基于學(xué)生學(xué)法指導(dǎo)的課堂教學(xué)研究

陳亮 郭金寧

初中物理教學(xué)目標(biāo)主要由三部分組成，基礎(chǔ)知識，基本技能和基本能力。基礎(chǔ)知識中包括物理現(xiàn)象，物理事實，物理概念和物理規(guī)律。物理知識按照知識所表征的信息類型及表征方式的不同，可以將其分為兩類：一類是能夠描述或者識別客體、事件和觀念的陳述性知識；另一類是能夠用于執(zhí)行某些身體或心理活動的程序性知識。物理概念和物理規(guī)律本身屬于陳述性知識，而物理規(guī)律的應(yīng)用則屬于程序性知識。初中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中存在很多誤區(qū)，比如有同學(xué)認(rèn)為物理概念的學(xué)習(xí)就是死記硬背，物理規(guī)律的應(yīng)用就是套用公式計算，因而在學(xué)習(xí)中往往對概念認(rèn)識不深刻，對規(guī)律掌握也漏洞百出。針對這種情況如何在物理教學(xué)的課堂中有效的將陳述性知識和程序性知識有機(jī)結(jié)合起來也是值得我們研究的問題。

例如在物理力學(xué)教學(xué)中，力的概念是陳述性知識，而受力分析的方法和步驟則是程序性知識，慣性的概念和牛頓運動定律是陳述性知識，而如何利用牛頓運動定律解決問題則是程序性知識。在物理教學(xué)過程中，必須緊密結(jié)合陳述性知識與程序性知識，在運用中加深對概念規(guī)律的理解，也只有真正從概念和規(guī)律出發(fā)，才能正確解決實際問題。

力的概念屬于陳述性知識，力的概念很早就產(chǎn)生了，但是科學(xué)的力的概念是從牛頓的定義開始的，人們對力的認(rèn)識，最初是從日常生活和生產(chǎn)勞動中得到的，是和人力相聯(lián)系的。亞里士多德之所以認(rèn)為”物體受力就運動，不受力就靜止”，除了其他各方面的因素以外，當(dāng)時沒有科學(xué)的力的概念也是一個很重要的原因，試想，如果只把肌肉的作用稱為“力”，那么亞里士多德的結(jié)論也就不難為現(xiàn)代人所理解了。

而牛頓是怎么科學(xué)的定義力的概念的呢，可以從牛頓三定律討論起。牛頓第一定律的內(nèi)容為：每個物體總是要保持靜止或勻速運動的狀態(tài)，除非有外力迫使它改變這種狀態(tài)。而牛頓第三定律的內(nèi)容為：物體和物體之間的力總是等大、反向，作用在同一條直線上的。歸結(jié)起來，可以根據(jù)牛頓定律，將力定義為：力是一種對物體的推動作用，使其改變靜止或勻速直線運動的狀態(tài)。或者說成：“力是一種能使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變的物體間的相互作用”，其實牛頓第一定律陳述了力的作用效果之一——改變物體運動狀態(tài)，而力的作用效果還有一個，就是改變物體的形狀。所以嚴(yán)格來講，牛頓第一定律也并不是完整的力的定義。當(dāng)然，主要原因還在于牛頓的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書主要論述的是動力學(xué)內(nèi)容，而并不討論靜力學(xué)內(nèi)容。

例、“一個力的效果如果跟那兩個力的作用效果相同，則這個力就是那兩個力的合力” ，這里的“效果”指的是什么？

A、只指改變運動狀態(tài)的效果

B、只指使物體發(fā)生形變的效果

C、同時指上面兩種效果

D、不是指上面兩種效果中的任何一種

可能有不少老師或同學(xué)會認(rèn)為，力的作用效果有兩個，所以正確答案要選C，其實，本題的正確答案是A！ 可以通過教材中的一個簡單例子來說明：兩個小孩共同提著一桶水與一個大人單獨提著一桶水。可以看出來這兩種情況下桶的把手所發(fā)生的形變是不同的！但我們?nèi)匀徽J(rèn)為，兩個小孩的作用力與一個大人的作用力“效果”相同，這里的效果，顯然指的是與重力平衡的效果。

從這個例子可以看出來，陳述性知識的教學(xué)也并非易事，因為知識并不都是獨立的個體，知識之間可以通過聯(lián)結(jié)和組織從而形成更大的知識整合體，尤其是對于概念的學(xué)習(xí)，要明白不同概念的內(nèi)涵和外延是有差異的，有的內(nèi)涵大，外延小，有的內(nèi)涵小，外延大。概念也是有等級和層次的，概念是抽象的，它們在真實世界并不存在，真實世界存在的只是概念的單個樣例。概念的抽象程度不一樣，有些概念簡單、明了和具體，而有些概念則較為抽象、復(fù)雜和模糊。

明確力的概念后，我們再來看受力分析的方法和步驟，首先要明確完整的受力分析是定量的分析，而受力分析的方法來源于力的概念：

①從施力物體入手——看有哪些物體可能對它有力的作用，一般先是場力，后是接觸力（包括彈力和摩擦力）。

②從受力物體入手——看它運動狀態(tài)是否發(fā)生改變，如不改變，則處于平衡狀態(tài)，所受合外力為零，若改變，則受力分析與加速度的求解直接相關(guān)，應(yīng)根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。

受力分析的方法和步驟顯然屬于程序性知識，程序性知識是關(guān)于“如何做”的知識，通常表示為一系列要遵循的步驟。無論是動作技能還是心智技能，都可以用程序性知識來存儲。按照加涅的觀點，認(rèn)知策略是一種對學(xué)習(xí)和思維極為重要的心智技能，因此，程序性知識也包含認(rèn)知策略在內(nèi)。程序性知識所表征的技能有一個重要特點：自動化，即個體在執(zhí)行某一技能時已達(dá)到無須有意識的思考和決定每一步行為的程度。

那么程序性知識和陳述性知識需要怎樣的有機(jī)結(jié)合呢？我們先來看下面這個例題，有的老師出這樣的題考學(xué)生選擇正確答案：

A、一個物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，它一定受到了力

B、一個物體受到了力，它的運動狀態(tài)一定改變

老師的解答是：A正確而B錯誤，理由是物體雖然受到了力，但是平衡力，運動狀態(tài)就不改變。學(xué)生會犯迷糊的：牛頓第一定律是否也錯了？其實，在理解這個題的時候，學(xué)生腦子中所理解的“力”非老師所理解的“力”，正是在這個關(guān)鍵概念的理解上出現(xiàn)了偏差，才會在這道題上產(chǎn)生歧義，如果改為B、一個物體受到幾個力的作用，它的運動狀態(tài)一定改變，則同學(xué)們理解起來就不會有問題了。還有一個題目也同樣容易引起歧義，這是北京市的某一道中考題：小磁針放在磁場中，一定受到磁場的力的作用，這個選項正確么？如果說這個選項正確，那么下面的說法：任何一個物體放在電場中，一定受到電場的力的作用是不是也正確？學(xué)生的思維會徹底被搞亂了，說一個物體受到的力，到底是指合力還是指其中的某部分受到的力？還是指物體受到的某一個力？在物理教學(xué)中，這種搞亂思維的題還有相當(dāng)多。

根據(jù)安德森等人的理論，程序性知識其實包含三個亞類：第一，關(guān)于具體學(xué)科的技能和算法的知識，例如數(shù)學(xué)關(guān)于異分母分?jǐn)?shù)加法的算法、解方程的算法、證明三角形全等的方法；第二，關(guān)于具體學(xué)科的技術(shù)和方法的知識，例如，自然科學(xué)中關(guān)于設(shè)計和操作實驗的一般方法，適合社會科學(xué)的研究方法的知識；第三，關(guān)于何時運用某種程序的知識，即知識是條件化的，知道在什么條件下可以運用該程序，例如，知道何時運用動量定理，能識別物理問題的類型并能運用適當(dāng)?shù)某绦颉?/p>

很多物理力學(xué)問題都屬于第三個亞類，即知識是條件化的，在不同的條件下，所陳述的物理問題是有不同的含義的，例如：某人坐在沿水平路面勻速行駛的汽車上，他把手中的鋼球豎直向上拋出，不計空氣阻力，鋼球會落回到他手中嗎？這個問題其實缺乏條件的約定，即所研究問題到底以什么為參考系，高中物理第一章約定：凡不提參考系的，都以地面為參考系。本題“豎直向上拋出”是以誰為參考系？若以地面為參考系，則不能落回手中，若以車為參考系，則能落回手中，所以建議修改本題，給出明確的參考系。

我們在物理教學(xué)過程中，往往重視程序性知識的傳授，而輕視了陳述性知識的闡釋，一個成熟的物理教師，必須將兩者有機(jī)結(jié)合起來，在運用物理規(guī)律物理方法的過程中加深對概念規(guī)律的理解，也只有真正從概念和規(guī)律出發(fā)，才能正確使用它們?nèi)ソ鉀Q實際問題。