物理學科能力是指學生在完成物理學科學習任務,解決物理問題活動中所表現出的個性心理特征。由于不同教師教學策略、教學方式不同,以及學生對物理學科的興趣、學習方式、方法、接受的教學方式及思維認知等方面各不相同,學生個體在物理學科能力的形成和發展中存在差異。筆者認為,作為物理教師,我們在高三物理復習中有必要提高學生的物理學科能力。
一、物理學科能力在高考試題中如何體現?
在高中物理教學中,物理概念、規律等知識最終都是以問題(試題)形式呈現的,通過創設情境,即利用語言文字和符號,設置抽象簡要又有典型應用要求的虛擬問題情境,讓學生作答來衡量學生學科能力,描述個體素質差異。
物理學科本身存在著自身知識結構特點,從內容上看可分為力學、熱學、電磁學、光學、原子物理五部分,是從力、聲、熱、光、電、原子的現象出發,對部分物理知識作定性或定量的研究討論,相互之間似乎并不相關。但是我們只要對整個教材進行分析就可以發現:力的性質和能的性質是兩條主線。正由于物理學科本身的內容特點,教學中要著重培養五大能力:理解能力、推理能力、分析綜合能力、應用數學處理物理問題能力,以及實驗能力,學生也只有具備這些能力才能較好地處理物理問題。
試題要考查學生多方面能力,就必須以能力立意。那么具體又是怎樣體現的呢?
1.在試題命制上,學生需要準確把握其命題意圖:試題考查的知識點涉及哪些?這些知識只需要復制和再現或者需要在理解的基礎上提煉、概括、抽象、推理、運算、演繹?還是需要結合特定物理情境分析出知識點的特殊含義及聯系?或者是需要對物理情境進行充分的理解、體驗,然后運用所學知識有針對性地整理加工形成答案?
2.在試題作答過程中,需要學生對試題給出的材料進行觀察,對物理情境進行整體感知、知覺、體驗感悟,結合試題要求提取相關的個體掌握的物理知識,調動個人應對類似物理情境問題的經驗,利用自己的心智技能在大腦中進行思維加工分析,分析過程中存在抽象思維與形象思維的相互轉換、直覺、頓悟、判斷、推理、評價、綜合、創造與想象。整個解題過程的完成是在思維的不斷指導下進行的。從長期記憶中調取何種知識和技能,采用何種解題策略方法并合理優化,如何及時監控評價解題進程及排除干擾,都取決于學生對自己解題認知活動的自我監控能力。
二、物理學科能力受到哪些因素制約?
問題能否被學生正確解答,取決于學生物理學科能力高低,而能力的提高與學生的學習活動是分不開的。尋找制約學生的物理學科能力因素就要與學生的學習活動相聯系。
1.受到學生平時學習中的心理活動狀態因素制約。
學習中的心理活動,會影響學生在掌握物理知識時形成具有自己特點的知識儲備狀態。學習者只有通過自己一定的學習心理活動才能將學科知識轉化為自己掌握的知識并綜合加工,才能在需要時重現并能靈活運用。如果老師只是講授習題,不留思考空間給學生,而學生也只是一味依靠老師的講授,自己的心理活動主要是記憶老師所講的物理概念、規律和解題方法技巧,相應在頭腦中形成的只是僵化了的知識,不能學以致用。
2.受到學生平時處理物理情境問題所積累的實踐經驗的豐富程度因素制約。
經驗是在社會實踐中產生的,是客觀事物在人們頭腦中的反映,是對成功和錯誤的體驗和感受,是認識的開端。學生如果在平時積累了豐富的物理問題情境,學生認識和解決物理問題的能力就有了很大的提高。平時,學生在處理物理問題時,都會親身經歷和感受到對心理的控制、對習題的理解、對新情景題的思考、形成解題思路、運用知識解決現實性的綜合問題,都有經驗的積累,但是存在著個體差異。學生在解答習題中,如果有處理過類似物理問題情境的經驗,就能夠調動遷移,有助于順利解答。如果學生在過去的學習實踐經歷中有較多的物理學科問題具體情境形成的主觀感受及體驗,學習中處理過的情境問題的類型越多,應對當前情境問題的經驗就可能越豐富,處理同類問題將更順利,相應的物理學科能力越強。
3.受到學生面對需要解決的問題所表現出的心智操作因素制約。
心智操作就是學生面對需要解決的問題時所表現出的個人心理、思維活動過程,受學生的解決問題所具有的心理機制作用,能主動調動自己的知識體系和經驗體系為主要的心理活動過程,它包括學生智力因素和非智力因素兩方面的心理活動狀態。在解決問題的過程中,學習者要完成各種必要的智力性心理操作,比如觀察、短時記憶的形成及原有記憶信息的儲存和提取、想象、聯想、形象思維、邏輯思維等,還需要學會控制自己和長期保持良好的學習毅力等非智力因素,以保證復習過程的有效進行。
教學實踐表明,個人知識和問題情境的經驗主要來源于后天的影響,個人的心理活動操作雖與先天遺傳有關但受到后天教育的極大影響,受到教育及受教育的方式影響著學生的發展。如果復習中教師僅局限于知識的傳授,而無實踐情境化的教育經歷,教育也能造就低能力者,不能適應新的高考要求。
三、物理學科能力怎樣在復習中得到培養和提高?
目前高三物理復習課存在著明顯不足,不利于提高學生的物理學科能力,具體體現在:一是隔離地進行章節復習,忽略了章、節的內容、方法和結構上的聯系,使學生不能居高臨下看待物理現象、分析物理過程,更不會掌握思考物理問題的規律。二是片面強調系統、全面,卻重點不突出、難點沒解決。三是盲目、過量地進行習題操練,把培養學生思維能力的希望全部寄托在解答習題上,忽略物理方法和思維形式的歸納小結。因此物理復習中,我們需要反思教學,改進教學,切實培養和提高學生的學科能力。
1.轉變教學方法,幫助學生構建完整的物理知識體系。
課堂教學結合物理學科特點,改變傳統的以學生被動接受知識、以多做練習來運用知識的教學方式,重視教與學的方式的配合:以教學目標、教學內容、學生的認知規律,選擇科學的課堂教學的方式,多采用探究發現教學方法,激發學生思考,突出學生自主探究:選準探究內容、創設探究情境、提出探究問題、營造探究氛圍、親歷探究過程、啟迪探究思維。復習中引導學生主動參與知識的學習,教學生學會思考,指導學生掌握合適的學習方法。引導學生把握這些知識點在整個知識結構中的位置、作用及與其他知識點的相互關系。只有整體把握高中物理知識的聯系和綜合,才能形成完善的學科系統,在調用時,就能夠很順利地去遷移、提取、綜合。在此過程中教師的角色應是學生建構知識的支持者、幫助者和引導者;學生的角色應是教學活動的積極參與者和知識的積極建構者,需要采取一種新的學習風格、新的認識加工策略,形成自己是知識與理解的建構者的心理模式。
2.突出情境教學,幫助學生積累處理不同物理情境問題的經驗。
布魯納認為:“學習者在一定的問題情境中,經歷對學習材料的親身體驗和發展過程,才是學習者最有價值的東西。”學生在積極參與學科實踐活動中的體驗及獲得的各種性質、形態等多方面的經驗,是構成物理學科能力的必要的個人心理要素。高考中會創設一些相對新穎的情境,測試學生的實踐能力和初步創新能力;所謂新情境,是指學生尚未接觸過或學生課堂上學習經驗所所沒有的事實情境、多源于實踐,有時也包括賦予新意的已知情境、甚至假設的情境,比如社會中的熱點問題、科學技術前沿問題、科學史上一些著名實驗問題構成物理情境。
教學中教師要精心創設符合教學內容要求的情境,即設計訓練題時情境要多樣化,注意精練性和典型性:基礎性題要與復習內容相結合,與教材上例題同結構、同題型、同難度的模仿性練習題,用于鞏固當堂所復習的知識;綜合性題設計應有三維功能:一是具有本堂課內所學知識點的綜合功能,二是具有本堂課內所學知識與已往已學的相關知識的綜合功能,三是具有一題多解、或多題一思路、或一題多變、或學科內綜合等發展性功能。
教學中要激活學習的問題意識,形成基于問題的學習任務,從而展開提出問題、分析問題、解決問題的學習活動,使問題與學生原有認知結構中的經驗發生聯系,激活現有的經驗去“同化”或“順應”學習活動中的新知識,認知結構得到重組,豐富學生處理不同物理情境問題的經驗。當學生頭中腦擁有解決問題的經驗原型,經驗原型的內容越豐富和水平越高,對問題的解決能力就越強。
3.注重學生心理特征,幫助學生提高心智操作水平。
美國教育學家杜威曾指出,科學家的學科知識和教師的學科知識是不一樣的,教師必須將學科知識“心理學化”。其意是指教師應該根據學生心理規律來傳授知識,學生也應通過自己的心理加工,變化學生的“個人知識”。如果學生在處理問題時出現或存在焦慮、緊張及抑制等心理狀態,就必然會嚴重干擾學生解決問題的情理機制有效發生,影響學生的知識調用和能力表現。教學中應該緊扣學生的個性心理特征組織復習,教給學生方法,使學生的心智水平和能力得到應有的發展和提高。例如,在復習中要引導學生聯想、想象、思維、直覺、頓悟等更高級的心理活動參與解決問題;在學生記憶知識過程中,幫助學生適當應用有意注意和無意注意,在理解和應用的過程中去記憶,在應用和辨析中手腦并用不斷進行思維加工,這樣掌握的知識才是活的知識;在考試過程注意學生的考試心理狀態,它對認知操作的正常進行,起到促進或干擾作用。教師要學會幫助學生減輕心理壓力,調整好學生的心理狀態,促進學生心智操作正常發揮,排除干擾,以期表現出正常的學習水平。