試論基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初中物理概念“進(jìn)階”教學(xué)策略

楊茹羽 萬(wàn)欣欣

摘?要 為幫助學(xué)生更好地建立物理概念認(rèn)知體系，提出基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的物理概念“進(jìn)階”教學(xué)策略，討論利用該策略開(kāi)展教學(xué)的實(shí)踐意義，展示利用該教學(xué)策略開(kāi)展概念“進(jìn)階”教學(xué)的教學(xué)原則和教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程。

關(guān)鍵詞“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn);初中物理概念“進(jìn)階”;教學(xué)策略

中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2020）27-0107-02

物理概念是物理基礎(chǔ)知識(shí)的重要組成部分。物理概念認(rèn)知體系的形成需要經(jīng)歷對(duì)物理概念的科學(xué)認(rèn)識(shí)、深入理解以及完整認(rèn)知，這個(gè)過(guò)程可以看作是一個(gè)逐步“進(jìn)階”式的認(rèn)知發(fā)展過(guò)程。然而，在初中階段的教學(xué)實(shí)踐中，教師往往忽視學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)、輕視學(xué)生對(duì)物理概念的深入理解以及不重視學(xué)生建立概念之間的關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)不夠科學(xué)準(zhǔn)確，難以進(jìn)行深層的自我建構(gòu)以及難以建立物理概念的完整認(rèn)知，對(duì)物理概念的認(rèn)知停留在記憶或簡(jiǎn)單理解的表層。這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)物理概念認(rèn)知體系的建立。

一、基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的概念“進(jìn)階”教學(xué)策略

為了幫助學(xué)初中生建立良好的物理概念認(rèn)知體系，促進(jìn)學(xué)生物理概念的“進(jìn)階”，針對(duì)物理教學(xué)中存在的不利于學(xué)生物理概念學(xué)習(xí)的實(shí)際問(wèn)題，提出基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行概念“進(jìn)階”教學(xué)的教學(xué)策略。

（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理問(wèn)題情境，聯(lián)結(jié)物理概念和原有經(jīng)驗(yàn)策略

腦研究證實(shí)，復(fù)雜而繁多的原有經(jīng)驗(yàn)是有意義學(xué)習(xí)的基本條件，學(xué)生獲得知識(shí)的過(guò)程須在穿插及揉合原有經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中進(jìn)行。而學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)往往是從生活中得到的，將物理概念置于真實(shí)的物理問(wèn)題情境中可有效地調(diào)動(dòng)出學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)，此時(shí)物理概念與原有經(jīng)驗(yàn)共同存在，通過(guò)在真實(shí)情境中解決實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)一步建立起物理概念和原有經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上可有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)于物理概念進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)?；谡鎸?shí)情境的重新認(rèn)識(shí)能幫助學(xué)生對(duì)物理概念建立科學(xué)的認(rèn)識(shí)，這對(duì)一些抽象概念的建立尤為重要。

（二）設(shè)計(jì)感官體驗(yàn)型物理實(shí)驗(yàn)，外化物理概念多種特征策略

參考建構(gòu)主義理論得到，物理概念的建構(gòu)是學(xué)生與物理概念相互作用，最終學(xué)生建構(gòu)物理概念的過(guò)程對(duì)于初中生而言，初中生正處于感性認(rèn)識(shí)向理性認(rèn)識(shí)過(guò)渡的階段，其對(duì)于客觀事物的認(rèn)識(shí)更多地依賴(lài)于感性經(jīng)驗(yàn)的積累，因此，較多地關(guān)注初中生與物理概念的直接接觸，讓學(xué)生獲得物理概念較多的感性認(rèn)識(shí)，基于此將有助于學(xué)生理性認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步發(fā)展。為學(xué)生適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)感官體驗(yàn)型物理實(shí)驗(yàn)，把物理概念的特征盡可能全面地通過(guò)體感直接呈現(xiàn)給學(xué)生，將會(huì)促進(jìn)學(xué)生建立物理概念與其數(shù)個(gè)特征之間的聯(lián)系，有助于學(xué)生深入全面地理解物理概念，自主建構(gòu)物理概念。

（三）組織學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)物理概念認(rèn)知體系建構(gòu)策略

人類(lèi)對(duì)客觀世界的認(rèn)知是通過(guò)與客觀世界的相互作用而逐漸建立起的，在這一過(guò)程中，人類(lèi)不斷地與客觀世界相互接觸，并作用于客觀世界的各個(gè)層面，進(jìn)而逐步建立起對(duì)客觀世界完整而全面的認(rèn)知。物理概念教學(xué)的目的是幫助學(xué)生獲得對(duì)物理學(xué)科的全面認(rèn)識(shí)，從這個(gè)層面上來(lái)講，物理概念教學(xué)中須重視學(xué)生物理概念認(rèn)知體系的建構(gòu)。在概念教學(xué)中教師適當(dāng)安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，這一過(guò)程學(xué)生容易接觸到不同的具有相關(guān)性的一些概念，通過(guò)作用于物理概念，有助于學(xué)生建立相關(guān)物理概念之間的聯(lián)系，進(jìn)而能促進(jìn)其建構(gòu)物理概念的認(rèn)知體系，從而促進(jìn)物理概念的“進(jìn)階”，為建立核心概念的完整認(rèn)知奠定基礎(chǔ)。

二、利用上述策略教學(xué)的實(shí)踐意義

（一）有助于學(xué)生對(duì)物理概念建立科學(xué)認(rèn)識(shí)

學(xué)生在進(jìn)入正式的物理學(xué)習(xí)之前，對(duì)于很多物理概念已經(jīng)有了一定的基于生活經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，這些認(rèn)識(shí)有些是準(zhǔn)確的，有些是片面的，還有些甚至是錯(cuò)誤的。由于初中學(xué)生的認(rèn)知能力尚不成熟，對(duì)于物理概念的大多數(shù)前認(rèn)知均存在一定的主觀性以及頑固性，因此將前認(rèn)知改善或改變其為科學(xué)認(rèn)知的過(guò)程是存在困難的。

學(xué)生親身參與學(xué)習(xí)活動(dòng)是其形成概念的科學(xué)認(rèn)識(shí)的必要條件之一，對(duì)于不同學(xué)生，科學(xué)認(rèn)識(shí)的形成和發(fā)展過(guò)程是因人而異的，它在遵循一定的發(fā)展規(guī)律的同時(shí)又根據(jù)每個(gè)人的身心特點(diǎn)存在多個(gè)獨(dú)特的發(fā)展方式，本文中所研究的教學(xué)策略基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)，通過(guò)借助無(wú)處不在的、貼近學(xué)生生活的、現(xiàn)象直觀且原理簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行物理概念教學(xué)，將學(xué)生與學(xué)習(xí)物理概念的行為置于動(dòng)態(tài)的情境中，隨著學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行，學(xué)生對(duì)于物理概念的認(rèn)知逐步成熟，在教師的科學(xué)引導(dǎo)下可逐漸對(duì)物理概念建立科學(xué)的認(rèn)識(shí)。

（二）有助于學(xué)生對(duì)物理概念進(jìn)行深入理解

理解物理概念是物理概念學(xué)習(xí)過(guò)程中一個(gè)重要的目標(biāo)，對(duì)于初中生而言，簡(jiǎn)單理解物理概念以及記住抽象的物理概念是他們?cè)谌粘W(xué)習(xí)中所能達(dá)到的水平，但是，僅憑簡(jiǎn)單理解和記憶較容易造成學(xué)生對(duì)物理概念的遺忘，不利于其掌握物理概念，且物理學(xué)科知識(shí)系統(tǒng)性強(qiáng)，知識(shí)之間環(huán)環(huán)相扣、聯(lián)系密切，若遺忘了之前所學(xué)的概念，會(huì)影響與之相關(guān)的新知識(shí)的建構(gòu)。只有當(dāng)學(xué)生對(duì)物理概念有了非常深入的理解，才能有效保證他們不易遺忘物理概念，在日后的物理學(xué)習(xí)過(guò)程中能更好地補(bǔ)充完善該物理概念以及理解新概念。

隨著教師在教學(xué)過(guò)程中逐步引導(dǎo)呈現(xiàn)遞進(jìn)的概念順序，適當(dāng)增加體感實(shí)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)生的身體感官感受物理概念的特征，安排學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究，將學(xué)生置于某個(gè)問(wèn)題解決的物理情境之中，通過(guò)使用概念解決問(wèn)題能促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理概念的深入理解，學(xué)生可以直接獲取大量與物理概念相關(guān)的新信息，學(xué)生將這些新信息以及原有認(rèn)知用于實(shí)際問(wèn)題解決中，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)于物理概念的深入理解，可有效解決學(xué)生物理概念理解不夠深入以及容易遺忘的問(wèn)題。

（三）有助于學(xué)生對(duì)物理概念進(jìn)行完整建構(gòu)

建構(gòu)主義理論認(rèn)為，新的概念的習(xí)得是基于新、舊概念之間的聯(lián)系所進(jìn)行的，當(dāng)學(xué)習(xí)者深入理解了物理概念之后，應(yīng)該主動(dòng)去尋求并建立相關(guān)概念之間的聯(lián)系，從而逐步建立起物理概念的認(rèn)知體系，認(rèn)知體系的建立有助于學(xué)生對(duì)于物理概念的再次學(xué)習(xí)。認(rèn)知體系的建立依賴(lài)于對(duì)物理概念的完整建構(gòu)。對(duì)物理概念的建構(gòu)除了要知道定義、符號(hào)、單位、測(cè)量工具等之外，還包括掌握物理概念的分類(lèi)、產(chǎn)生背景以及與之相關(guān)的物理概念和物理知識(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)大多較為關(guān)注學(xué)生對(duì)物理概念定義的理解，而經(jīng)常會(huì)輕視學(xué)生對(duì)物理概念的完整建構(gòu)對(duì)于學(xué)生物理學(xué)習(xí)的重要性。

基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的概念“進(jìn)階”教學(xué)策略用于教學(xué)中，將物理概念置于物理概念認(rèn)知體系中，將物理概念的認(rèn)知過(guò)程置于真實(shí)的問(wèn)題情境中，讓學(xué)生自主利用所學(xué)概念解決實(shí)際問(wèn)題，既可以幫助學(xué)生建構(gòu)物理概念的完整認(rèn)知，也能促進(jìn)學(xué)生建立物理概念的認(rèn)知體系。

三、使用教學(xué)策略的過(guò)程

（一）遵守教學(xué)策略的教學(xué)原則

概念“進(jìn)階”教學(xué)是教師通過(guò)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生將碎片化的日常經(jīng)驗(yàn)之間建立聯(lián)系，對(duì)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)賦予相應(yīng)的概念，掌握概念的多個(gè)可觀測(cè)特征，進(jìn)一步確定概念的本質(zhì)特性，逐步建立起對(duì)核心概念的全面理解，構(gòu)建核心概念之間的聯(lián)系，從而最后形成一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。利用基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的概念“進(jìn)階”教學(xué)策略進(jìn)行教學(xué)時(shí)須嚴(yán)格遵守復(fù)雜真實(shí)原則、主體能動(dòng)原則、激發(fā)興趣原則以及安全操作原則等相關(guān)教學(xué)原則。

（二）基于教學(xué)策略的教學(xué)設(shè)計(jì)流程

以課標(biāo)和課本為藍(lán)本，參考已有研究中所建構(gòu)的物理概念“進(jìn)階”路徑，確定所學(xué)內(nèi)容所在該部分的核心概念，學(xué)生對(duì)核心概念理解處在“進(jìn)階”路徑的哪個(gè)階段以及其前后的相關(guān)概念;接著對(duì)學(xué)生的情況進(jìn)行分析，了解學(xué)生在課前對(duì)于即將要學(xué)的概念所具有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)，即處于何種理解水平;綜合對(duì)教材和學(xué)情的分析后提出學(xué)生在經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)之后預(yù)期所能達(dá)到對(duì)該概念的理解程度;然后設(shè)計(jì)學(xué)生概念“進(jìn)階”的路徑;在明確路徑之后選擇相應(yīng)的教學(xué)策略及教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并利用該教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行上課，隨后結(jié)合“進(jìn)階”路徑上對(duì)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展尤為重要的知識(shí)設(shè)計(jì)隨堂測(cè)驗(yàn)，通過(guò)測(cè)驗(yàn)結(jié)果分析學(xué)生概念學(xué)習(xí)的進(jìn)展情況，將此情況與預(yù)期進(jìn)行比較，以適時(shí)調(diào)整教學(xué)決策。該過(guò)程的流程圖如圖4-1所示：

以上述教學(xué)設(shè)計(jì)流程為參考，在課堂教學(xué)中針對(duì)不同物理概念，在不同環(huán)節(jié)中合理利用基于“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的概念“進(jìn)階”教學(xué)策略，可較好地發(fā)揮本文所研究教學(xué)策略的最大價(jià)值。

四、結(jié)語(yǔ)

初中學(xué)生尚處于形象思維向抽象思維過(guò)渡的階段，其認(rèn)知習(xí)慣性會(huì)從日常經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，尋求零散的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與概念之間的對(duì)應(yīng)，在此基礎(chǔ)上建立物理概念的科學(xué)認(rèn)識(shí)，通過(guò)對(duì)于物理概念的自我加工和建構(gòu)，建立對(duì)于物理概念的完整認(rèn)知，進(jìn)一步建立相關(guān)概念之間的關(guān)聯(lián)，逐步建立起物理概念的認(rèn)知體系。將基于“非常規(guī)”的概念“進(jìn)階”教學(xué)策略用于物理概念教學(xué)中，有助于學(xué)生物理概念認(rèn)知體系的建構(gòu)。當(dāng)然，在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中教師務(wù)必要提前設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備相關(guān)的實(shí)驗(yàn)器具，對(duì)于一些繁瑣的實(shí)驗(yàn)，為保證教學(xué)的效果，可巧妙結(jié)合常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)展相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)。

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古師范大學(xué)2019年度課題“內(nèi)蒙古師范大學(xué)物理專(zhuān)業(yè)師范生教育歷程研究”（項(xiàng)目編號(hào)：qjs201917）。

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