“體驗學習圈”在物理概念教學中的應用
——以“壓強”教學為例

美國教育家大衛·庫伯在綜合各種經驗學習模式的基礎上，創造性地提出“體驗學習圈”理論，認為體驗學習過程是由4個學習階段構成的環形結構，包括具體體驗、觀察反思、抽象概括和主動檢驗［1］，如圖 1。“具體體驗”是讓學習者經歷一種新的體驗，“觀察反思”是學習者基于體驗和觀察進行反思內省，“抽象概括”是學習者內化所觀察的內容并使之成為合乎邏輯的概念，“主動檢驗”是學習者驗證這些概念并運用它們解決具體問題，從而形成進一步“具體體驗”所需的經驗。體驗學習圈不是一個平面的循環過程，而是一個螺旋上升的過程。運用體驗學習圈理論能有效避免只有體驗而缺乏思維活動的教學現狀。

圖1 庫伯的體驗學習圈模型

“壓強”是初中物理的核心概念，是“液體的壓強”“氣體的壓強”等后續學習的基礎，學習重點是探究壓力作用效果與壓力大小和受力面積的關系，理解壓強概念，學會用壓強知識解釋生活現象或解決物理問題。“壓強”知識與學生生活聯系緊密，體驗學習圈又是一種有效的經驗學習模式，故可用體驗學習圈理論指導“壓強”的教學。

一、體驗學習圈在物理概念教學中的應用

1.創設實踐活動，豐富具體體驗。

學習的起點來自學習者的經驗，具體體驗階段是整個學習圈的基礎，是學生反思、概括的源泉。此階段要設計主體實踐活動，使學生主動參與，獲得直接經驗。主體實踐活動包括體驗性活動、探究性實驗等，其教學功能或是激發學生學習興趣，或是讓學生產生認知沖突，或是使學生經歷物理概念規律產生的過程。

【教學環節1】“壓強”導入。

體驗活動：（1）學生嘗試弄爆氣球的方法，體會到一個氣球很容易被弄爆；（2）約30個氣球緊密地、呈方形地排列在地面上，在氣球上平放一木板，剛好遮住所有氣球，問：如果一位學生站在木板上，氣球會爆掉嗎？學生幾乎異口同聲地肯定。讓一位學生慢慢站上木板，結果板下氣球完好。［2］

（設計意圖：讓學生參與一些出乎意料、扣人心弦的體驗活動，能激起學生強烈的認知沖突，產生探究原因的內驅力。）

【教學環節2】猜想壓力作用效果與哪些因素有關。

體驗活動：（1）如圖2，一只手的手掌頂住氣球，另一只手的食指按壓氣球，觀察氣球形變程度。逐漸加大壓力，觀察氣球的形變有何變化。（2）如圖3，將鉛筆一端削尖，用兩只手的食指分別壓住鉛筆兩端，體驗兩個手指的感覺。逐漸加大壓力，再體驗手指的感覺。

圖2 按壓氣球

圖3 按壓鉛筆

（設計意圖：這兩個體驗活動取材簡單，效果顯著，分別從視覺和觸覺兩個維度豐富學生體驗，引導學生猜想，使猜想有理有據。）

【教學環節3】探究壓力作用效果與壓力大小、受力面積的關系。

探究活動：提供器材如小釘板、裝有沙的水槽、鉤碼、礦泉水瓶、海綿、橡皮泥、粗細不同的棉線等，學生設計方案開展自主探究，按小組匯報探究過程與結論。

（設計意圖：通過開放性的探究活動，培養學生的發散思維和動手能力，讓學生匯報實驗過程，增強學生的邏輯思維能力和口語表達能力，有效促進學生物理學科核心素養的發展。）

2.借助問題串，引導觀察反思的方向。

由于學生的體驗往往是立體的，所獲得的信息復雜且是非結構化的，因此教師需要以問題為引導，讓學生有目的地觀察活動過程與結果，并對體驗過程中的情境碎片進行回憶、整合與反思，為學生抽象概括出物理概念積累經驗。

比如，教學環節2中圖2的活動，學生體驗的同時應結合以下問題組織學生觀察思考：氣球左右兩邊形變的程度有何不同？加大用力后又有什么變化？說明了什么問題？教學環節3中，探究時應讓學生思考：采用什么研究方法？如何判斷壓力的作用效果？還有其他方案嗎？

3.激起思維碰撞，構建物理概念。

庫伯認為，“知識的獲取源于對經驗的升華和理論化”。抽象概括階段應注意給學生足夠的時間和空間，讓他們自由表達對問題的理解和認識，甚至展開激烈的辯論，這樣有助于學生領悟引入物理概念的必要性。

教學環節3中，學生已形成了對壓強概念的初步感知，歸納出結論：（1）當壓力大小相同時，受力面積越小，壓力作用效果越明顯；（2）當受力面積相同時，壓力越大，壓力作用效果越明顯。這些結論雖然是定性的，但為壓強概念的構建做好了鋪墊，學生對這些結論需進一步抽象，以形成一般性的概念。

【教學環節4】構建壓強概念。

游戲活動：兩位學生一組，提供三塊大的方形橡皮，一位學生通過擺放橡皮（單塊或組合均可）創設不同的情境，讓另一位學生比較不同情境下橡皮對桌面的壓力作用效果，并說明道理，然后交換角色。請學生匯報相互“考查”的過程，并說明遇到的問題或困難。

（設計意圖：游戲環節實際上是對教學環節3的結論的運用。橡皮擺放情境分以下四類：壓力大小相同，受力面積不同；受力面積相同，壓力大小不同；壓力大小和受力面積都不同，壓力小的受力面積大或者情況相反；壓力大小和受力面積都不同，壓力大的受力面積也大或者兩者都小。前三類不難比較，第四類怎么判斷？教師應給學生充分的發言權，可先讓學生猜測，再探究比較。引導學生類比“比較物體運動快慢”的方法，將陌生情境轉化為熟悉的問題，如比較單位面積上承受壓力的大小，也就是比較壓力與受力面積的比值，這樣就引出了“壓強”的概念。）

4.提供新情境，檢驗與運用概念。

在主動檢驗階段，教師指導學生將獲得的新知識運用到新情境中，以檢驗新知的正確性，對教師而言這也是一次教學評價過程，用來反映學生對概念的理解程度。比如，創設以下情境讓學生運用知識予以解決：（1）“磨刀不誤砍柴工”有何物理原理？（2）小明的媽媽買了一條大魚，用塑料袋提回家，沒走多久手就被勒得很疼，請幫她解決這一問題，并說明道理。課堂導入中，為什么木板上站人而氣球沒有被壓爆？（3）提供方格紙，估測自己站立時對地面的壓強。前兩類情境源于生活或課堂事實，分別對應增大、減少壓強的方法，當用壓強知識能解釋這些現象和事實時，學生進一步確認了壓強概念的合理性和正確性。第三個問題旨在鍛煉學生運用壓強公式，其中涉及面積的估測技巧和單位換算。

二、體驗學習圈在物理概念教學實踐中的思考

1.合理設計體驗活動，讓學生愉悅高效地體驗。

（1）營造適度緊張的體驗氛圍。

參與體驗活動是學生進行體驗學習的第一步，教師要注意營造良好的體驗氛圍。心理學研究表明，學生在適度緊張的精神壓力和焦慮狀態下學習效果最佳。體驗活動設計存在一個認識誤區，覺得活動就要追求刺激、震撼的效果。誠然，這些體驗活動能給學生留下深刻印象，對知識掌握有積極意義，但如果體驗活動超出學生身心承受的“度”，就會給學生留下心理陰影，甚至帶來心靈創傷。

（2）減少同質體驗活動，避免對生活經驗的簡單重復。

要盡量減少同一類型的體驗活動，比如在課堂導入環節，為了活躍教學氣氛，筆者設計了氣球上站人游戲和坐釘子板兩個活動。這兩者本質相同，在具體實施時可以舍棄一個。此外，還要避免僅僅是對生活經驗的簡單重復，只有當體驗活動對學生有新鮮感，或者是對生活經驗的重新認識和深入探究時，才能激發學生興趣，才有助于物理概念的教學。

2.循環使用體驗學習圈，讓學生經驗持續生長。

核心概念處于物理學科知識的中心位置，利用這些概念能解釋、預測諸多物理現象。正因為核心概念的地位和特點，對于核心概念的教學往往需要循環使用體驗學習圈，使學生對核心概念的內涵和外延得以深刻理解。

圖4為基于體驗學習圈理論的“壓強”教學流程圖，“壓強”概念的教學就是將這些學習圈環環相扣，最終串聯起來的過程。通過教學環節1的體驗，引發學生認知沖突，繼而產生疑問：氣球為什么沒爆？教學環節2的圖2、圖3體驗活動，促使學生觀察思考壓力作用效果與哪些因素有關，學生體驗后概括出與壓力大小和受力面積有關。對這一經驗的檢驗與運用發生在教學環節3的探究活動中。每一個學習圈所形成的知識經驗，都將是進一步學習體驗的基礎，這正是經驗具有連續性特征的表現。同樣，教學環節3得到的結論在教學環節4的游戲活動中加以運用，但學生發現用現有知識不能解決第四類情境中壓力的作用效果問題，從而產生學習新知的內在需求，自然引入壓強概念，最后通過解釋生活現象和解決具體物理問題來檢驗和運用壓強知識，達成教學目標。

圖4 “壓強”體驗學習圈螺旋式設計

3.科學應用體驗學習圈，讓教學指向學生思維發展。

課堂教學的結構從縱向看通常是由一個個相互關聯的教學環節（或單元、模塊）構成的，每一個“環節”又承載著一定的功能，指向學生的部分發展目標。［3］核心概念的重要教學環節應完整體現學習圈的四個階段，如圖4中的教學環節2、3、4。而對于核心概念的一般教學環節或普通概念的教學，則可視學生學情靈活使用體驗學習圈，教學過程可適當簡潔些，比如作為導入的教學環節1，具體體驗的目的是讓學生聚焦“氣球沒被壓爆”這一反常現象，激發學生反思、探究的動機，所以此環節只涉及前兩個階段。

有研究表明，參與度最高的學習模式是學習體驗與具體的現實事物相關聯，學習者積極主動地參與到學習情境中，通過親身體驗，獲得直接經驗。［4］因為核心概念在物理學科中的特殊地位，故在核心概念教學的具體體驗階段應首選實踐性活動。但在有限的教學時間內不可能讓學生經歷每一個物理事實，且有些體驗活動具有危險性，所以在核心概念的一般教學環節或普通概念的教學時可以通過多媒體、教學模型等手段讓學生進行間接體驗，例如在“壓強”的運用環節，教師可以播放“汽車過身”“腹上開石”等表演視頻，豐富學生對這些現象的本質認識。

［1］嚴奕峰，謝利民.體驗教學如何進行：基于體驗學習圈的視角［J］.課程·教材·教法，2012（06）.

［2］王鈺生.讓學生在體驗中享受學習物理的樂趣：以“壓強”教學為例［J］.物理教師，2014（11）.

［3］孫紅保.課堂“教學活動”與“目標”一致性模型的建構與實踐［J］.全球教育展望，2017（03）.

［4］王吉康.試析體驗學習雙循環圈理論［J］.比較教育研究，2017（03）.