知識構建在初中物理教學中的應用

張建忠

濱州市濱城區楊柳雪鎮中心中學 山東濱州 256655

知識構建在初中物理教學中的應用

張建忠

濱州市濱城區楊柳雪鎮中心中學 山東濱州 256655

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.01.077

1 前言

結構教學理論的代表人物布魯姆說過：“不論我們教什么學科，務必使學生理解掌握學科的基本結構，……學生獲得的知識，如果沒有圓滿的結構把它聯在一起，那是一種多半會遺忘的知識。”建構主義學習理論認為：“情景”“協作”“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素。

物理教學過程中，常發現學生上課聽得懂、看書看得懂，但在解決問題時一做就容易錯的情況。通過自己的反思與理論學習，筆者發現這種情況的主要原因是學生頭腦中沒有建構起完整、準確的物理情景。所以教師在物理教學中要充分利用建構主義學習理論來幫助學生對知識的意義的建構，營造良好的學習環境、不斷明確學習目標、采取各種教學方式實現學習過程最優化，以達到充分發揮學生學習的積極性和主動性，提高學習能力的目的。所以將教師“學科知識建構”和學生“知識構建”引入物理課堂。

2 利用多媒體技術，幫助學生打造好物理認知結構的基石

1）教師要建構知識體系，為學生提供必要的探究學習資料。建構的模式可以是：物理學科知識總圖——章節知識圖——單元知識圖——課時知識圖。單元知識圖包括：單元知識結構圖——標注——知識鏈接。知識鏈接包括：前置探究作業——德育滲透點——重難點易錯點標注——課時教案——課時課件——題庫（課時練習、過關檢測題）——視頻/數據/文本/網頁等

2）幫助學生建構完整、有序的物理認知結構，先要使學生理解物理概念、規律、觀念、方法。怎樣使學生理解物理概念、規律、觀念、方法呢？這項工作必須通過實驗或現象分析、數學推理，揭示物理現象、物理量之間定性或定量的關系。并通過分析、概括、推理等思維活動歸納出物理概念、規律。這一過程可以培養學生的觀察、實驗能力和思維能力，體會和認識物理學的研究方法和思維方法。通過對這部分內容的整體把握，歸納和梳理，利用知識構建地圖軟件，將相關概念、實驗演示視頻、現象分析、前置問題以及習題等與地圖軟件建立鏈接，形成結構圖，再將知識結構圖內在的聯系建立網絡鏈接，使之形成一個有機的整體，為學生探究和建構新知提供必要的支持，提高課堂教學效率。

例如，密度概念對初中學生來說較抽象，用傳授式的方法是行不通的，教師要以學生動手、體驗為主，借助教師知識建構中豐富的探究資源，師生互動，共同探究，測出不同體積的銅、鐵的質量，并將數據記錄在表格中。

然后通過設問“體積相同的銅塊與鐵塊質量是否相同？體積不同的銅塊（或鐵塊），它們的質量是否相同”，引導學生分析數據，初步感知質量不但跟體積有關，還和物質種類有關。進一步設問：“對銅塊（或鐵塊）來說，它的質量跟體積有什么關系？質量與體積之比又有什么特點？銅、鐵的質量與體積之比是否相同？它表明了什么？”通過學生對表格中數據的進一步分析討論，認識到同種物質的質量與它的體積成正比；對同種物質來說，質量/體積的值不變，與質量、體積無關，而不同的物質，質量/體積的值一般不同；說明質量/體積的值反映了物質的一種特性，為了表示物質的這種特性，物理學中引進了密度這一物理量。

通過這種知識建構方法，將各章節知識建立網絡鏈接，建構成為一個備課與上課的資源庫，它的內容收錄廣泛，實用性強，讓師生快捷地從中獲得學習探究中所需的數據、演示記錄、視頻資料、歷史史料、網頁、題庫等，形成“學科知識建構”，為學生的探究學習提供有效的保障。

另外，師生互動、學生主動參與、積極體驗的過程使學生在一開始就對物理概念、規律有了較好的理解或掌握，對物理概念、規律形成過程中的科學思想、方法（如控制變量法、從特殊到一般的研究方法等）也有較深的領悟。

3 通過構建知識地圖，幫助學生建構完整的物理認知結構

3.1 讓學生弄清并畫出每一單元概念、規律間的邏輯體系

每一單元內容學習完后，要讓學生根據自己的理解畫出頭腦中這一單元的概念、規律間的邏輯體系圖，學生畫出的圖豐富多彩，各具特色，對他們加以引導，學生有能力使自己畫出的圖更接近客觀的邏輯體系圖。

3.2 幫助學生將物理觀念、方法和上述邏輯體系有機組合

在弄清并畫出概念、規律間的邏輯體系的基礎上，讓學生將該邏輯體系與物理觀念、方法有機聯系起來，去了解完整的物理知識結構，弄清知識的基本結構和內在規律，使學生的物理學習躍上較高的層次。同樣，通過引導，學生能畫出較完整的某單元或幾個單元有機聯系的認知結構圖,將零散的知識系統化、整體化，開發學生的智力潛能，提高聯想、分析、判斷等邏輯思維能力，提高學生的有效記憶能力和創新能力。

例如，學生將密度、壓強、浮力幾個單元的概念、規律間的邏輯體系圖分別畫出后，引導學生將物理觀念、方法有機融合到這幾個體系中去，使學生找到這些體系之間的有機聯系。比如，用控制變量法可將密度、壓強、液體壓強等概念聯系起來，因為這些概念的形成過程都用到了這一探究方法；用演繹推理的思維方法可將壓力和浮力概念、密度、液體壓強、阿基米德原理有機聯系起來。

總之，要鼓勵學生多角度尋找同一或不同體系中概念、規律間的聯系，進行合理的建構，這樣，學生頭腦中的物理認知結構會逐漸變得縱橫交錯、變得穩固起來，逐漸變得靈動起來，也就逐漸建構起學生自己的具有個性化的認知結構。

3.3 構建物理情景和物理模型

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，物理與實際生活緊密聯系。因此，在教學過程中要注意情景的引入、實驗課的教學、物理模型的講解，讓學生在學習過程中把一些物理情景、物理實驗、物理模型深深地印在自己的大腦里面，這樣比死記一些概念、規律效果應該好得多。而且學生這樣學習知識掌握得更加牢固，也許終身都不會忘記。

下面一起來分析幾個例子。

1）在學習光現象的時候就要讓學生把相關的圖深深地印在大腦里，這樣光的反射規律就記得很牢固，而且也很容易理解反射規律的內涵。

2）在學習物態變化時，就要明確告訴學生一定要把當時做實驗的過程深深印在自己的大腦里面，這樣就很容易理解各種物態變化的真正含義。比如觀察水的沸騰的實驗，在水沸騰前和沸騰時，始終在對水進行加熱，反過來說明液體沸騰前和沸騰時都要吸收熱量，沸騰又是汽化的一種方式，也就說明汽化要吸熱；而液化是汽化的逆過程，所以液化就要放熱。

當然，要讓學生學得有興趣，需要教師多加引導，逐步培養學生自動建構物理情景和物理模型。