物感的內涵及其教學價值

熊志權 劉芳霞

(1. 廣東省珠海市教育研究中心，廣東 珠海 519000；2. 珠海市斗門區(qū)城南學校，廣東 珠海 519000)

1 物感的概念

“物感”是我們在研究“基于知識發(fā)生過程的物理教學”中類比“數感”提出來的一個全新教學概念．2001年頒布的《全日制義務教育數學課程標準(實驗稿)》首次提出了要使學生“建立初步的數感與符號感,發(fā)展學生抽象思維”．并在內容標準的3個學段都分別闡述了培養(yǎng)和發(fā)展學生數感的問題,“數感”一詞首次進入我國的數學課程．[1]“數感”成為一個嶄新的內容進入基礎教育視野后,人們從數感的內涵、數感的形成、數感的發(fā)展、數感的教學進行了10多年的實踐和研究,對中小學數學教育產生了積極的影響．

物感可以通俗地認為是人們對“物”的感悟．2017年7月,我國新一輪基礎教育高中課程改革頒布的《高中物理課程標準》提出了新的要求,普通高中的培養(yǎng)目標是進一步提升學生綜合素質,著力發(fā)展核心素養(yǎng),在“三維目標”的基礎上提出以“核心素養(yǎng)”來統(tǒng)領高中物理課程的實施．首次提出了以物理觀念、科學思維、實驗探究、科學責任與態(tài)度為內容的高中物理核心素養(yǎng)．基于核心素養(yǎng)價值追求的物理教學須著重培養(yǎng)學生的時空觀念、物質觀念、相互作用觀念、運動觀念、能量觀念.這些觀念都是屬于“物”的表現范疇．而“感悟”是外界刺激作用于主體而產生的,它含有經驗和直覺的成分,為了促進中學生對這5大物理觀念的整體認知,筆者認為中學物理很有必要提出“物感”概念并開展相關教學．

物感有邏輯推理的成分,更含有直覺的成份,是人們依據建構的物理學知識、科學研究經驗和實踐體驗以及堅定的科學信念,對物理系統(tǒng)的結構、特征、運動規(guī)律等問題所產生的一種直接而迅速的認知過程．物感與數感、語感、美感、質感等都代表了學生認識世界的一種相關能力,也代表各種思維過程,是人們對物質世界的一般理解.這種理解可以幫助人們用便捷的方式作出判斷或者解決復雜的問題而作有價值的判定．

2 物感的內涵

物感由于涉及到邏輯思維和直覺思維兩個方面,這兩個方面的表現形式和思維本質截然不同,直覺思維是與邏輯思維是完全不同的一種思維方式,甚至說不上緣由,非邏輯性是直覺思維的本質特征,是一種跳躍式的具有突發(fā)性的思維方式,難以捉摸和駕馭,直覺類似于靈感、頓悟、奇妙啟示等．而邏輯思維主要包括歸納、演繹、推理、等形式,在論述物感的內涵與本質時我們有必要介紹直覺與邏輯思維．

2.1 直覺思維

物感含有直覺思維的成分,直覺思維是一種特殊的思維類型.它是主體借助于智慧迅速認識對象的本質及其特點的思維活動,是直接按照對象進行理解并做了判斷的思維能力,亦可以說是一種特殊的理性洞察力、思維透視力,是認識活動中一種敏感的思維狀態(tài)．我國著名科學家錢學森認為:“直覺是一種人們沒有意識到的對信息的加工活動,是在潛意識中醞釀問題而后與顯意識突然溝通,于是一下子得到了問題的答案”．在物理學研究中,直覺是人們依據自己的物理學知識、科學的研究經驗以及堅定的科學信念,對物理系統(tǒng)的結構、特征和運動規(guī)律等問題所產生的一種直接而迅速的認知過程．

直覺是一種重要的創(chuàng)新性思維方式．憑借邏輯思維只能在具有邏輯聯系的事物之間進行思考,它只能發(fā)現領悟那些與原有知識具有一定邏輯聯系的新事物,要超出原有知識作出全新的重大科學發(fā)現,單憑邏輯思維是無能為力的,而直覺往往在科學認識過程中起著重要作用．

直覺思維具有非邏輯性,所以這種思維的結果由于沒有嚴密的科學邏輯指導,而并非都正確,“直覺可以把你帶入真理的殿堂,但你如果只停留在直覺上,也可以使你陷入死角”．因此,在依照直覺行事之前,必須對它進行一番再審視．直覺判斷并不等于“瞎猜”,沒有一定的知識結構、實踐背景和創(chuàng)造性思維的發(fā)揮,是無法擁有深邃的直覺的．養(yǎng)成多思考的習慣,尤其注意發(fā)展廣泛的聯想.這是培養(yǎng)和形成直覺思維的一種重要方法.每當學習新知識時就要聯想,就要形成一種新舊知識間的聯系的思維自覺,努力架設知識之間相互聯系的橋梁,更是要超越邏輯體系方面的廣泛聯想,在這科學發(fā)明和發(fā)現的征途上,常能折射出絢麗的光華．

2.2 邏輯思維

邏輯思維又稱為抽象思維,是思維的一種高級形式．其特點是以抽象的概念,判斷和推理作為思維的基本形式,以分析、綜合、比較、抽象、概括和具體化作為思維的基本過程,從而揭露事物的本質特征和規(guī)律性的聯系．

物理學中的決定論,就是典型的邏輯推理的過程．我們從已知的物理結論或者條件出發(fā),能夠由現在測未來,由現在知過去．

2.3 物感的內涵與本質

物感是人們在物理概念擴展中產生的對物質運動的整體認知和一般理解,物感是界于邏輯推理和直覺判斷之間的一種思維過程．它不是純粹的邏輯思維也不是純粹的直覺思維．物感是人腦對物質對象的一種直覺,即對物質世界的洞察與領悟,是一種物理直覺．它是通知感官而不是通過大腦的思維,它含有原始的、經驗性的成分,“悟”是通過大腦進行思維的,因此,物感既含有感知的成分又有思維的成分．

成銳要求公司應向其支付十三薪、住房補貼和特種工津貼，但其未就公司應向其支付上述款項提交證據，公司對此亦不認可，成銳應承擔舉證不能的法律后果，故對成銳相關訴訟請求，法院不予支持。

要感悟必須有實踐體驗,例如汽車轉彎問題,當汽車的速度太大時容易被“甩”向外側.這些學生均有實踐性體驗,因此轉彎的馬路設成內低外高就憑直覺可以建立,學生不需要再用牛頓第二定律的模型進行嚴格的邏輯推理明白其中道理．這些如果要進行邏輯推理,也十分容易．還有,一個新的物理量的建立,學生應該知道其大小,如速度為1 m/s有多大?質量為1 kg的物體有多少?這也是對物理量的基本感知要求．

物感主要是學生后天習得的結果．是學生在大量學習和生活實踐中積累起來的種種儲存在潛意識中的內隱的、非結構的關于物質運動規(guī)律的程序性知識.這種過程不是一蹴而就的,是在學習過程中不斷強化和理解物理規(guī)律和概念的本質中逐漸體驗和建立起來的．

例如學生要判斷靜止在斜面上的物體受到的靜摩擦力方向,初學者要回到靜摩擦力方向定義的本源來判斷:先判斷相對運動趨勢,再根據靜摩擦力與相對運動趨勢相反,而相對運動趨勢又要假設斜面光滑,物體將沿斜面向下運動．事實上,學生物感形成后,可以忽略上述環(huán)節(jié)快速且準確地判斷摩擦方向．

3 物感的教學價值

立德樹人是課程改革的根本任務．學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是落實此任務的主要途徑．基于核心素養(yǎng)價值追求的物理教學須著重培養(yǎng)學生的時空觀念、物質觀念、相互作用觀念、運動觀念、能量觀念．學生通過形成五大物理觀念,不僅擁有了一種看世界的眼光,更獲得了一種幸福的能力．中學物理課程中的物理觀念包括描述物質屬性的觀念和量度物質運動的觀念,只有教師清晰地、系統(tǒng)地理解這些物理觀念,才能以物理觀念統(tǒng)領物理教學,實現物理課程目標．

物感是人們自覺地理解物質運動規(guī)律的態(tài)度和意識,建立物感的價值主要表現在提升學生的科學素養(yǎng)．有助于學生對物理知識的自我構建,有助于教師開展知識發(fā)生過程的教學,有助于發(fā)展學生的創(chuàng)新精神和實踐能力． 學生物感的形成有賴于充分的感知和體驗,是對物理概念的意義建構,是學生歷經不斷的試誤到頓悟的過程,更是物理知識與現實問題建立聯系的橋梁．在物理教學中培養(yǎng)學生物感,目的就在于使學生學會物理地思考,學會用物理的方法理解和解決現實問題,讓學生有更多的機會接觸和體驗物理和現實問題,表達自己對問題的看法,用不同的方式思考和解決問題．

3.1 物感有助于學生對物理知識的自我建構

物感的本質是對物理知識的自我建構．建構主義主張世界是客觀存在的,但是對于世界的理解和賦予意義卻是由每個人自己決定的．我們是以自己的經驗為基礎來建構現實的,每個人的經驗世界是用他自己的頭腦創(chuàng)建的.由于每個人的經驗和產生這些經驗的過程和社會文化歷史背景的不同,導致每個個體對外部世界的理解也迥異不同．所以,建構主義認為學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生,而是由學生自己建構知識的過程．學生不是簡單被動地接收信息,而是主動地建構知識的意義.這種建構是無法由他人來代替的．

學生是學習信息加工的主體,是意義建構的主動者,而不是知識的被動接收者和被灌輸的對象．在建構主義學習中教師必須認識到教學目標不僅包括認知目標,也包括情感目標．教師要重視學生的情感領域,使教學與學習者個人相關聯．教學要逐漸減少外部控制,逐漸增加學生自我控制學習的過程．教師不僅需要在學習內容方面輔導學生,而且更需要在新的學習技能和技術方面指導學生,并將監(jiān)控學習和探索的責任也由教師為主轉向學生為主,最終要使學生達到獨立學習的程度．

知識是人們對客觀世界的一種解釋、假設或假說,是他對客觀世界的心理體驗,它不是問題的最終答案,它必將隨著人們認識程度的深入而不斷地變革、升華和改寫,隨之出現新的解釋和假設．知識并不能絕對準確無誤地概括自然與社會的法則,提供對任何活動或問題都適用的解決方法．在具體的問題解決中,是需要針對具體問題的情境對原有知識進行再加工和再創(chuàng)造的．

基于物理核心素養(yǎng)的構成與內涵,從物理學視角形成相關的基本認識,形成基本的物理觀念．在物理教學中滲透物理觀念可以加深學生對物理概念、規(guī)律的理解．例如,學生可以在“物質”思維基礎上建構密度概念．而這個“物質”基礎就是要讓學生對原始物理問題經過同化和順應來構建屬于學生特有的認知結構體系．這樣的問題結合實際環(huán)境,學生參與的熱情比較高,如果通過網絡查詢知道人體的密度和水的密度接近,我們怎么知道每個人的體積呢?對于關乎自己身體的問題,并且?guī)缀醪豢芍苯訙y量的問題,學生很有興趣,不知不覺中對公式變形V=m/ρ有一個深刻的應用實踐．[2]

3.2 物感有助于教師開展知識發(fā)生過程的教學

知識發(fā)生過程教學是指教師引導學生去揭示或感受知識發(fā)生的前提或原因、知識概括或擴充的經過以及向前拓展的方向,它的價值表現在有利于遏止注入式教學和突出學生學習的主體性,從而有利于增強教學過程的發(fā)展功能,全面提高學生的探究欲望、探究能力等各方面的素質．知識形成過程是人類思維獨創(chuàng)性的凝聚,它孕伏于知識體系中,具有極高智力價值;它反映了知識發(fā)明、發(fā)現者解決問題的途徑、手段、基礎以及視角．

感悟總是在“慢”的情境中培養(yǎng)起來的,物感的建立需要“慢”教學,而知識發(fā)生過程教學要讓學生掌握知識的來龍去脈,充分地將知識還原與稀釋,重演知識形成的過程,最終形成經典物理的物質觀、運動觀、能量觀、相互作用觀,并且能用來解釋自然現象和解決實際問題,從而促進學生開展深度學習．

圖1

例如在學習杠桿的平衡條件時,教師設計一個如圖1-圖3所示的實驗,讓學生自己動手操作,教師甚至可以不規(guī)定條件和目標,學生也會通過多種平衡現象中找出杠桿平衡的規(guī)律和條件,自主建構概念和規(guī)律．這比直接告訴孩子杠桿平衡需要滿足什么條件更有價值．

圖2

大多數學生需要借頭腦中形成視覺映象來解決物理問題,如通過上述的實驗裝置和某些圖示．為了改變這種局面,教師要引導學生移去實驗裝置進行再思考,不再借助實物的視覺映象,因此,物理規(guī)律和概念就在孩子腦海中快速自主構建,這就是一個從“情境化”到“去情境化”的過程,也是一個從感性到理性認識的過程．[3]

3.3 物感有助于重新認識情境教學

物感的培養(yǎng)需要直觀經驗與理性思考的有機結合,物感是物理與現實問題建立聯系的橋梁,所以物感的教學需要物理現實背景的支持,更需要學生親身經歷和實踐．物感好的人能主動地將現實生活中遇到的問題和適當的物質運動規(guī)律形成聯系,并且靈活巧妙地找到恰當

的解決問題的方法．

情境教學至少應該包括3個環(huán)節(jié):情境化、去情境化與再情境化，如圖4所示．情境化是創(chuàng)設教學情境,激發(fā)學生的學習興趣,去情境化是從具體情境中分離概括化的知識,發(fā)展學生的科學思維,再情境化是將知識運用到新的情境,培養(yǎng)學生解決問題的能力．情境化、去情境化與再情境化3者相輔相成,教學中只有處理好3者之間的相互關系,才能更好地促進學生科學思維的發(fā)展和有效提升學生解決問題的能力．[4]

圖4

物理知識是與環(huán)境交互的結果,學生只有通過情境建立感知與內化,才能建立物感．由于物感總是伴隨著和現實情境產生的．如果沒有學生的積極參與,學生的物感培養(yǎng)無從談起,如果都是單一的題海和推導,缺少實踐,物感是建立不起來的．概念是在感性認識的基礎上產生的,不經感性認識階段,就不會在頭腦中形成概念,因此,情境創(chuàng)設很重要,情境以一種強有力的方式影響著學習及其遷移．再情境化就是指思維由抽象到具體的過程,即在思維中把握客觀具體對象的各個方面的本質以及它們的內在聯系和相互作用,再情境化側重學生對知識的應用,設置的情景問題綜合性也比較強,這體現學生思維發(fā)展的一次飛躍．