高中物理知識建構的教學情景設計策略

摘要：物理學的實踐性、物理概念的抽象性以及人的認識規律決定了物理教學要重視教學情景的設計。本文從物理知識建構的角度研究了教學情景設計的策略：創設前概念轉變情景，促進對概念原理的正確深刻理解；創新類比、整合情景，促進完善知識網絡；創設應用、創新情景，促進知識應用更熟練；創設體驗情境，激發物理學習動機興趣，增強自信心。

關鍵詞：創設情境；知識結構；物理教學

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2011)4(S)-0072-3

物理學的形成和發展源于實踐，其理論也要用于實踐，物理概念、規律是與實踐緊密聯系的，物理學的這種實踐性要求物理教學要重視教學情景的創設；物理概念具有高度抽象、多重抽象的特點［12］，例如“力”和“加速度”等，這就決定了要實現物理教學的有效性，必須重視情景的設計使學生獲得相應的和足夠的感性認識，引發認知沖突，并進行科學抽象，運用比較、分析、綜合、歸納、概括等方法，認識事物本質，構建物理概念；其次教學情景的創設也是學生的認識規律所決定的，感性認識是認識的基礎，感性認識和理性認識相互滲透，相互補充，創設情景是學生獲得感性認識的重要方法，也是促進理性認識的有效途徑。所以，教學情景的設計對物理教學有著重要的意義。本文從物理知識構建的角度研究了教學情景設計的策略。

1 創設前概念轉變情景，促進對概念原理的深刻理解

研究發現，學生在學習新的物理概念前，大腦并非是一片空白的，他們存在一定的經驗、體驗和認識，這就是前概念［3］。然而，學生存在的前概念有些是與科學的理論大體一致的，但有些認識是與科學概念的準確理解相悖的。前概念中的膚淺、不足、相悖成分如果不能及時糾正，將會影響新知識的學習。學生滿足于前概念的掌握會使之對知識的學習只停留在膚淺的表面，甚至歪曲新知識的科學含義。例如“力是維持物體運動狀態的原因”中的“維持”和“運動狀態”，示波器顯示的“波”，“超重”、“失重”等等概念，結論背得很熟，但真正的含義卻不一定完全清楚。如果對這些平常的、簡單的、很基本的問題都不十分清楚，深入學習就無法實施，甚至會形成學習障礙。

那么創設能夠促進學生物理前概念轉變的教學設計策略是什么呢？首先在教學設計前教師一定要對學生的前概念進行準確探測。只有教師準確把握了學生前概念的內容、成分和特點，才能有針對性地設計教學，引導學生糾正、補充、提高，促使學生前概念的有效轉變。班級學習水平不同，閱歷不同，學生的前概念會存在很大差別，教師應通過訪談、觀察、測驗、問答等途徑，剖析掌握學生前概念信息。其次創設引發認知沖突的情景，利用多媒體、探究性實驗、故事和游戲等方式，激發學習興趣和動機，引導學生發現前概念的不足和矛盾。雖然認知沖突不一定會促成學生前概念的轉變，但它是前概念轉變的起點。再次是創設物理概念的有效建構的情景。教師所呈現給學生的素材和解決方法使學生覺得新概念是合理的、可理解的、有效的，進而學生認識到自己的原有經驗知識是存在缺陷的，并且在教師的引導下，體驗到新概念對解決問題的有效性，并在解決問題的過程中，建構新概念，促成新概念的形成，加深對物理概念正確理解。

例如，為了深刻理解“失重”概念，可以創設如下的教學情景引導學生思考。首先教師引導學生回顧圖1加速向下的電梯內的物體將產生失重，并思考失重是由什么引起的？是否僅在下降中產生？接著，引導分析情景圖2，即向上減速運動的電梯內物體的受力，學生發現向上的減速運動也將產生失重。再引導分析圖3的情況，在豎直平面內做圓周運動的物體在最高點也將產生失重。從而總結出“失重”的實質及其與加速度的關系。這樣學生就會對“失重”有更深、更準的理解和把握，糾正部分學生理解“失重只和向下加速運動聯系在一起”的誤解。

2 創新類比、整合情景，促進完善知識網絡

物理知識呈層次性強，聯系緊密。掌握了這種層次和聯系，才能更深刻理解知識本身，將眾多的知識點縱橫串線織網，形成脈絡清晰、便于存儲的知識結構。將物理知識形成一個有機的整體，這會有效促進知識遷移，幫助吸收新知識，也便于提取知識，用于解決物理問題，避免面對繁多的物理概念、公式，不知如何選擇，無所適從。

創設對知識進行歸類的教學情景。一要引導學生揭示知識的內在聯系。二是將知識組塊化，就是根據知識的內在聯系或者外部的相似特性對它們進行歸類，使之系統化、組塊化；三是歸并同類特征，就是對同類特征的知識歸并和加工；四是對既有聯系又有差異性的知識進行分析，找出其反差和逆轉等關聯性。

還要創設對知識進行整合的教學情景，就是要在抓知識重點的基礎上，進行縱橫把握。教師要創設情境，指導學生在縱向和橫向兩個維度，對知識結構進行建構。縱向建構就是使知識之間形成層次分明、逐級分化的知識結構；橫向建構就是使知識相互關聯、融合貫通，總體上形成完整的知識網絡，并納入到原有的知識結構中，形成認識的飛躍。教師引導學生掌握結構性的知識，組塊化的模式，促進學生在大腦中形成良好的知識結構。

例如學習曲線運動，通過對知識聯系的把握和分類整合，引導學生最終形成這樣明晰的知識網絡：

3 創設應用、創新情景，促進知識應用更熟練

把要解決的物理問題巧妙地寓于各種各樣符合學生認知規律的情境中，促進學生積極思考，調動已學知識，在情景中解決物理問題，掌握思維方法，鍛煉思維能力，創設有效的情景指導學生科學猜想，甚至產生直覺、靈感等。

例如，加速器的教學可以這樣設計：首先使學生置身于圖5的情景中，帶電粒子在電場中受電場力的作用將獲得動能，然后創設問題情景：

師：有沒有辦法讓這個粒子的動能更大？

生：加大兩板間的電勢差，或者再加如圖2的C、D板。

師：很好！圖6中粒子在B、C間做什么運動？

生：減速。

師：如何不讓它減速？

生：讓它沒有電場。

師：怎樣讓它沒有電場？

生：靜電屏蔽。

師：這樣的直線加速器需要設備很長，如何解決長度太長，且能循環加速啊？

生：外加磁場。

……

這樣一步步引導學生思考，學生運用所學知識，進行創新思維，解決物理問題。

另外，創設由物理到生活，再由生活到物理的探究情景，增加學生對教材的理解深度和廣度，找到附著新知識的固著點，促進物理知識在生活和實踐中的應用。可以布置探究課題，寫小論文，舉行知識競賽，指導課外閱讀，組織參觀等。例如，學習了摩擦力的內容后，鼓勵學生探究“摩擦力的利弊”和“摩擦力與生活”；在“萬有引力”的學習中鼓勵學生利用所學知識探究“行星的軌道和運動”的問題等等。其次，還要創造機會讓學生積極參與小發明、小制作和小實驗等。

4 創設成功成就體驗情境，激發物理學習動機興趣，增強自信心

興趣、動機、自信是一種積極的心理作用，它們不可能憑空產生，總和情感相聯系，并在一定的情景中產生、增強。教師在課堂中創設成功成就體驗情境，可以增強學生積極探索的意識，提高學生的學習效率。

成功成就體驗情境教學就是要讓每一位學生看到自己的進步，體驗到物理學習的快樂。成功和成就體驗是每個學生應該得到和能夠得到的，因為每位同學都在學習中不斷取得進步，都會有成功。教師在教學設計中能很大程度左右學生的成功和成就體驗［4］，對學生完成任務好的要肯定和鼓勵，對創新的思路要給予表彰；練習題中綜合性太強，難度太大的習題可以暫不做要求，隨著學習的深入和學生能力的提升，再逐漸提高要求；考試難度要適宜，考試內容由淺入手，突出基礎知識和基本技能的考查，讓學生有一個較好的成績。

參考文獻：

［1］陶昌宏.以創設問題情景為切入點［J］.物理教育.上海.2010，1:(9-11).

［2］陳慶軍，任臘梅.前概念研究對教學的啟示［J］.中學物理.哈爾濱.2010，9:(1-3).

［3］吳立.審美之美:構建高中物理樂學課堂的教學策略［J］.教育導刊.廣州.2010，1:(86-88).

［4］夏孝祥.讓高一新生學好物理有妙法［J］.新課程(綜合版)，上海，2010，2(84-85).

(欄目編輯張正嚴)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文