圖式理論與物理實驗教學點滴談

物理新課程標準強調指出：“物理課程應改變過分強調知識傳承的傾向，讓學生經歷科學探究的過程，學習科學探究方法，培養學生的探索精神、實驗能力以及創新意識。”然而如何有機地將兩者整合協調起來，提高物理教學質量，由德國心理學家巴特萊特提出來的圖式理論給物理實驗教學以新的啟示。

現代圖式理論認為，圖式是一種知識結構，包括過去反應和體驗形成的指導以后知覺與評價的知識體。這些知識相互聯系，較為持久，圖式是以存儲的一般概念為基礎的關于知識的理論，即知識如何被表征，知識表征又如何促進對知識的應用。現代圖式理論說明物理實驗對學習物理知識、掌握以及運用物理知識的重要性。

一、概念驅動引發新的圖式

為什么要進行物理實驗？如何進行物理實驗？許多學生是因為要完成物理實驗而被動地進行實驗。圖式理論認為，通過概念驅動能解決。所謂概念驅動過程，這是由上而下的圖式啟動方式，指一個圖式活動起來，并使它的一個或幾個下一級的圖式也活動起來。這些下一級圖式的活動就是一種預測和猜想，能由某一事物或現象聯想出與它直接相關的事物或現象。

二、材料驅動形成新的圖式

新圖式的建立不僅是猜想和假設，而必須要進行一系列的物理實驗活動即材料驅動過程。所謂材料驅動過程，這是由下而上的圖式啟動方式，指下一級的具體圖式活動起來了，引起它的上一級圖式的活動。下一級圖式的活動是上一級圖式活動的一部分。

三、存儲驅動總結新的圖式

現代圖式理論認為，圖式是一種知識結構。包括過去反應和體驗形成的指導以后知覺與評價的知識體，這些知識相互聯系，學生通過物理實驗后形成了新的圖式，還必須及時總結，表征為抽象的概念，使之較為持久，圖式是以存儲的一般概念為基礎，圖式可以表征不同抽象水平的知識，即使同一概念也有不同層次的抽象。要及時總結，抽象為初中物理應達到或能理解的概念，鞏固這些圖式，以便在后面的學習與解決實際問題的過程中能運用已有圖式。

四、技能驅動運用新的圖式

現代圖式理論是關于知識的理論，即知識如何被表征，知識表征又如何促進對知識的應用。它強調內外信息相互作用，既看到外部信息對圖式的影響，又認識到過去知識經驗的重大作用，圖式是一種積極的動態過程。通過物理實驗得到了新的圖式，當出現新的問題及物理現象時，善于激發圖式、運用圖式解決問題，從而達到學好物理，提高物理教學質量的目的。

五、發展驅動升級新的圖式

圖式不是先天的，現代圖式理論認為圖式是通過一段時間對環境直接或間接的經驗而學會和獲得的，即圖式具有后天獲得性。在進行物理實驗的過程中，通過收集、分析、整理數據還會出現與新建立已有圖式有差異的地方，又繼續進行新的猜想和假設，再進行新的實驗并得到新的圖式，如此不斷地發展、創新、完善。物理實驗既是幫助學習物理知識、掌握物理知識的過程又是探究新的物理規律，獲得新的圖式的過程。

通過一系列的物理實驗（包括演示實驗和模擬實驗）為學生創造了良好的學習情境，能使學生順利地實現認知建構，創建概念新圖式。物理教學過程中要以利用和形成學生良好的認知圖式作為價值取向和目標指向，無論是習題、問題、情景，還是實驗的設計，其總體目標應該通過提供系統、明晰、典型的教學素材幫助學生自主地進行認知圖式的建構，這樣有利于知識的遷移。在物理實驗過程中學生通過學會對知識的表征，并由知識的表征促進對知識的應用，根據實驗結果進行數據的收集、分析以及邏輯思維判斷，得出科學結論，從而學會一般的科學研究思維方式。在物理實驗探究的過程中，既使學生學到物理知識，掌握實驗技能，又能培養學生的科學態度和堅韌不拔的創新進取精神。

（作者單位 江蘇省揚中市興隆中學）