(xué)生前概念的內(nèi)容、成分和特點(diǎn)，才能有針對(duì)性地設(shè)計(jì)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生糾正、補(bǔ)充、提高，促使學(xué)生前概念的有效轉(zhuǎn)變。班級(jí)學(xué)習(xí)水平不同，閱歷不同，學(xué)生的前概念會(huì)存在很大差別，教師應(yīng)通過訪談、觀察、測(cè)驗(yàn)、問答等途徑，剖析掌握學(xué)生前概念信息。其次創(chuàng)設(shè)引發(fā)認(rèn)知沖突的情景，利用多媒體、探究性實(shí)驗(yàn)、故事和游戲等方式，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)前概念的不足和矛盾。雖然認(rèn)知沖突不一定會(huì)促成學(xué)生前概念的轉(zhuǎn)變，但它是前概念轉(zhuǎn)變的起點(diǎn)。再次是創(chuàng)設(shè)物理概念的有效建構(gòu)的情景。教師所呈現(xiàn)給學(xué)生的素材和解決方法使學(xué)生覺得新概念是合理的、可理解的、有效的，進(jìn)而學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的原有經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是存在缺陷的，并且在教師的引導(dǎo)下，體驗(yàn)到新概念對(duì)解決問題的有效性，并在解決問題的過程中，建構(gòu)新概念，促成新概念的形成，加深對(duì)物理概念正確理解。

例如，為了深刻理解“失重”概念，可以創(chuàng)設(shè)如下的教學(xué)情景引導(dǎo)學(xué)生思考。首先教師引導(dǎo)學(xué)生回顧圖1加速向下的電梯內(nèi)的物體將產(chǎn)生失重，并思考失重是由什么引起的？是否僅在下降中產(chǎn)生？接著，引導(dǎo)分析情景圖2，即向上減速運(yùn)動(dòng)的電梯內(nèi)物體的受力，學(xué)生發(fā)現(xiàn)向上的減速運(yùn)動(dòng)也將產(chǎn)生失重。再引導(dǎo)分析圖3的情況，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在最高點(diǎn)也將產(chǎn)生失重。從而總結(jié)出“失重”的實(shí)質(zhì)及其與加速度的關(guān)系。這樣學(xué)生就會(huì)對(duì)“失重”有更深、更準(zhǔn)的理解和把握，糾正部分學(xué)生理解“失重只和向下加速運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起”的誤解。

2 創(chuàng)新類比、整合情景，促進(jìn)完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

物理知識(shí)呈層次性強(qiáng)，聯(lián)系緊密。掌握了這種層次和聯(lián)系，才能更深刻理解知識(shí)本身，將眾多的知識(shí)點(diǎn)縱橫串線織網(wǎng)，形成脈絡(luò)清晰、便于存儲(chǔ)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。將物理知識(shí)形成一個(gè)有機(jī)的整體，這會(huì)有效促進(jìn)知識(shí)遷移，幫助吸收新知識(shí)，也便于提取知識(shí)，用于解決物理問題，避免面對(duì)繁多的物理概念、公式，不知如何選擇，無所適從。

創(chuàng)設(shè)對(duì)知識(shí)進(jìn)行歸類的教學(xué)情景。一要引導(dǎo)學(xué)生揭示知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系。二是將知識(shí)組塊化，就是根據(jù)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系或者外部的相似特性對(duì)它們進(jìn)行歸類，使之系統(tǒng)化、組塊化；三是歸并同類特征，就是對(duì)同類特征的知識(shí)歸并和加工；四是對(duì)既有聯(lián)系又有差異性的知識(shí)進(jìn)行分析，找出其反差和逆轉(zhuǎn)等關(guān)聯(lián)性。

還要?jiǎng)?chuàng)設(shè)對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合的教學(xué)情景，就是要在抓知識(shí)重點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行縱橫把握。教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，指導(dǎo)學(xué)生在縱向和橫向兩個(gè)維度，對(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建構(gòu)。縱向建構(gòu)就是使知識(shí)之間形成層次分明、逐級(jí)分化的知識(shí)結(jié)構(gòu)；橫向建構(gòu)就是使知識(shí)相互關(guān)聯(lián)、融合貫通，總體上形成完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并納入到原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中，形成認(rèn)識(shí)的飛躍。教師引導(dǎo)學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)性的知識(shí)，組塊化的模式，促進(jìn)學(xué)生在大腦中形成良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

例如學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)知識(shí)聯(lián)系的把握和分類整合，引導(dǎo)學(xué)生最終形成這樣明晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：

3 創(chuàng)設(shè)應(yīng)用、創(chuàng)新情景，促進(jìn)知識(shí)應(yīng)用更熟練

把要解決的物理問題巧妙地寓于各種各樣符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的情境中，促進(jìn)學(xué)生積極思考，調(diào)動(dòng)已學(xué)知識(shí)，在情景中解決物理問題，掌握思維方法，鍛煉思維能力，創(chuàng)設(shè)有效的情景指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)猜想，甚至產(chǎn)生直覺、靈感等。

例如，加速器的教學(xué)可以這樣設(shè)計(jì)：首先使學(xué)生置身于圖5的情景中，帶電粒子在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力的作用將獲得動(dòng)能，然后創(chuàng)設(shè)問題情景：

師：有沒有辦法讓這個(gè)粒子的動(dòng)能更大？

生：加大兩板間的電勢(shì)差，或者再加如圖2的C、D板。

師：很好！圖6中粒子在B、C間做什么運(yùn)動(dòng)？

生：減速。

師：如何不讓它減速？

生：讓它沒有電場(chǎng)。

師：怎樣讓它沒有電場(chǎng)？

生：靜電屏蔽。

師：這樣的直線加速器需要設(shè)備很長(zhǎng)，如何解決長(zhǎng)度太長(zhǎng)，且能循環(huán)加速啊？

生：外加磁場(chǎng)。

……

這樣一步步引導(dǎo)學(xué)生思考，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新思維，解決物理問題。

另外，創(chuàng)設(shè)由物理到生活，再由生活到物理的探究情景，增加學(xué)生對(duì)教材的理解深度和廣度，找到附著新知識(shí)的固著點(diǎn)，促進(jìn)物理知識(shí)在生活和實(shí)踐中的應(yīng)用。可以布置探究課題，寫小論文，舉行知識(shí)競(jìng)賽，指導(dǎo)課外閱讀，組織參觀等。例如，學(xué)習(xí)了摩擦力的內(nèi)容后，鼓勵(lì)學(xué)生探究“摩擦力的利弊”和“摩擦力與生活”；在“萬有引力”的學(xué)習(xí)中鼓勵(lì)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)探究“行星的軌道和運(yùn)動(dòng)”的問題等等。其次，還要?jiǎng)?chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生積極參與小發(fā)明、小制作和小實(shí)驗(yàn)等。

4 創(chuàng)設(shè)成功成就體驗(yàn)情境，激發(fā)物理學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)興趣，增強(qiáng)自信心

興趣、動(dòng)機(jī)、自信是一種積極的心理作用，它們不可能憑空產(chǎn)生，總和情感相聯(lián)系，并在一定的情景中產(chǎn)生、增強(qiáng)。教師在課堂中創(chuàng)設(shè)成功成就體驗(yàn)情境，可以增強(qiáng)學(xué)生積極探索的意識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

成功成就體驗(yàn)情境教學(xué)就是要讓每一位學(xué)生看到自己的進(jìn)步，體驗(yàn)到物理學(xué)習(xí)的快樂。成功和成就體驗(yàn)是每個(gè)學(xué)生應(yīng)該得到和能夠得到的，因?yàn)槊课煌瑢W(xué)都在學(xué)習(xí)中不斷取得進(jìn)步，都會(huì)有成功。教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中能很大程度左右學(xué)生的成功和成就體驗(yàn)［4］，對(duì)學(xué)生完成任務(wù)好的要肯定和鼓勵(lì)，對(duì)創(chuàng)新的思路要給予表彰；練習(xí)題中綜合性太強(qiáng)，難度太大的習(xí)題可以暫不做要求，隨著學(xué)習(xí)的深入和學(xué)生能力的提升，再逐漸提高要求；考試難度要適宜，考試內(nèi)容由淺入手，突出基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的考查，讓學(xué)生有一個(gè)較好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

［1］陶昌宏.以創(chuàng)設(shè)問題情景為切入點(diǎn)［J］.物理教育.上海.2010，1:(9-11).

［2］陳慶軍，任臘梅.前概念研究對(duì)教學(xué)的啟示［J］.中學(xué)物理.哈爾濱.2010，9:(1-3).

［3］吳立.審美之美:構(gòu)建高中物理樂學(xué)課堂的教學(xué)策略［J］.教育導(dǎo)刊.廣州.2010，1:(86-88).

［4］夏孝祥.讓高一新生學(xué)好物理有妙法［J］.新課程(綜合版)，上海，2010，2(84-85).

(欄目編輯張正嚴(yán))

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文