心理學知識在高中物理教學中的應用初探

摘要：教學是人與人的交流，心與心的碰撞，善于讀懂和利用人的心理是施教者的必備素質。相對初中而言，高中物理更注重了抽象思維，難度和知識點也均有明顯增加，學生多有畏難情緒，學習效率普遍不高。所以，關注學生心理，施以相宜的心理學策略，變得十分重要。倘若能在教學中融入一些有用、有趣的心理學知識，必將能轉變學生的認知，提高教的效能，增強學的趣味。

關鍵詞：7±2效應；艾賓浩斯遺忘曲線；暈輪效應；羅森塔爾效應；對比；高中物理

高中物理學科，對學生的能力要求（理解能力、推理能力、分析綜合能力、利用數學解決物理問題的能力、實驗探究的能力）均較高，學生多有畏難情緒，學習效率普遍不高。怎樣借助心理學知識，提高教學效能，下面是一些淺見。

一、 7±2效應在教學中的應用

短時記憶是指信息一次性呈現后，在人腦中保持在一分鐘以內的記憶，存在一定的規律性。比如：把一把瓜子撒在地上，人們很難一下看到超過7個。這是19世紀中葉，首先由哲學家威廉·漢密爾頓（愛爾蘭）發現的現象。1956年，心理學家米勒（美）通過研究提出了短時記憶的容量為7±2個的觀點。并且，他由信息加工理論得出，短時記憶容量不是以信息論中所采用的比特（bit）為單位，而是以組塊（即對材料加以組織、再編碼）為單位。可以把類似的單個項目結合成為一個大一些的塊；也可以根據經驗使組塊較原來更有意義。這樣便可以提升短時記憶的寬度。

高中物理課堂教學中通常會包含有很多的知識點，教師在備課中，如果不加注意的話，“大容量”就會為有限的課堂教學埋下低效的伏筆。比如：在高三一輪學習“運動的描述”時，就會涉及“質點”“參考系”“坐標系”“時間間隔”“時刻”“位移”“路程”“平均速度”“平均速率”“瞬時速度”“瞬時速率”“速度的變化量”“速度的變化”“速度的變化率”“加速度”等概念。如果課堂設計不夠巧妙，一股腦的灌進學生腦子里的可能真的是一盆“漿糊”。那么該如何設計呢？這就要找到他們的關聯，把知識點分組呈現。比如：參考系是被選來作為參照的物體。而坐標系是關于物理量的特殊的參考系，以坐標原點為參照（如，關于位置的一維直線坐標系，各位置都是相對坐標原點的）。我們可以把它倆作為一組知識點來講。時間間隔和時刻的區別在于前者是時間段，后者是時間點，但日常生活敘述中不加區分，統稱為時間，所以我們要把這兩個知識點作為一組；位移是矢量，指初位置到末位置的有向線段，路程是標量，指運動軌跡的長度，二者可以在同一幅圖中體現出來（如右圖），所以可以納入一個組塊，作為一個知識點；而生活中所說的速度實際上也是籠統的，在物理上準確來講，應該分為：平均速度（位移和時間的比值）、平均速率（路程和時間的比值）、瞬時速度（瞬時值，有方向）、瞬時速率（瞬時速度的大小），所以，加以整合后不難理解，可以作為另一個組塊；而瞬時速度的變化量僅僅是速度的變化，表達式為Δv=v2-v1；速度的變化快慢稱為速度的變化率，記為Δv/Δt，也稱為加速度，記為a，所以我們看到，速度的變化量、速度的變化率、加速度這幾個物理量是相關聯的，所以完全應該作為一個組塊的知識點來講。所以，由分析我們可以看到，上面的課堂內容總共包含了6塊：一、 質點；二、 參考系、坐標系；三、 時間（時刻和時間間隔）；四、 位移和路程；五、 速度（4個）；六、 加速度（變化量、變化率）。每塊的知識點都不超過5個，完全在我們的短時記憶廣度內。所以，這種方法可以使我們既大量又高效的理解各個知識點。

二、 艾賓浩斯遺忘曲線在記憶物理公式中的應用

在很多學生甚至教師眼里存在一個誤區，即物理學科靠理解就夠了，不能死記硬背。不否認物理需要較強的抽象思維，但是，熟知物理公式等知識點仍是學習物理的第一關，如果忽視了這一關，直接面對應用，就會感到力不從心。這也是學生眼高手低的主要原因所在。

那么教師如何幫助學生牢固的記憶公式呢？——艾賓浩斯遺忘曲線來幫忙！（如下圖）

該曲線表明了記憶程度在記憶時間上的對應關系：在剛剛記憶完畢時大腦可保持100%的擁有量，可是遺忘也在同時進行，20分鐘之后就只剩下58.2%了；1小時之后僅余 44.2%；8～9小時之后35.8%，1天后33.7%，2天后27.8%，6天后25.4%，1個月后21.1%……艾賓浩斯遺忘曲線讓我們了解——在學習中的遺忘是有規律的，在記憶的最初階段遺忘的速度很快，后來就逐漸減慢了，到了相當長的時間后，幾乎就不再遺忘了，這就是遺忘的發展規律。所以，復習最有效的時間是在一天之內，在這個時間段，花很少的精力就可以恢復記憶，事半功倍。超過這個時間段，因為遺忘比率已達70%，所以勢必收效甚微。

比如，在運動學中，我們依次學習了勻變速運動速度公式v=v0+at；勻變速運動位移公式：s=v0t+（1/2）at2；勻變速運動速度-位移公式：v2-v20=2as。對一般學生而言，即使做了很好的理解，也難說能很快全部記牢。所以，根據遺忘規律，我們應該在推導出基本公式之后，先不忙講應用，可立即留出分把鐘時間，讓學生強化一下，及時鞏固，比如：“同學們，現在請你閉上眼睛把公式在腦海里過一遍吧。”或者“請同學們合上書本，獨自默兩遍公式，看能不能默出來。”或者也可以讓學生上黑板默寫，增強刺激，使印象更深刻；有時間的話可以組織一個背公式比賽，看提問時誰能一個字母不錯。接下來一定是對公式的應用了，可通過例題或練習冊。應用過程實際就是一次次記憶的強化，抵消遺忘。最后是課末的復習，要么板書，要么幻燈片呈現，簡明扼要，再次強化。

另外，不光是對公式，對靈活多變的解題方法，建立錯題本也是非常重要的，有空多翻翻，符合記憶規律。

三、 巧用暈輪效應

暈輪效應又稱“成見效應”“以點概面效應”等，是美國心理學家凱利（H. Kelly）提出的。它是一種影響人際知覺的因素，指在人際知覺中所形成的以點概面或以偏概全的主觀印象。如一個人最初被認定是好的，則他身上的其他品質也都被認為是好的，有似“愛屋及烏”的原理。endprint

很多人認為，物理老師刻板、嚴肅，少有浪漫和激情，給人距離感。也時常聽到學生談論：某某物理老師可嚴厲啦，我最討厭他的課了；某某物理老師可土了，邋里邋遢；某某物理老師的字真丑，話也說不清……作為物理老師，大學培養了我們嚴謹科學、實事求是的人文氣息，但是這種優秀特質需要學生慢慢去體會，就教學吸引學生而言，我們的嚴謹、樸素很難一下子抓住學生的心。學生不感興趣，再加上有些老師的確不注重自己的形象，也許一照面我們就輸了。所以 1. 適當的包裝自己，也是必要的。我們打扮可以不入時，但絕不能難以觀瞻，要干凈整潔，落落大方。2. 學生總是佩服那些有“特殊”才能的人，也許僅僅因為你將圓周運動的圓畫得好，學生就會對你佩服得五體投地，而一黑板有如書法的公式，講的妙趣橫生的物理學史，“驚天動地”的物理實驗，更能讓學生對你加分不少。3. 想方設法拉近和學生的距離。比如語言上：“咱們一起來學習一下……”，而不是“你們認真聽好了……”；表情上要展露微笑，可親可愛，而不是顯示出厭煩。總體上講，教書是門藝術，教師要當一個表演家。一個語言風趣幽默的人，勝過一個沉默寡言的人；一個多才多藝的人，勝過一個素質單一的人；一個語氣溫和，笑容可掬的人，勝過一個總板著面孔的人。所以，我們要勇于展現自身魅力，拉近和學生的距離。親師信道，孩子們真的會愛上物理。

四、 由羅森塔爾效應想到的

“羅森塔爾效應”，是由美國著名心理學家羅森塔爾和雅格布森，在一次經典的實驗后共同提出的。1968年，羅森塔爾和雅格布森考查某校，隨意從每班抽3名學生共18人，表示：“這18名學生經過科學測定全都是智商型人才。”事過半年，羅森又來到該校，發現這18名學生的確超過一般，長進很大，再后來這18人全都在不同的崗位上干出了非凡的成績。事實上，他們所提供的名單完全是隨機抽取的，通過“權威性的謊言”暗示教師，并隨之將這種暗示傳遞給了學生。

所以，我們要讓學生感受到信任和期許。比如，在物理課上：“同學們，你們是我見到的非常棒的學生，具有學好物理的潛質。”“你的物理思維讓我眼前一亮，多加努力一定會學好物理！”又比如，在作業批改時，要努力發現孩子的閃光之處，寫一些鼓勵的話：“解題較為規范，‘解字寫得好，有進步！”“過程表述準確，思路清晰！”“研究對象選取的好，有思想，解題過程得以簡化！”“受力分析準確，很好！”“遠距離輸電圖畫的真漂亮！”等；再比如，高中物理試題得分率一貫較低，容易使學生喪失信心。此時，他需要一個更強壯的意識去治療它，教師可以用權威使他產生信心和信仰，比如：訓練一些“高難度”的試卷，讓學生得到較為理想的分數。

五、 巧用對比記憶法

對比的過程就是發現事物的共同屬性和本質特征并加以區分的過程。在心理學上，對比還能夠主動構建事物之間的聯系，刺激有意注意，具有較高的效率。

高中物理中有很多知識點具有一定的相似度，容易混淆，可以用對比的方法快速區分、記憶。比如：波爾的原子模型和衛星軌道出奇的相似——電子繞轉原子核之于衛星繞轉中心天體，且無論電子或衛星，均是離圓心越遠能量越高，勢能越大，動能越小；又比如：在章節《萬有引力與航天》中，萬有引力定律公式記為：F=Gm1m2/r2（G為引力常量），而在電學《靜電場》部分，庫侖定律記為：F=kq1q2/r2（k為靜電常量），分別代表兩質點（點電荷）間的力。這讓我們不由得驚嘆自然界的對稱美！再比如：重力做功與重力勢能的關系，電場力做功與電勢能的關系，分子力做功與分子勢能的關系，均滿足做正功，勢能減小，反之增大的規律。還有，物理學中常用到比值定義法定義物理量，如：E=F/q，C=Q/U，R=U/I，I=Q/t，a=Δv/Δt……以E=F/q舉例：它的特征是E僅僅是數值上等于F比q，并不是取決于F和q，而是由場源電荷和位置共同決定的。它們的定義方法相同；還有，比如：攝氏溫度與熱力學溫度、熔化和凝固、熔點和凝固點、晶體和非晶體、汽化與液化、蒸發與沸騰、升華與凝華、質量與重力……都可以通過對比的方法區別，使記憶牢、理解深。

心理學是物理學科教學的好幫手，很大地促進教學方法的改進和提升。怎樣充分發揮心理學在高中物理教學中的作用，拓展應用空間，對我將充滿挑戰，我將孜孜以求。

參考文獻：

[1]2017年江蘇省普通高中學業水平測試（選修科目）物理科說明.

[2]劉儒德主編.《教育中的心理效應》（第2版）.上海：華東師范大學出版社，2012，9.

作者簡介：

程言釗，教師，江蘇省徐州市第三中學。endprint