心理學和情境教學視角下培養(yǎng)學生建模能力的實踐探索

余耿華

（廣東省教育研究院，廣東 廣州 510035）

1 問題的提出

《國務院辦公廳關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》提出要“積極探索基于情境、問題導向的互動式、啟發(fā)式、探究式、體驗式等課堂教學”.《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出：創(chuàng)設情境進行教學，對培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)具有關鍵作用，其中科學思維是物理學科核心素養(yǎng)的核心內(nèi)容，“科學思維”主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素.［1］

當前的中學物理教學，由于應試的傾向，教師往往過于注重知識的灌輸，然后是各種模型化的題目練習，導致學生往往缺乏從“情境”到“模型”的建模思維能力.那么，究竟如何才能聚焦物理情境教學，培養(yǎng)學生“模型建構”思維呢？下面結(jié)合心理學和情境教學相關理論，以案例形式進行探索.

2 相關概念的界定

（1）“模型建構”思維.

“模型建構”主要指對一些客觀復雜的物理現(xiàn)象進行科學的抽象處理，忽略一些次要因素，提煉出主要因素，從而得到能夠凸顯出事物本質(zhì)屬性的理想模型，將復雜問題簡單化、抽象化.［2］

（2）情境教學.

情境教學的概念，1989年首先由Brown，colin，Duguid在一篇名為《情境認知與學習文化》的論文中提出，他認為“知識只有在它們產(chǎn)生及應用的情境中才能產(chǎn)生意義”.我國對情境教學的研究 ，一般認為是從1978年李吉林進行情境教學法實驗開始的.情境教學指的是“在教學過程中為了達到既定的教學目的，從教學需要出發(fā)，制造或創(chuàng)設與教學內(nèi)容相適應的場景或氛圍，引起學生的情感體驗，幫助學生迅速而正確地理解教學內(nèi)容，促進他們的心理機能全面和諧發(fā)展”.［3］

（3）心理學和情境教學視角下的“模型建構”思維培養(yǎng).

從心理學視角來看，人類接觸現(xiàn)象的過程需要經(jīng)歷“重要性”—“表達”—“理解”過程；［4］結(jié)合情境教學，我們可以將學生從“情境”到“模型”的建構心理過程進一步拓展為：“情境”—“重要性”—“表達”—“理解”—“抽象概括”——“模型建構”.對于模型建構過程，美國亞利桑那州立大學理論物理學家海斯特斯認為可以分為4個環(huán)節(jié)：模型建立、模型分析、模型驗證和模型應用.［5］因此，從“情境”到“模型”，教師應該創(chuàng)設合適情境—讓學生認識情境問題的重要性（意識到情境中的問題有用和與自己有關，學生才有進一步探究的欲望，激發(fā)學習的動機）——給予學生描述、分析和表達情境的機會——給予學生理解情境的時間和空間——讓學生經(jīng)歷抓住主要矛盾、忽略次要矛盾，抽象和概括研究對象的本質(zhì)特征——建立模型、基于理論分析模型、基于實驗實證模型和將模型應用于新情境.

為了最大程度地激發(fā)學生的興趣，使學生不斷獲得挑戰(zhàn)困難的勇氣和信心，我們通過創(chuàng)設符合學生心理特點和接近生活實際的情境，提出相應的大任務，鋪設思維進階問題鏈，巧妙地把學生的認知活動和情感體驗活動融合起來，學生在不斷解決問題中，完善和簡化認知結(jié)構，促進模型建構思維不斷提升.［6］

3 案例探索

以學生分組實驗課“探究平拋運動的運動特點”一課為例（以Z老師的課例修改），探討學生經(jīng)歷從“情境”—“模型”的思維過程，如表1所示.

表1

續(xù)表

續(xù)表

只有讓學生置身于情境中，通過不斷經(jīng)歷、體驗“情境”到“模型”的全過程，才能真正促進學生建模思維能力.當然，不可能一次教學就使學生獲得良好的建模思維能力，需要在“情境”—“模型”的不斷實踐中，不斷發(fā)展建模能力.

4 小結(jié)

聚焦情境教學培養(yǎng)模型建構思維是個永恒的話題，具體的教學中，由于教情學情不同，需要教師不斷探索，根據(jù)需要調(diào)整環(huán)節(jié)順序、取舍環(huán)節(jié)或減弱、加強其中的環(huán)節(jié)；此外，環(huán)節(jié)中學生思維難點處應給予學生思考、討論、交流的時空.對情境的設置，可以將課堂引入情境作為主體情境，在教學的其他環(huán)節(jié)根據(jù)教學需要設置不同小情境，帶給學生情感體驗，使學生迅速而正確地理解教學內(nèi)容.在教學中還應抓住大概念（或大觀念）和學生已有認知、設置情境和教學大任務、以思維進階問題鏈為引導來設計教學活動，學生才能逐步學會化繁為簡、完善和簡化認知結(jié)構、樹立挑戰(zhàn)新情境的信心和勇氣，促進學生建模思維能力提升，實現(xiàn)知識、思維和精神的共同成長.