試析信息技術對促進學生物理內隱學習的作用

摘要：信息技術可以為學生的物理內隱學習和外顯學習的有機結合提供良好的環境；為學生提供多種媒體的物理學習材料、豐富的練習題；為學生自主探究式學習提供良好的環境；為開展物理實踐性教學提供實驗仿真平臺。

關鍵詞：內隱學習；外顯學習；信息技術；物理教學

中圖分類號：G420

文獻標識碼：A

文章編號：1005-5843(2008)06-0111-02

一、內隱學習及其主要特征

內隱學習一詞是由美國心理學家A.Reber于1967年首次提出的。他認為，人們能夠按照兩種本質不同的模式來學習復雜的任務，一種是人們所熟悉的外顯學習，另一種便是內隱學習。外顯學習是受意識控制，需要意識參與并采取一定策略的學習方式，是有目的、有選擇性注意的學習方式，而內隱學習則是學習者沒有明確地意識到或陳述出控制他們的行為規則是什么，但卻能獲得這種規則的學習方式。

內隱學習具有以下特征：(1)強有力性：內隱學習不受或較少受心理或神經損傷的影響。此外，內隱學習獲得的知識能比外顯知識保持更長的時間，內隱認知學習系統具有較強的耐久性。(2)自動性：學習者能在沒有意識參與的條件下發現刺激任務的隱含規則和潛在結構，并學會在任務環境中對復雜關系做出適當的反應，它是保證內隱學習真正產生的前提。(3)抽象性：內隱學習獲得的是抽象的、不依賴于刺激的表面物理形式，它體現了內隱學習可以抽象出事物的本質屬性。既然內隱獲得的知識是抽象的，自然也就具有概括性，容易概括到其它不同的符號集合，因此具有良好的“遷移性”。(4)理解性：內隱學習中所習得的內隱知識在部分程度上可以被意識到。由此可知，內隱知識并非完全不能通達到意識層面，經歷一段時間的練習后，內隱知識和外顯知識并行上升，兩者還有可能會在某一點上融合，從而導致內隱學習呈現出一定的意識性。(5)無加工容量限制性：內隱記憶和信息處理不受或很少受加工容量和注意資源分配因素的影響。(6)年齡獨立性：內隱學習任務所涉及的認知加工過程不受學習者年齡的影響。(7)IQ獨立性：內隱學習任務成績與學習者的IQ沒有多大相關。

二、信息技術在促進學生物理內隱學習中的作用

(一)為物理內隱學習和外顯學習的有機結合提供良好的環境

外顯學習和內隱學習雖然是兩種本質不同的學習機制，但這兩種學習并不是處于一種完全隔絕狀態，而是有一定的聯系和某種程度上的同一性，如兩種學習方式都有注意需求性，即學習過程中需要一定的注意資源和選擇性加工，但內隱學習的注意需求性的臨界值極低。物理學習內容一方面具有明確性，可以直接領會，但另一方面又具有抽象性和復雜性，這就決定了在物理教學中，除了外顯學習外，還要加強學生的內隱學習，使外顯和內隱學習有機地結合起來。換言之，內隱學習和外顯學習的協同作用是提高物理教學質量的重要前提。有研究表明，學習復雜任務時應以內隱學習為基礎，而外顯學習適當配合其后，這樣才能達到最大效果。

總的說來，外顯學習是以教師為中心的學習方式，而內隱學習則是以學生為中心的學習方式。信息技術不僅能為學生提供豐富的學習材料，有利于學生的自主學習，而且教師還能對學生的學習進行指導和監控，因此能為內隱學習和外顯學習的有機結合提供良好的學習環境。物理的學習有時以內隱學習方式為主，有時以外顯學習方式為主，而有時卻是外顯和內隱各半。無論以哪種學習方式為主。信息技術都會給予足夠的支持。例如，在講解復雜的物理現象及過程時，可先通過多媒體課件直觀形象地再現該物理現象及過程，讓學生先有感性認識及進行內隱學習，然后教師再圍繞所展示的物理現象及變化過程，適時地做系統講授，促進學生建立起物理現象與物理概念和規律之間的聯系。如此便能克服了教學中不易理解的難點。

(二)為學生提供多種媒體的物理學習材料

內隱學習的心理加工材料主要不是語言而是心理表象。由于心理表象在無特殊要求之下對客體情境是一種概括的而非精確的模擬表征，所以在問題的解決中，它可以節約工作記憶空間，節省認知資源。因此，在物理教學中為了能讓學生更好地內隱學習，除了給學生提供文字材料外，還應提供聲音、視頻、圖象、圖表等多種不同媒體的教學材料，使學習者在感悟中不知不覺地學習，降低他們的焦慮感，提高他們的學習動機和學習效率。

眾所周知，計算機網絡環境具有豐富的物理教學資源，這些網絡資源的知識更新速度快，能夠突破教育環境的時空限制，能為學生提供含有文本、圖片、聲音和視頻等多種媒體及豐富的物理學習材料。此外，借助于信息技術可以使物理教學中微觀問題宏觀化、抽象問題具體化、無限問題有限化。

(三)為學生提供豐富及優秀的物理練習題

練習是內隱學習的重要環節。內隱學習雖然具有自動性，但并不意味著它可以跳過一定時間的累積一蹴而就地發生。實驗研究也已經證明，只有經過時間推移和練習的增加，內隱學習的效果才會體現出來，并呈現逐漸增長的趨勢。因此，只有通過大量練習，才能讓學生掌握物理問題解決的內在規則，并將這些難以言表的內隱規則遷移到新的內容中。沒有足夠的練習，對物理中的基礎概念就不會熟悉，更談不上掌握內隱規則，只有在“量”上不斷積累，才可能出現質變。此外，通過不斷的練習，還可以使學生掌握和應用物理的基礎概念達到自動化程度，從而在物理問題的解決過程中節省了大量注意資源，提高學生解決復雜物理問題的能力。

信息技術能為學生提供大量的優秀物理練習題。學生可以從相關網站或學校網站上的試題庫、練習題庫中搜索及獲取自己所需要的試題和練習題，對啟發學生的思維，開闊學生的視野有很大的幫助。

(四)為學生自主探究式學習提供良好的環境

由于物理學習內容在許多方面，如物理科學方法、物理應用技能等，具有個體性、不可言傳性，以及其運用的無意識性，使得物理學習內容內隱的程度較大。雖然內隱知識可以通過運用一些策略來習得，但大部分內隱知識都是在個體無意識、自動化的學習過程中獲得的。因此，為了更好地習得那些物理的內隱知識，在教學中應重視以學生為中心的學習方式。

信息技術創設的環境和提供大量的學習資源，有利于學生自主探究學習，也因此促進了學生的內隱學習。首先，借助于信息技術創設的虛擬實驗環境如《幾何畫板》和《仿真物理實驗室》等，可讓學生在虛擬實驗環境中進行操作、觀察現象、讀取數據、科學分析，培養學生科學研究的態度和能力，掌握科學探索的方法與途徑。例如，學生可以應用《仿真物理實驗室》，自己設計實驗對電荷的正負、電量、質量和初速度、磁場方向、磁場強度及是否勻強磁場等因素對點電荷在磁場中運動軌跡的影響進行探究學習，并最終得到問題的答案。這樣便能使學生在探究學習的過程中獲得真正的物理經驗，而不僅僅是一些抽象的物理結論。其次，網上豐富的學習材料便于學生進行物理探究學習。在物理教學中，教師可為學生安排一些探究性課題，如：“城市中的熱島效應”、“生活中的電磁污染”等等，讓學生自己選題并設計解決問題的方案。然后，學生圍繞自己選題，在網絡上查找有關資料，利用資料整理出自己的成果，并將成果寫成小論文的形式在網上發布。

(五)為開展物理實踐性教學提供實驗仿真平臺

實驗教學是物理教學的重要組成部分，它是建立物理概念，理解和掌握物理規律的重要環節。強調實踐性教學環節，旨在通過物理實驗，使學生的動手能力、科學研究能力、應用知識和探求新知識的能力在實踐中得到更好的提升。我們知道，內隱學習的效果往往需要經歷大量的實際操作或活動才能得以體現，因此通過多次物理實驗，可以將內隱學習的效果維持在較好的水平，從而使學生潛移默化地和自發地掌握復雜的物理知識，并自動地將這些復雜知識遷移到相似的任務操作中去。

在實際教學中，由于受到實驗條件的影響，很多實驗無法完成，或完成效果不好，這給物理實踐性教學帶來一定的困難。《仿真物理實驗室》是面向中學物理課堂、物理教師和學生的一個全開放性的實驗仿真平臺，它涵蓋了中學物理中絕大部分的內容。與常規的物理教學軟件所不同，《仿真物理實驗室》不是單純地演示幾個現成的實驗，而是提供一個實驗器具完備的綜合性實驗室，能讓教師和學生親自動手創建自己所能想象到的所有物理實驗?！斗勒嫖锢韺嶒炇摇窞閷W生提供自我動手、探索問題的模擬實驗環境，使學生在實驗的過程中發現和總結物理規律，很好地實現物理實踐性教學。

責任編輯 曙 光