個性化作業設計在中學生物理競賽指導中的應用

摘要：文章介紹了個性化作業設計在中學生物理競賽指導中的應用，通過圖式的理論分析了在個性化布置作業的典型方法，并給出了在指導競賽中個性化作業布置的兩個實例。

關鍵詞：物理競賽；圖式；個性化作業

中學生物理競賽是以促進中學生提高學習物理的主動性和興趣，改進學習方法，增強學習能力為目的。學生參加中學生物理競賽不僅可以提高學習成績而且對學習思路的訓練以及克服畏難心里都有一定的好處[1]。同樣通過參加競賽訓練也可以鍛煉教師隊伍，為國選取智、情、意兼優的競賽苗子，并能夠促進中學物理教學改革。由于高中物理教學中高考內容相對于競賽內容要淺，在不進行大規模集訓的同時，如何發揮平時課堂和作業的功能讓那些平時表現比較優秀，思維反應敏捷的學生能得到較好的訓練是當前研究的一個難題。因學時和班級化教學，我們雖然很難實行分層次教學，但可以通過分層次個性化作業的方法對這些物理的尖子生進行一些前期的訓練。本文對我們采用的圖式理論進行個性化作業訓練的方法和實踐進行介紹。

一、圖式理論及其在高中物理教學中的應用

圖式概念最早由l8世紀康德提出，康德認為人的大腦中存在純概念的東西，其中圖式是連接概念和感知對象的紐帶；后經瑞士心理學家皮亞杰將圖式概念引入心理學，再由巴特利特應用并發展了圖式概念，現在普遍認為圖式是由過去的經驗組成，是對先前反映或經驗的一種積極組織。皮亞杰的理論認為適應是通過兩種形式實現的：即同化和順應（accommodation），個體通過同化和順應過程，達到與周圍知識環境的平衡；圖式在不斷尋找新的平衡中，得到豐富、提高和發展[2]。教學的主要方法之一就是利用已有經驗來解決未知的問題，同樣通過圖式的方法引入教學可以更進一步的開拓學生的思維能力。如Asha K.Jitendra等利用圖式提高學生的能力[3]；國內董華、唐冬梅等更是成功的把圖式理論應用的英語、數學等學科的教學中并取得了較好的效果[4]，圖式理論也成功的運用到物理的教學實踐中[5]。

二、個性化作業設計方法

1.個性化作業。個性化作業指的是針對不同基礎、不同能力和不同思維方式的學生布置針對其個人個性化的作業。實踐證明這種布置方式可以有效的提高學生的學業成績[6]，同時若在全班甚至全年級全面進行個性化作業布置，教師的負擔將會過重。為了解決教師負擔過重和提高學生的全面能力的矛盾，我們率先在競賽指導中嘗試采取了個性化作業布置的方法。

2.個性化作業設計方法。根據學生特點和競賽的需求，個性化作業設計方法中主要考慮了兩種方法。①個性化作業的設計的基礎是要了解所布置作業對象擁有何種圖式，然后再根據其擁有的圖式進行順應和同化處理。如兩位學生分別來自與城市和農村，生活經歷不同所擁有的圖式也不盡相同，如果題目中出現城市化的例子如高架、飛機這些城市的學生就易有相對應的圖式，反之當農村氣息題目較重的，比如壓水井、鐵鍬等信息的時候農村的學生對這些圖式就比較易理解吸收。在作業布置的過程中就對不同背景的學生采用不同的例子以拓寬他們的圖式。②由于競賽題目的復雜性，把一個題目僅僅作為一個大的圖式處理，其中的概念和聯系學生很難一次性掌握和吸收。通過把復雜的問題和聯系分解成較小的圖式，能取得好的效果。

三、個性化作業在競賽指導中的應用

針對競賽輔導的過程中，我們從真題中提取一系列的小的圖式并利用同化和順應的方法對學生布置相應的個性化作業。中學生物理競賽第23屆復賽第3題熱學題中出現了“缸內還有一可隨軸轉動的葉片，轉軸伸到汽缸外，外界可使軸和葉片一起轉動”，附圖給出了一個在旋轉的葉片。大多數同學的圖式中對風扇轉動生熱較為陌生，日常生活中我們所接觸的風扇都是起到散熱的作用，此處出現風扇的轉動過程就很難與氣體加熱聯系起來。為了補充學生關于能量傳遞的圖式，針對布置了焦耳所做的熱功當量實驗，此實驗就是利用轉動的漿片對水進行加熱。通過該實驗讓學生認識到風扇轉動也可以是一種能的傳遞方式。26屆第7題中，出現了光子模型。題中“設想光子能量為E的單色光垂直入射到質量為M、以速度V沿光入射方向運動的理想反射鏡（無吸收）上，試用光子與鏡子碰撞的觀點確定反射光的光子能量E′”。此題中提出的碰撞模型如果不是用光子碰撞鏡子而是使用小球碰撞鏡子絕大多數同學都可以順利的進行題目的求解。針對這樣的情況，我們提取出小的圖式給學生布置了一系列如何求光子的頻率、動量和能量之間的關系的作業。通過這種順應的方法在學生腦中建立新的光子圖式。

通過個性化作業的方法引入到競賽的輔導過程中，可以進一步鍛煉學生的思維能力和提高學生擁有圖式的廣度。個性化作業布置的關鍵是要客觀、全面掌握學生所擁有的圖式，以便布置過程中有的放矢。經過中學生物理競賽中采用個性化作業的方式的實踐，不僅鍛煉學生的解題能力和思維的靈活性，且在其較為成功應用的基礎上進一步鼓勵和調動教師對學生的知識結構等的研究，提高教師的教學能力。

參考文獻：

[1]竇瑾.物理競賽指導點滴談[J].現代物理知識，2010，（4）：52-54.

[2]惠瑩.試論康德、皮亞杰和現代認知心理學的圖式觀[J].社會心理科學，2010，（9）：21-24.

[3]Jitendra AK，Star JR，Starosta K，et al.Improving seventh grade students’learning of ratio and proportion：The role of schemabased

instruction[J].Contemporary Educational Psychology，2009，34（3）：250-264.

[4]董華.圖式理論在高中英語閱讀教學中的應用研究[J].中學英語園地：教學指導，2012，（19）：86-87.

[5]吳招德.圖式理論在物理習題教學中的應用初探[J].物理通報，2005，（6）：32-34.

[6]張麗萍，陳紅軍.高一階段學生作業與學習效益間關系的研究[J].上海教育科研，2004，（06）：47-50.

基金項目：阜陽師范學院教學研究項目（2010JYXM18）；阜陽師范學院精品課程項目（2012KFKC06）