構建物理知識網絡 提高學科教學效率

譚世略 沈亮

當代認知心理學認為，認知結構是影響問題解決能力的一個重要因素，一切有效的教學都應以幫助學生在頭腦中有效地構建知識為中心。澳大利亞心理學家斯韋勒認為，學生解決問題的成功，不是因為他一般能力比別人強，而是因為他具有構造得比較好的認知結構。

隨著教學改革的深入，執教者越來越注意到教學中知識網絡的構建，對于促進學生良好認知結構的形成是一個很有效的手段。

知識網絡，即知識體系的結構，對物理知識而言，包括每一個知識來由、知識的形成、知識的含義、知識的數學表達式、知識點的單位、知識點的物理意義、知識點的簡單應用、知識點表達式的變形或推導、知識點的應用和拓展，以及各個不同知識點之間的關系等。

構建知識網絡，對初中物理教學而言，顯得尤為重要。物理難學，尤其從規律學習開始。在實際教學中不難發現，從規律教學開始，學生在解題中錯誤率明顯增大，不只是對知識的理解應用很不到位，思考的方法、思考的能力明顯力不從心，就是對知識點的簡單練習也常出現漏洞。這不僅僅是教師的感覺，在本人所進行的問卷調查中也得到了證實，這并不是初中學生好奇心不濃，而是隨著物理知識內容的增多，所學內容逐漸由生活中接觸過的進入到新的層面，由具體的逐漸進入抽象的，而且對知識點的理解、思考、推理等能力要求越來越高，學生感到越來越應接不暇，致使學生普遍越來越怕學習物理，甚至逃避學習物理。

究其原因，筆者認為這主要是由于學生在學習物理時，沒有能夠及時正確地更新、形成自己的認知結構，從而對所學的物理概念、規律的形成并沒有達到真正地理解和掌握，同時沒有注意到對所學的知識和方法進行必要的整理、歸納、系統化，使所學的內容在頭腦中既零亂又難記憶，最后導致越來越累，越來越怕。

結合十多年的教學經驗和這幾年的研究，筆者認為，要使學生擺脫這種困境，在教學中，教師必須關注物理知識網絡的構建，即首先關注每一個知識點的教學，設法幫助學生掌握好每一個知識點，同時關注對不同知識點的比較，幫助學生通過對不同知識點的學習、比較，找到學習物理的方法、規律，進而形成適合自己學習物理所必須的有效方法和習慣，幫助學生盡快、盡早建立良好的認知結構，減輕學生對物理學習的認知負荷，從而提高物理教學的有效性。

一、關注知識點的教學，構建知識點的學習模式，夯實知識結構網點

我們都知道，物理概念和規律是教學的重點，在教學中圍繞重點進行教學顯然是沒錯的，但我們也發現，僅讓學生記住知識點的內容、數學表達式和對公式強化應用，教學效果不明顯。這是因為初中物理每一個知識點都是人們在長期戰勝自然和改造自然中的產物，既是對生活的高度概括、總結，也有很強應用性和適用性，有其特定的適用條件和背景，有其特定的應用必要性，更有其自身的規律性，又是人們生活實際迫切需要的指南針。只有充分生活閱歷、體驗，才有可能對其達到真正的理解、掌握，才能體現其價值。而初中學生雖然已有一定生活歷程，但畢竟還沒有自己獨立進行生活，沒有經歷生活需要的體驗。如果學生對所學知識觸動不深，欲望不強烈，理解不深刻，學習不主動，就會導致學生學習時采用死記硬背、胡亂推理、教條學習的方法，根本沒有價值，更談不上找到學習規律和有效的方法以及進行以后其他知識點學習。長此以往，隨著知識點越積越多，不但認知負荷增加，而且極易混淆。

新教材和新課程標準對此有所改進，在知識點的教學前面增加了“來由”環節，目的在于不讓學生在經歷類似人類征服自然的歷程去學習物理知識，但學生要把即將學習的內容與學生頭腦中原有的認知結構建立一定得的聯系，希望學生對所學內容有所觸動，進而調動學生學習的主動性。

在實際教學中，筆者發現我們教師絕不能輕視這一點的改動，它更符合學生的學習動機和興趣激發理論，有“來由”的加入，有利于學生學習動機的激發，有利于調動學生運用原有的知識進行積極的思考，有利于學生有加入學習的可能。

相反，教師要重視加強這一改動，原因很簡單，因為現行的教材雖然由專家編寫，但也有很多的局限性，如地區差別，學校條件的差別，學生生活環境的差別等，很多“來由”并不是所有學生普遍適用的。還有例題、閱讀材料的選擇等內容也存在此問題。

當然僅注重知識點的內容教學還是不夠的，還應注意知識點學習模式的建立，因為“教是為了不教”，當學生掌握了學習的模式，就等于掌握了“開門的鑰匙”，因此在物理知識點的教學中，我們教師不僅要圍繞知識點進行教學，更要為學生梳理出知識點的學習模式。例如：在對速度、密度、壓強、浮力等重要概念進行教學時，筆者不只以圖示1流程進行教學，還將此流程作為板書的重要環節、作為框架，告訴學生很多物理概念都需要據此來學習，不但可以使學習更有條理，還有利于進行自我查漏補缺。當然，這樣強調不但可以使學生了解物理學習與其他學科的學習是不同的，同時還可以有利于學生對物理知識學習的理解，建立對物理學習的模式，形成物理學習的認識結構。

二、運用思維定勢，促進學習方法遷移，關注知識點間的橫向聯系

學生感覺物理難學，其中最大的原因就是不善于將物理進行總結和歸納，尋找其中的學習規律。其實，物理知識雖然比較多，但無論具體的還是抽象的，其中都有很多相似的地方；無論是定義的方法、數學表達式含義、物理意義、公式變形，還是研究方法等，很多都是相通的。當然，這必須要教師加以引導，只有教師思維定勢，多加引導，巧妙地引導和歸納，學生才有可能發現、理解、應用，也只有學生掌握了這些規律，才能學好。

例如，概念有比值的，也有乘積的，只要稍加分類，學生理解起來就方便得多，如速度、密度、壓強、功率、比熱、熱值等概念，他們都是一些物理量的比值，無論從定義還是數學表達式，基本都是相通的，數學表達式中的除數一般在定義是都為單位某某物理量，反過來，也只有相除后，才能得到單位某某。在教學中，筆者發現當學生發現其中的規律后，學習物理的信心明顯加強，不再用死記硬背的方法去記住概念，而是先理解，再嘗試用自己的語言對物理量進行定義，若有偏差，稍加修改，就能很快很完整地達到標準水平。

再如：物理中所用的研究方法，如控制變量法、類比法、模型法、等效替代法、理想實驗法、理論推導法等也都是各有規律的。以控制變量法為例，總是在研究一個物理量與多個物理量的關系時才采用，而且在研究一個物理量與其中一個關系時，總是在保持其他量不變的情況下進行的，而且至少要進行三次以上實驗后，再進行分析得出結論。一旦學生懂得了這些方法，不但學會了研究方法，而且學會了思維方法和處理問題的策略，能力也明顯得到了提高。

一旦學生找到其中的規律，就將不再因所學內容太多難記而煩惱，同時也會將知識進行橫向聯系，加快知識的正遷移，有利于知識拓展學習，進而加快認知結構的完善。

三、運用比較歸納，加深對知識點的理解，關注知識面的構建

物理知識之所以難學，還有一個主要的原因就是每一個知識點的運用都有一定的適用條件，如果忽視這個條件，也將行不通。

例如：速度計算中，對于不同物體間的速度計算，我們可以認為速度與路程成正比，和時間成反比的，但對同一物體做勻速直線運動時，這明顯是錯誤的。還有在密度教學中，在計算不同物質的質量時，我們可以認為質量與密度成正比，但絕不可以認為密度與質量成正比。物理中這樣的例子很多，這里不再列舉。

這個問題雖然很復雜，但在平時的教中，只要注意比較歸納，還是容易解決的，因為其中也是有規律的，但必須要加強比較教學。如：密度、比熱、熱值的含義與公式與速度、壓強等的含義與公式雖然形式差不多，但明顯屬于兩類，密度、比熱、熱值屬于物質的性質，雖然其中的變化有很多，但只要物質沒變，密度、比熱、熱值的值是一個定值，與計算出他們值中的任意一個物理量都沒有任何關系，雖然是由他們計算出的。

只有不斷加強前后知識的比較，學生對不同物理量的認識才有可能逐步得到鞏固和深化，才有可能使物理知識在頭腦中形成一個完整系統的認識。

四、注重拓展應用，提高學習能力，深化學生認識結構

物理知識來源于生活，當學生學習了物理知識之后，并不代表學生就具有能力來解決生活中的問題，這就要求教師要加強學生的應用能力，這在日常教學中是普遍得到重視的，如精講精練，精選習題等，這里不再多述，但要注意在前面的努力完成之后進行，效果會更好。

綜上所述，筆者認為，要促進學生認知結構的形成，必須要關注知識網絡的構建。而構建知識網絡，必須先從知識點的教學抓起，關注知識點的教學，注意構建學生的學習模式，讓學生了解掌握物理知識點學習所包括的內容和角度，形成與其它學科所不同的結構與方法；同時，注意運用思維定勢，促進學習方法遷移，促進學生對知識的橫向聯系，運用比較歸納，加深對知識點的理解，加強知識結構網絡面的構建，注重拓展應用，提高學習能力，增加知識結構網絡深度的構建。也只有由教師先構建了有效的知識結構網絡，才有可能促進學生認知結構網絡的形成。這幾點雖然是分開闡述的，但在教學中必須有計劃、有步驟地綜合進行，方可有效。