知識(shí)構(gòu)建在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

張建忠

濱州市濱城區(qū)楊柳雪鎮(zhèn)中心中學(xué) 山東濱州 256655

知識(shí)構(gòu)建在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

張建忠

濱州市濱城區(qū)楊柳雪鎮(zhèn)中心中學(xué) 山東濱州 256655

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.01.077

1 前言

結(jié)構(gòu)教學(xué)理論的代表人物布魯姆說(shuō)過(guò)：“不論我們教什么學(xué)科，務(wù)必使學(xué)生理解掌握學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，……學(xué)生獲得的知識(shí)，如果沒(méi)有圓滿的結(jié)構(gòu)把它聯(lián)在一起，那是一種多半會(huì)遺忘的知識(shí)。”建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：“情景”“協(xié)作”“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素。

物理教學(xué)過(guò)程中，常發(fā)現(xiàn)學(xué)生上課聽(tīng)得懂、看書(shū)看得懂，但在解決問(wèn)題時(shí)一做就容易錯(cuò)的情況。通過(guò)自己的反思與理論學(xué)習(xí)，筆者發(fā)現(xiàn)這種情況的主要原因是學(xué)生頭腦中沒(méi)有建構(gòu)起完整、準(zhǔn)確的物理情景。所以教師在物理教學(xué)中要充分利用建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論來(lái)幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)的意義的建構(gòu)，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、不斷明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、采取各種教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過(guò)程最優(yōu)化，以達(dá)到充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)習(xí)能力的目的。所以將教師“學(xué)科知識(shí)建構(gòu)”和學(xué)生“知識(shí)構(gòu)建”引入物理課堂。

2 利用多媒體技術(shù)，幫助學(xué)生打造好物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的基石

1）教師要建構(gòu)知識(shí)體系，為學(xué)生提供必要的探究學(xué)習(xí)資料。建構(gòu)的模式可以是：物理學(xué)科知識(shí)總圖——章節(jié)知識(shí)圖——單元知識(shí)圖——課時(shí)知識(shí)圖。單元知識(shí)圖包括：?jiǎn)卧R(shí)結(jié)構(gòu)圖——標(biāo)注——知識(shí)鏈接。知識(shí)鏈接包括：前置探究作業(yè)——德育滲透點(diǎn)——重難點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn)標(biāo)注——課時(shí)教案——課時(shí)課件——題庫(kù)（課時(shí)練習(xí)、過(guò)關(guān)檢測(cè)題）——視頻/數(shù)據(jù)/文本/網(wǎng)頁(yè)等

2）幫助學(xué)生建構(gòu)完整、有序的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)，先要使學(xué)生理解物理概念、規(guī)律、觀念、方法。怎樣使學(xué)生理解物理概念、規(guī)律、觀念、方法呢？這項(xiàng)工作必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象分析、數(shù)學(xué)推理，揭示物理現(xiàn)象、物理量之間定性或定量的關(guān)系。并通過(guò)分析、概括、推理等思維活動(dòng)歸納出物理概念、規(guī)律。這一過(guò)程可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力，體會(huì)和認(rèn)識(shí)物理學(xué)的研究方法和思維方法。通過(guò)對(duì)這部分內(nèi)容的整體把握，歸納和梳理，利用知識(shí)構(gòu)建地圖軟件，將相關(guān)概念、實(shí)驗(yàn)演示視頻、現(xiàn)象分析、前置問(wèn)題以及習(xí)題等與地圖軟件建立鏈接，形成結(jié)構(gòu)圖，再將知識(shí)結(jié)構(gòu)圖內(nèi)在的聯(lián)系建立網(wǎng)絡(luò)鏈接，使之形成一個(gè)有機(jī)的整體，為學(xué)生探究和建構(gòu)新知提供必要的支持，提高課堂教學(xué)效率。

例如，密度概念對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)較抽象，用傳授式的方法是行不通的，教師要以學(xué)生動(dòng)手、體驗(yàn)為主，借助教師知識(shí)建構(gòu)中豐富的探究資源，師生互動(dòng)，共同探究，測(cè)出不同體積的銅、鐵的質(zhì)量，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。

然后通過(guò)設(shè)問(wèn)“體積相同的銅塊與鐵塊質(zhì)量是否相同？體積不同的銅塊（或鐵塊），它們的質(zhì)量是否相同”，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)，初步感知質(zhì)量不但跟體積有關(guān)，還和物質(zhì)種類(lèi)有關(guān)。進(jìn)一步設(shè)問(wèn)：“對(duì)銅塊（或鐵塊）來(lái)說(shuō)，它的質(zhì)量跟體積有什么關(guān)系？質(zhì)量與體積之比又有什么特點(diǎn)？銅、鐵的質(zhì)量與體積之比是否相同？它表明了什么？”通過(guò)學(xué)生對(duì)表格中數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析討論，認(rèn)識(shí)到同種物質(zhì)的質(zhì)量與它的體積成正比；對(duì)同種物質(zhì)來(lái)說(shuō)，質(zhì)量/體積的值不變，與質(zhì)量、體積無(wú)關(guān)，而不同的物質(zhì)，質(zhì)量/體積的值一般不同；說(shuō)明質(zhì)量/體積的值反映了物質(zhì)的一種特性，為了表示物質(zhì)的這種特性，物理學(xué)中引進(jìn)了密度這一物理量。

通過(guò)這種知識(shí)建構(gòu)方法，將各章節(jié)知識(shí)建立網(wǎng)絡(luò)鏈接，建構(gòu)成為一個(gè)備課與上課的資源庫(kù)，它的內(nèi)容收錄廣泛，實(shí)用性強(qiáng)，讓師生快捷地從中獲得學(xué)習(xí)探究中所需的數(shù)據(jù)、演示記錄、視頻資料、歷史史料、網(wǎng)頁(yè)、題庫(kù)等，形成“學(xué)科知識(shí)建構(gòu)”，為學(xué)生的探究學(xué)習(xí)提供有效的保障。

另外，師生互動(dòng)、學(xué)生主動(dòng)參與、積極體驗(yàn)的過(guò)程使學(xué)生在一開(kāi)始就對(duì)物理概念、規(guī)律有了較好的理解或掌握，對(duì)物理概念、規(guī)律形成過(guò)程中的科學(xué)思想、方法（如控制變量法、從特殊到一般的研究方法等）也有較深的領(lǐng)悟。

3 通過(guò)構(gòu)建知識(shí)地圖，幫助學(xué)生建構(gòu)完整的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)

3.1 讓學(xué)生弄清并畫(huà)出每一單元概念、規(guī)律間的邏輯體系

每一單元內(nèi)容學(xué)習(xí)完后，要讓學(xué)生根據(jù)自己的理解畫(huà)出頭腦中這一單元的概念、規(guī)律間的邏輯體系圖，學(xué)生畫(huà)出的圖豐富多彩，各具特色，對(duì)他們加以引導(dǎo)，學(xué)生有能力使自己畫(huà)出的圖更接近客觀的邏輯體系圖。

3.2 幫助學(xué)生將物理觀念、方法和上述邏輯體系有機(jī)組合

在弄清并畫(huà)出概念、規(guī)律間的邏輯體系的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生將該邏輯體系與物理觀念、方法有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，去了解完整的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，弄清知識(shí)的基本結(jié)構(gòu)和內(nèi)在規(guī)律，使學(xué)生的物理學(xué)習(xí)躍上較高的層次。同樣，通過(guò)引導(dǎo)，學(xué)生能畫(huà)出較完整的某單元或幾個(gè)單元有機(jī)聯(lián)系的認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖,將零散的知識(shí)系統(tǒng)化、整體化，開(kāi)發(fā)學(xué)生的智力潛能，提高聯(lián)想、分析、判斷等邏輯思維能力，提高學(xué)生的有效記憶能力和創(chuàng)新能力。

例如，學(xué)生將密度、壓強(qiáng)、浮力幾個(gè)單元的概念、規(guī)律間的邏輯體系圖分別畫(huà)出后，引導(dǎo)學(xué)生將物理觀念、方法有機(jī)融合到這幾個(gè)體系中去，使學(xué)生找到這些體系之間的有機(jī)聯(lián)系。比如，用控制變量法可將密度、壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)等概念聯(lián)系起來(lái)，因?yàn)檫@些概念的形成過(guò)程都用到了這一探究方法；用演繹推理的思維方法可將壓力和浮力概念、密度、液體壓強(qiáng)、阿基米德原理有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。

總之，要鼓勵(lì)學(xué)生多角度尋找同一或不同體系中概念、規(guī)律間的聯(lián)系，進(jìn)行合理的建構(gòu)，這樣，學(xué)生頭腦中的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸變得縱橫交錯(cuò)、變得穩(wěn)固起來(lái)，逐漸變得靈動(dòng)起來(lái)，也就逐漸建構(gòu)起學(xué)生自己的具有個(gè)性化的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

3.3 構(gòu)建物理情景和物理模型

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理與實(shí)際生活緊密聯(lián)系。因此，在教學(xué)過(guò)程中要注意情景的引入、實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)、物理模型的講解，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中把一些物理情景、物理實(shí)驗(yàn)、物理模型深深地印在自己的大腦里面，這樣比死記一些概念、規(guī)律效果應(yīng)該好得多。而且學(xué)生這樣學(xué)習(xí)知識(shí)掌握得更加牢固，也許終身都不會(huì)忘記。

下面一起來(lái)分析幾個(gè)例子。

1）在學(xué)習(xí)光現(xiàn)象的時(shí)候就要讓學(xué)生把相關(guān)的圖深深地印在大腦里，這樣光的反射規(guī)律就記得很牢固，而且也很容易理解反射規(guī)律的內(nèi)涵。

2）在學(xué)習(xí)物態(tài)變化時(shí)，就要明確告訴學(xué)生一定要把當(dāng)時(shí)做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程深深印在自己的大腦里面，這樣就很容易理解各種物態(tài)變化的真正含義。比如觀察水的沸騰的實(shí)驗(yàn)，在水沸騰前和沸騰時(shí)，始終在對(duì)水進(jìn)行加熱，反過(guò)來(lái)說(shuō)明液體沸騰前和沸騰時(shí)都要吸收熱量，沸騰又是汽化的一種方式，也就說(shuō)明汽化要吸熱；而液化是汽化的逆過(guò)程，所以液化就要放熱。

當(dāng)然，要讓學(xué)生學(xué)得有興趣，需要教師多加引導(dǎo)，逐步培養(yǎng)學(xué)生自動(dòng)建構(gòu)物理情景和物理模型。