奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

唐小舒

（哈爾濱師范大學(xué)教師教育學(xué)院 黑龍江·哈爾濱 150025）

0 引言

中學(xué)物理教學(xué)中，由于物理概念自身具有抽象性，使其成為教學(xué)難點，也是學(xué)生容易在理解上出現(xiàn)困難的之處。但物理概念可以用來解釋生活中的物理現(xiàn)象，深化學(xué)生對概念的理解。為了使抽象的物理概念變得更直觀、更容易理解，本文采用奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論進(jìn)行物理概念教學(xué)設(shè)計，以達(dá)到高效的豐富學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的目的。

1 奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論

奧蘇貝爾認(rèn)為，學(xué)生的學(xué)習(xí)可以分為機械的與有意義的兩類。他們都分為接受學(xué)習(xí)和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)。機械學(xué)習(xí)的心理機制是聯(lián)想，有意義學(xué)習(xí)的心理機制是同化。同化過程是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有觀念與要學(xué)習(xí)的新觀念相互作用過程。有意義的學(xué)習(xí)也就是學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有知識吸收并固定要學(xué)習(xí)的新知識的過程。有意義學(xué)習(xí)必須具備三個條件：第一，學(xué)生具備有意義學(xué)習(xí)的心向。第二，學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中具有同化新知識的理論基礎(chǔ)。第三，要學(xué)習(xí)的新材料本身具有邏輯意義。學(xué)生的學(xué)習(xí)需要一定的動機。奧蘇貝爾提出了三種驅(qū)使學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力：認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力、自我提高的內(nèi)驅(qū)力和附屬內(nèi)驅(qū)力。認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力是一種內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機。因此在實際教學(xué)中應(yīng)合理地組織學(xué)習(xí)材料，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機。自我提高內(nèi)驅(qū)力指的是學(xué)生通過獲得成績來提高自己在家庭或集體中的地位，屬于外部動機。教師在與學(xué)生交往過程中應(yīng)考慮到學(xué)生的自尊心，采用合適的方式鼓勵學(xué)生，利用外在動機督促學(xué)生學(xué)習(xí)。附屬內(nèi)驅(qū)力指的是小學(xué)生想得到長者的認(rèn)可從未獲得派生地位的動機，屬于外在動機。在教學(xué)中對于學(xué)生的進(jìn)步要及時的給予肯定。

實現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)需要教師了解學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。奧蘇貝爾把認(rèn)知結(jié)構(gòu)定義為：“個體的觀念的全部內(nèi)容和組織，或者，就教材學(xué)習(xí)而言，指個體的特殊知識領(lǐng)域的觀念和內(nèi)容和組織?！闭J(rèn)知結(jié)構(gòu)形成后，又會成為影響新的學(xué)習(xí)與保持的另一個關(guān)鍵變量，奧蘇貝爾稱之為認(rèn)知結(jié)構(gòu)變量。認(rèn)知變量包括三個特征，被奧蘇貝爾稱為認(rèn)知結(jié)構(gòu)的三個變量。第一個變量是原有觀念中起固定作用的觀念；第二個變量是起固定作用的觀念與新觀念之間是否可以清晰的分辨；第三個變量是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)新的觀念時，認(rèn)知結(jié)構(gòu)中起固定作用的觀念是否鞏固。教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生對舊知識的掌握程度、關(guān)于新知識的前概念以及新舊知識之間的邏輯關(guān)系等。如果學(xué)生掌握了位移的概念，就可以將位移的概念作為認(rèn)知結(jié)構(gòu)中起固定作用的觀念，再聯(lián)系位移與時間的關(guān)系，就可以得出速度的概念，既表示位移隨時間變化快慢的物理量，速度的概念就屬于已經(jīng)同化到認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的新概念。

有意義學(xué)習(xí)過程涉及歸屬作用、上位學(xué)習(xí)和并列學(xué)習(xí)三種學(xué)習(xí)形式。若原有概念的概括程度比新學(xué)習(xí)的概念的概括程度高，此時新學(xué)習(xí)的概念是下位概念。這種較具體的下位概念被納入較概括的上位概念并發(fā)生相互作用稱為歸屬作用，例如：學(xué)生學(xué)習(xí)摩擦力的概念時，與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中力的概念發(fā)生作用，將摩擦力具有的特征歸屬到力的特征中，加深對摩擦力的理解。若原有概念的概括程度比新學(xué)習(xí)的概念的概括程度低，此時新學(xué)習(xí)的概念處于上位，這樣的學(xué)習(xí)屬于上位學(xué)習(xí)。例如，學(xué)習(xí)者已經(jīng)學(xué)習(xí)了動能和勢能的概念之后，再進(jìn)行機械能的學(xué)習(xí)，并把三者聯(lián)系起來。假若學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有與新觀念進(jìn)行類比的觀念來解釋新觀念，這種學(xué)習(xí)屬于并列結(jié)合學(xué)習(xí)。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)磁感應(yīng)強度時，可以用電場強度理解磁感應(yīng)強度。

2 物理概念的特點

物理學(xué)是由事實、概念、規(guī)律與方法構(gòu)成的系統(tǒng)化理論體系，本身具有內(nèi)在統(tǒng)一性。物理概念是對客觀事物進(jìn)行科學(xué)抽象和概括的結(jié)果，需要學(xué)生利用想象力理解物理概念。物理概念比物理規(guī)律更加抽象。

物理概念的內(nèi)涵是指概念所反映的物理現(xiàn)象、物理過程所特有的本質(zhì)屬性，是判斷和推理的基礎(chǔ)。物理概念的外延是指具有概念所反應(yīng)的本質(zhì)屬性的對象，通常指概念

的適用范圍，說明了概念反映的是哪些對象。抽象的概念需要輔以具體的適用范圍才能被學(xué)生理解，具體的內(nèi)容需要抽象的內(nèi)涵進(jìn)行解釋。例如：試探電荷在電場中會受到電場力，這是物理概念的內(nèi)涵。若置于某一金屬導(dǎo)體附近的試探電荷由靜止開始運動，說明試探電荷受到電場力，金屬導(dǎo)體是帶電體。此外，物理概念之間存在關(guān)聯(lián)，例如牛頓第二定律加速度、質(zhì)量和合外力的關(guān)系。

3 教學(xué)設(shè)計原則

依據(jù)奧蘇貝爾的有意義學(xué)習(xí)理論和物理概念的特點制定了如下的教學(xué)設(shè)計原則。

3.1 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計原則

教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、課程內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況確定。因此教學(xué)目標(biāo)的確定應(yīng)注意針對性原則、直觀性原則、可操作性原則。教學(xué)目標(biāo)要依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇，要增強學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的信心，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機，能夠?qū)⑿轮R與學(xué)生已經(jīng)學(xué)到的舊知識聯(lián)系起來。同時能夠采用邏輯推理、觀察現(xiàn)象等方式同化新知識。

3.2 教學(xué)手段選擇原則

教學(xué)手段的選擇要依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點確定，通過人們?nèi)粘＝?jīng)驗得出的物理概念應(yīng)通過直觀的生活實例進(jìn)行說明。幫助學(xué)生掌握概念之間的關(guān)系；或引導(dǎo)同學(xué)們回顧、總結(jié)該主題的內(nèi)容；也可或通過類比實驗幫助學(xué)生理解抽象的物理概念。例如速度和加速度的關(guān)系、用水流類比電流等。

3.3 教學(xué)方法應(yīng)用原則

教學(xué)方法應(yīng)采用高效性、準(zhǔn)確性原則。因為學(xué)生課堂學(xué)習(xí)時間有限，教師應(yīng)采取合適的教學(xué)方法在教學(xué)過程中的較短時間內(nèi)幫助學(xué)生同化較多的知識。由于物理學(xué)是人類智慧的結(jié)晶。學(xué)生不可能在課堂上經(jīng)歷科學(xué)家全部的探索過程，卻在短時間內(nèi)理解并掌握物理知識，并將物理知識應(yīng)用于現(xiàn)代生活中。

4 以“機械能”的概念為例進(jìn)行教學(xué)片斷設(shè)計

見表1。

表1

5 啟示

根據(jù)奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論和物理概念的特點，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時可以考慮如下流程：首先利用已有知識激發(fā)學(xué)生的內(nèi)部動機并建立起新舊知識之間的聯(lián)系、引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象或生活中的現(xiàn)象、利用物理概念說明和解釋現(xiàn)象，并理解概念的意義，同化概念。最后利用物理概念解決實際問題。達(dá)到提高學(xué)生的抽象思維能力、培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)核心素養(yǎng)的目的。