從學(xué)生經(jīng)歷體驗(yàn)出發(fā)引入物理課題

沈正杰

（桐鄉(xiāng)市鳳鳴高級(jí)中學(xué) 浙江 嘉興 314500）

1 問(wèn)題的提出

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀認(rèn)為：學(xué)習(xí)是由學(xué)生自己建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程；是學(xué)生根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)背景，對(duì)信息進(jìn)行主動(dòng)地選擇、加工和處理，獲得意義；學(xué)習(xí)者以自己原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)新信息重新認(rèn)識(shí)和編碼，建構(gòu)自己的理解［1］.可見，學(xué)生已有的經(jīng)歷、體驗(yàn)是信息建構(gòu)的基礎(chǔ)，對(duì)信息建構(gòu)起著重要作用.

隨著課程改革的深入發(fā)展，浙江省高中物理課程在現(xiàn)階段三維教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從課堂教學(xué)和學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的角度，提出了“四基”教學(xué)目標(biāo).所謂“四基”教學(xué)目標(biāo)，包括基本經(jīng)歷、基本知識(shí)、基本技能和基本思想4個(gè)方面.其中，“基本經(jīng)歷”目標(biāo)凸顯了“人才培養(yǎng)所需要的‘活動(dòng)經(jīng)歷和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)’”，包含了物理現(xiàn)象、典型（實(shí)驗(yàn)）情境和探究過(guò)程3個(gè)方面的內(nèi)容［2］.可見，這是對(duì)物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步細(xì)化.

2 案例呈現(xiàn)

【案例1】人教版《物理·必修1》第一章“質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系”一節(jié)中，質(zhì)點(diǎn)是學(xué)生進(jìn)入高中階段所學(xué)的第一個(gè)理想化模型.在課堂教學(xué)中，我們經(jīng)常可以看到教師會(huì)引用教材中諸如滾動(dòng)的足球、火車過(guò)橋或者轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪等相關(guān)材料作為情境引入課題，并在“全面”的分析中得出質(zhì)點(diǎn)的概念.事實(shí)是我們可以看到，教師“搬運(yùn)”的情境素材，由于“質(zhì)點(diǎn)”的理想化特征，并沒(méi)有具體的情境可以納入學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中.也就是說(shuō)，學(xué)生對(duì)于大小是否考慮的問(wèn)題實(shí)際上還是“空著腦袋”在接受，思維難于得到激發(fā).

【案例2】人教版《物理·必修1》第三章“摩擦力”一節(jié)中，教師常通過(guò)推講臺(tái)作為課題引入的情境，從而提出“有沒(méi)有摩擦？什么摩擦？”之類的問(wèn)題.對(duì)于這類問(wèn)題，學(xué)生在初中階段就已經(jīng)有了較深的認(rèn)識(shí)，所以認(rèn)知沖突不強(qiáng)烈，也就很難激發(fā)其探究意識(shí)，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)失去了興趣和積極性.

在課堂教學(xué)中，上述教學(xué)場(chǎng)景并不少見.教師注重了課題引入情境的創(chuàng)設(shè)，但學(xué)生對(duì)此或是一臉茫然，或是毫無(wú)興趣.對(duì)此，我們不得不更深入地思考，如何從學(xué)生經(jīng)歷、體驗(yàn)的角度優(yōu)化物理教學(xué)的課題設(shè)計(jì).

3 問(wèn)題解決的途徑與方法

在建構(gòu)主義教學(xué)理論中，關(guān)于教師角色的定位與作用是：

（1）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)；

（2）通過(guò)創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容要求的情境，幫助學(xué)生建構(gòu)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義.

可見，在教學(xué)過(guò)程中，教師需通過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)，幫助學(xué)生回憶或獲取新的經(jīng)歷、體驗(yàn).通過(guò)經(jīng)歷、體驗(yàn)的加強(qiáng)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)從感覺記憶向短時(shí)記憶發(fā)展.

在課堂教學(xué)中，課題引入階段的情境創(chuàng)設(shè)對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提升學(xué)生的思維活性有著非常重要的作用.對(duì)此，我們可以嘗試從以下幾方面進(jìn)行設(shè)計(jì).

3.1 創(chuàng)設(shè)情境 激發(fā)思維意識(shí)

如案例1中“質(zhì)點(diǎn)”概念的教學(xué)設(shè)計(jì)，我們不妨可以這樣來(lái)處理.創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境——乘車旅游，并設(shè)置如下問(wèn)題：我們從學(xué)校乘車去某地旅游，距離約100km，請(qǐng)問(wèn)：

（1）需要多少時(shí)間？

（2）車上能坐多少人？

對(duì)問(wèn)題（1），學(xué)生很清楚需要考慮車子的速度.問(wèn)題（2）中，學(xué)生馬上會(huì)提出需要考慮車子的大小.回到題（1），學(xué)生思維得以激發(fā)，很快就意識(shí)到問(wèn)題（1）中并不需要考慮車子的大小問(wèn)題.“物體的大小有時(shí)需要考慮，有時(shí)可以不考慮”這一課題自然就出現(xiàn)了.在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)更豐富的情境則可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生思維意識(shí)，豐富其感性認(rèn)識(shí)，幫助其認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建立和完善.

再如《物理·必修1》第一章“速度變化快慢的描述——加速度”一節(jié)中，相當(dāng)一部分教師常常以百米賽的一段視頻播放為情境，分析運(yùn)動(dòng)員如何改變速度.以此引入課題一定程度上調(diào)到了學(xué)生的積極性，但對(duì)于學(xué)生思維意識(shí)的激發(fā)沒(méi)有實(shí)際意義，因?yàn)樵趯W(xué)生頭腦中留下的僅僅是誰(shuí)獲得了勝利這一結(jié)論，對(duì)于“速度的改變”這一命題仍是生疏的.

對(duì)此，我們可以嘗試將運(yùn)動(dòng)員比賽畫面截圖細(xì)分（如圖1序列圖所示），變動(dòng)為靜，通過(guò)不同畫面上其中兩位運(yùn)動(dòng)員位置的變化，來(lái)反映其不同時(shí)刻速度的變化，從而引出運(yùn)動(dòng)員“改變速度的本領(lǐng)不同”這一命題.在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步強(qiáng)化情境創(chuàng)設(shè)，適時(shí)而足量地為學(xué)生作好感性層面上的鋪墊（如圖2所示為動(dòng)車行駛時(shí)速度大小變化的畫面），激發(fā)其思維意識(shí)，為“加速度”這一課題的引入作準(zhǔn)備.

圖1 運(yùn)動(dòng)員比賽畫面截圖

圖2 動(dòng)車行駛時(shí)車廂內(nèi)顯示速度等畫面

所以說(shuō)，情境的創(chuàng)設(shè)應(yīng)結(jié)合課題特征和學(xué)生實(shí)際的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，這樣才能激發(fā)學(xué)生的思維意識(shí)，真正讓學(xué)生考慮為什么、知道是什么.

3.2 預(yù)設(shè)表象 引發(fā)認(rèn)知沖突

如案例2中“摩擦力”概念的課題引入設(shè)計(jì)，我們可通過(guò)下述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)設(shè)：男女兩位學(xué)生各握鋼管的一端用力爭(zhēng)奪，女生獲勝，男生試圖以更大的握力爭(zhēng)奪仍以失敗告終，男生反映是“抓不住”（注：男生一端涂有潤(rùn)滑劑）.從男生的反映我們不難看出，在其原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，只要“用力握”就可以獲勝，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生了沖突.

再如人教版《物理·必修1》第二章“自由落體運(yùn)動(dòng)”一節(jié)中，紙張、紙團(tuán)與小球作為常見的課題引入情境，給學(xué)生的沖突感并不強(qiáng)烈，因?yàn)閷W(xué)生只是跟著教師的節(jié)奏進(jìn)入了相關(guān)程序.強(qiáng)烈的沖突應(yīng)該從學(xué)生熟悉事件入手，在他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中是這么回事，而事實(shí)卻并非如此.

所以，我們可嘗試以如下情境問(wèn)題入手：打出的羽毛球總是“球頭部”先落地，是什么原因？學(xué)生“很清楚”球頭部重.順勢(shì)而行，分離的球頭部與球尾比較下落快慢如圖3（a）所示，驗(yàn)證學(xué)生已有認(rèn)知.提出問(wèn)題：那么球頭部和整個(gè)球下落誰(shuí)快誰(shuí)慢？對(duì)于這樣的問(wèn)題，一方面學(xué)生平時(shí)很少考慮，另一方面則會(huì)順著前面思路分析.實(shí)驗(yàn)演示如圖3（b）所示，這時(shí)圖3（a）和圖3（b）所示情境所引發(fā)的認(rèn)知沖突，可有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維活躍性，學(xué)生就會(huì)帶著積極的情感體驗(yàn)投入到科學(xué)探究中，深入探究問(wèn)題的本質(zhì).

圖3

所以說(shuō)，從學(xué)生已有的經(jīng)歷和認(rèn)知結(jié)構(gòu)出發(fā)，通過(guò)合理預(yù)設(shè)、沖突激發(fā)，可有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維活躍性和探究意識(shí)，促使學(xué)生從“生活人向?qū)W科人轉(zhuǎn)變”.

3.3 再現(xiàn)場(chǎng)景 強(qiáng)化認(rèn)知感受

從近幾年各類試題考查來(lái)看，以一定的情境或?qū)嶒?yàn)為背景的試題進(jìn)一步凸顯.其目的主要是考查學(xué)生是否有相應(yīng)“基本經(jīng)歷”，以及在相應(yīng)經(jīng)歷體驗(yàn)中“見物又見理”.對(duì)此，純粹的分析就容易把學(xué)生培養(yǎng)成“只見理不見物”的解題機(jī)器.所以，教師應(yīng)當(dāng)做一個(gè)教學(xué)有心人，注重在日常教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生基本經(jīng)歷體驗(yàn)，幫助學(xué)生在體驗(yàn)中“見物悟理”.

【例題】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖4所示裝置，探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.圖中a是螺線管，條形磁鐵的S極置于螺線管內(nèi)，磁鐵保持靜止?fàn)顟B(tài)，b為靈敏電流計(jì)，開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，電路連接和各儀器均正常.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是

A.S閉合前，通過(guò)螺線管的磁通量為零

B.S閉合瞬間，通過(guò)螺線管的磁通量不變

C.S閉合瞬間，靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

D.S閉合，抽出磁鐵過(guò)程中，靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

對(duì)于本題，相當(dāng)一部分教師認(rèn)為是容易題.但從學(xué)生角度來(lái)看，本題考查了磁通量、磁通量的變化量、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件等知識(shí)，并不容易.而且學(xué)生受“反復(fù)訓(xùn)練”的影響，一看到“瞬間”兩字大腦中迸出的就是“有感應(yīng)電流，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)”，導(dǎo)致錯(cuò)選C選項(xiàng).究其原因，與教師的教學(xué)習(xí)慣不無(wú)關(guān)系.

圖5

本題可歸屬于人教版《物理·選修3－2》第四章電磁感應(yīng)“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”一節(jié)中的實(shí)驗(yàn)（如圖5所示）拓展，如若教師在課堂教學(xué)中忽視實(shí)驗(yàn)演示或呈現(xiàn)、分析不夠，學(xué)生缺少相關(guān)經(jīng)歷，就容易產(chǎn)生認(rèn)知偏差或障礙，難于對(duì)題目所體現(xiàn)的物理概念或規(guī)律正確認(rèn)識(shí).因此，對(duì)于本題的分析，教師應(yīng)將圖4和圖5兩實(shí)驗(yàn)比較演示，以此引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象中分析問(wèn)題的本質(zhì)，強(qiáng)化認(rèn)知感受，幫助學(xué)生在真實(shí)體驗(yàn)中拓寬視野、探究新知.

3.4 借物換形 提升思維技能

在物理課程教學(xué)中，諸如“場(chǎng)”、“能”等比較抽象的物理概念，學(xué)生在認(rèn)知上往往會(huì)出現(xiàn)障礙.比如人教版《物理·選修3－1》第一章靜電場(chǎng)“電場(chǎng)強(qiáng)度”一節(jié)中，關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，教材在分析中同時(shí)引入了試探電荷進(jìn)行分析，這對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)而言是有增無(wú)減，反而影響了對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的認(rèn)識(shí).

要突破對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度的理解，關(guān)鍵是化解其抽象的特征，對(duì)此，我們可借助燈光這一學(xué)生熟悉的事物進(jìn)行類比分析，如表1所示.

表1 燈光與電場(chǎng)類比

通過(guò)表1的中學(xué)生熟悉的事物（燈光、電燈和眼睛）進(jìn)行比較，可有效減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān).比較的重點(diǎn)之一是讓學(xué)生了解對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)弱的研究實(shí)際上是需要找一個(gè)“感應(yīng)器”來(lái)感受電場(chǎng)的存在與特征，這不僅有助于學(xué)生的理解，也為試探電荷概念的引入和理解奠定了基礎(chǔ).重點(diǎn)之二則是在對(duì)比中培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)猜測(cè)、類比等物理研究方法的應(yīng)用，提升了學(xué)生的思維技能.

4 問(wèn)題綜述

綜上所述，在物理課堂教學(xué)中，課題引入所創(chuàng)設(shè)的情境，應(yīng)注重從學(xué)生的“基本經(jīng)歷”出發(fā).在實(shí)際應(yīng)用中，創(chuàng)設(shè)的物理情境應(yīng)具有典型性、普遍性特征，貼近學(xué)生實(shí)際認(rèn)知.同時(shí)，情境的創(chuàng)設(shè)更需要在教師對(duì)學(xué)生和教材的正確解讀和精心設(shè)計(jì)下，適時(shí)、適量地呈現(xiàn)，從而有效地引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)其探究意識(shí)，提升其思維品質(zhì)，促使學(xué)生向更高層次發(fā)展.

1 徐斌艷，吳剛，高文主編.建構(gòu)主義教育研究.北京：教育科學(xué)出版社.2008

2 梁旭.“完善物理教學(xué)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)”.物理教學(xué)，2013（5）