高中物理教學內容的認知化處理策略

摘 要 高中物理教學內容認知化處理策略為：幼稚化、興趣化和有序化。從教師可操作層面論述了六個幼稚化策略、三個興趣化策略和兩個有序化策略。

關鍵詞 高中物理教學 認知化 策略

高中物理教學內容認知化處理就是在呈現教學內容的邏輯層次時要符合學生的認知心理規律，換言之，就是教學的節奏要適合學生認知規律。其核心是關注學生的學習，因此，也可稱邏輯層次學生化。認知化處理主要有三大策略：幼稚化、興趣化和有序化。

一、幼稚化

蘇霍姆林斯基說過：“教師必須在某種程度上變成孩子”。所謂幼稚化，就是教師自覺將自己的知識基礎、能力水平還原到和學生同思考、共水平狀態，思學生所思，想學生所想，疑學生所疑，惑學生所惑，這樣，才能助學生所需，解學生之疑，釋學生所惑。可以運用以下幾個策略。

1.顯性化

顯性化是教師幼稚化的重要措施。在給學生提供多個思維加工信息時，要充分注意到有不少學生并不能夠把所需的若干加工信息記在頭腦中。教師往往過高估計或者忽略了學生記的能力，而當老師提供的顯性化信息詳略得當，學生能夠記得下來，就會保持學習興趣，從而提高學習的效率。是否詳略得當，要以是否滿足大多數學生的認知需求，略而不使差生迷茫，詳而不使優生厭煩。

2.慢化教學節奏

當前，我國普通高中教學節奏過快是普遍現象，教學亟需重視慢的藝術。教學節奏的快慢要恰當，符合學生的思維速度。要注意安排傾聽學生心聲的環節，捕捉有意義的生成資源。這些都需要恰當的時間。教學中要把“讓問題飛一會兒”和傾聽學生心聲的時空補足，是當前放慢教學節奏，豐富教學內容邏輯層次的重要舉措。

3.關注細節

學生學習過程中常常會遇到這樣那樣的攔路虎、絆腳石，一葉障目不見泰山，形成思維障礙。這些思維障礙往往就隱藏在教學的細節之處，常常被忽視。所以，有效教學需要關注細節，發現學生的思維障礙。要注意安排傾聽學生心聲的環節，捕捉藏在教學細節中的干擾學生的攔路虎、絆腳石，留有排除思維障礙的余地。

4.多問為什么

學生思維主要表現是凡事喜歡問個為什么？教師要稚化思維，表現在處理教學內容時，要多問為什么，把教材內容中缺乏因果過渡的部分補足豐滿，以滿足學生的求知欲。例如，重力勢能這節中，教材內容中缺乏為什么重力勢能與重力的功密切相關的教學層次，鄭青岳老師發表的關于重力勢能的教學設計中，創造性地補充這一認知邏輯層次，設置問題情境：一個物體在平行粗糙接觸面拉力作用下，經歷先下坡、水平面和上坡的過程[1]，通過分析提取各力做功情況和重力勢能變化等認知加工信息，并列表記錄。通過這些顯性呈現的認知加工信息使學生得出重力勢能變化與重力做功密切相關。

當然，要注意甄別學生問“為什么”的教學價值。學生常見的“為什么”有三類：其一，對當前的教學內容具有價值；其二，超出能力范圍或與教學目標不相關；其三，“忘前疑后”，有的“為什么”純屬學生不記得或忘卻了上位信息，造成對下位結論的不解而發出的聲音。所以要注意依據教學目標控制學生的“為什么”發展方向，把與教學目標密切相關的“為什么”深挖細究，滿足學生的求知欲，提升學習興趣。對“忘前疑后”的“為什么”要及時補缺。對超出能力范圍或與教學目標不相關的“為什么”要及時打住，不要糾纏。

5.循序漸進

這是一條基本教學原則。教學內容的邏輯層次要由淺入深、由表及里、由簡到繁、由易到難、從具體形象到抽象、積少成多，高難的知識臺階化。要考慮學生思維可達到的能力和心理可接受程度，教學要在學生的最近發展區實施。

6.設置復習鞏固環節

遺忘是不可避免的，溫故知新，鞏固性原則是教學的基本原則之一。當老師在講新知時要對學生頭腦中的舊知有切實的估計，按照遺忘規律，把控學生的遺忘程度，設置恰當的復習環節是非常必要的。在做出新的結論時也要考慮運用必要措施使學生記住必要的加工信息從而順利理解結論。

二、興趣化

愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”。教師要努力提升設計調動學生學習興趣的能力，運用好“興趣”這個最好的老師。

1.知識問題化，問題情境化

教師設計時要按照知識→問題→情境，學生學習過程按照情境→問題→知識[2]。創設情境的方法主要有：（1）做實驗；（2）講故事；（3）播放視頻、動畫，展示圖畫和教具；（4）運用風趣幽默語言；（5）畫粉筆圖畫。要把知識巧妙地融于鮮活的情境之中，用情境吸引學生，用問題點化學生。要善于利用新奇的實驗現象、問題激發學生認知沖突，形成學習興趣和動機。例如，在講解觀察者從正上方觀察水中物體變淺問題，運用畫粉筆圖畫和風趣幽默語言創設情境：先畫一點一線，表示物點（發光點）和水面；問：“你在正上方為什么能夠看到這點？”這點發出的光有一束進入人眼睛；再問：“確定物點或像點用幾條光線？”選兩條即可；先作出最簡單的一條，垂直水面的光，折射后不變方向，再畫一條斜射向水面的光線及折射后的光線，這兩條光折射后進入眼睛，畫出大眼睛，問：“請同學們瞪大眼睛，看看老師畫的是哪位同學美麗的大眼睛？”學生都開懷大笑，誰能有這么大的眼睛啊，老師你太夸張了吧！至此，學生就容易理解這兩條光線的夾角是極小的。

2.知識問題化，問題活動化

活動主要包括合作探究、分組討論和師生對話。要運用問題化手段克服教學活動的外化，避免課堂有溫度，無深度。通過互動、交流、合作、討論、評價等方式，解決問題，獲取知識。運用問題化把活動調動起來，興趣指向知識。

3.情感激發

前蘇聯教育家贊科夫說過“教學法一旦觸及到學生情緒和意志領域，觸及到學生的精神需要，這種教學法就能發揮高度有效的作用”[3]。教學中，適當安排學生閱讀課本中的物理學史內容或教師介紹一些物理學家感人的事跡來激發學生對物理的情感。課堂教學中努力營造和諧的教學氛圍。比如，提出問題后，安排一點時間，用期待的目光掃視全體學生；安排讓每一位學生有發言或討論的機會，需整體規劃，有計劃地落實于每一節課堂中；留有認真傾聽學生所言和評價的時間等等。讓學生感到老師的真情關注，親其師信其道。

三、有序化

知識之間有內在邏輯聯系，知識的形成過程、學生的認知也有規律。有序化就是整合這些邏輯和規律而使教學流程具有合情合理的連貫性和邏輯性。一般可以按照循序漸進的原則重演知識的發生過程，以有關學習理論為指導進行整體規劃，依據幼稚化、興趣化方法進行細節夯實。下面談兩個策略。

1.按照重演知識的發生過程整體規劃教學邏輯層次

教學重演律告訴我們：學生的學習過程就是對人類文化發展過程的一種認知意義上的重演；學生學習科學的心理順序差不多就是前人探索科學的歷史順序。著名教育家玻利亞也曾提出：“在教一個科學的分支（或一個理論、一個概念）時，我們應讓孩子重蹈人類思想發展中那些最關鍵的步子”[2]。新課標人教版物理教材中，增設了不少有關科學思想方法的物理學史內容和探究性實驗或活動的內容，是新課程強調重視過程方法和情感態度價值觀，倡導和凸顯探究學習的體現。

教學中，要精心研究有關科學方法的物理學史內容的教學邏輯層次，運用問題化手段，讓學生重蹈人類思想發展中那些最關鍵的步子。比如，新課標人教版必修（1）“牛頓第一定律”中，關于伽利略對運動原因的教學內容中已有豐富的邏輯層次[4]。教學中應當體現出來，使學生對伽利略科學思想方法有清晰的感受。

探究學習不僅要模擬科學探究之“形”，更要滲透科學探究之“神”。要精心設計邏輯化教學層次，以問題化為手段，避免探究的形式化和機械化。另外，在教材的其他內容中也可以有機滲透科學探究的若干環節或要素。比如，在彈力教學中，先通過觀察和體驗三個明顯形變的彈力相互作用的實例，歸納出彈力產生條件。接著，呈現微小形變的實例，因為直接看不見形變，生成問題“形變是否是必要條件？”假設此條件仍適用新實例。設計放大實驗進行求證。

2.依據相關的學習理論整體規劃教學邏輯層次

陳剛老師分析了奧蘇貝爾、布盧姆和加涅等人的學習理論，用學習理論來闡述學生學習的規律，從而提出了建立在“學生怎么學”的基礎上的概念和規律的教學模式。他認為，依據信息加工機制，有效的教學設計應滿足：（1）容量限制要求。教學中提供給學生獲得結論所需的信息，應保持在適度范圍，減少干擾信息；（2）序列加工要求。教學中提供信息的方式應滿足呈現一次加工所需的信息，獲得一個新的結論；（3）信息加工方式要求。教學中信息呈現應符合特定結論獲得的加工方式。要實現上述目標，教師應分析教學結論的內容及數量，并通過追蹤每一教學結論獲得的信息流程，確定新結論建立的必要信息及加工方式，由此對教學活動作出合理安排。學生要真正理解物理概念和規律的意義，必須形成概念和規律間的本質或者因果聯系，也就是物理概念和規律獲得的邏輯方法，即信息加工方式，主要有兩種：歸納和演繹。歸納推理中有穆勒五法，演繹推理最基本的形式是三段論，是日常生活和教學中最常運用的[5]。

據此，筆者對新課標人教版中“動能和動能定理”教學邏輯層次分析如下。學生有意義習得動能及動能定理，運用演繹推理的信息加工機制，需要顯性化呈現以下邏輯層次：功是能量變化的量度，據此關系定量研究能量；動能和質量、速度有關；根據已有知識，功的定義、牛頓第二定律和速位公式得到關系“合力功等于一個新的組合量的變化”，這個“組合量”等于質量和速度二次方乘積的一半。學生根據以上邏輯層次，演繹推理得到動能公式和動能定理。圍繞這一大的邏輯層次，運用幼稚化和興趣化方法有效夯實這三個邏輯層次中的加工信息。比如，開始播放海嘯和水輪機發電視頻，讓學生體會動能的危害和應用，激發研究動能的學習動機，并進一步復習鞏固動能和質量、速度有關的定性認識；復習鞏固定量研究能量的方法是根據功是能量變化的量度；提供情景、問題引導學生根據功的定義、牛頓第二定律和速位公式得到新的關系；教師顯性化三個層次的加工信息，并要求學生通過思考、討論從新的關系中推測動能公式和總結規律。

物理學是一門以實驗為基礎，崇尚理性、重視邏輯推理的科學。實驗為基礎主要指兩個方面：其一，實驗是獲得概念和規律的重要源泉；其二，實驗是檢驗概念和規律的唯一標準。概念和規律終究通過理性思維、邏輯推理而形成，所以學生理解概念和規律，必須通過邏輯加工方式獲得，才是有意義習得，通過這種方式的學習也使學生的邏輯思維能力不斷提高，從而提高學生的理解能力。學生缺乏邏輯推理能力或者由于遺忘不能獲得滿足一次加工所需的信息，就無法獲得新的結論，表現出疑惑不解，只能機械記憶。不論由于自身原因還是教師原因，一個記性差的學生，他獲得的邏輯加工的體驗是極少的，因而他的邏輯思維能力遠不能達到理解物理概念和規律的水平，導致對物理望而生畏。這種狀態的學生，雖然對新奇的實驗現象興致勃勃，但一旦觸及概念和規律時就索然無味。興趣化和幼稚化的方法主要是為使學生有效獲取并記住滿足一次加工所需的信息，只有促使學生經歷了有序化邏輯思維加工過程，才能真正促成知識向學生有效轉化。

參考文獻

[1] 鄭青岳.“重力勢能”的教學設計[J].物理教學，2013（8）.

[2] 吳加澍.中學物理教師的學科教學知識[J].物理教學，2012（12）.

[3] 余文森.有效教學十講[M].上海：華東師范大學出版社，2009.

[4] 張惠作.例談高中物理教學內容的邏輯化處理策略[J].教學月刊：中學版，2013（8）.

[5] 陳剛.試論物理課堂教學設計的特征和基本條件——信息加工心理學的視角[J].物理教學，2012（4）.【責任編輯 孫曉雯】