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                淺析物理銜接教學與建構主義

                  關鍵詞: 初高中物理教學時性 建構主義學習理論 指導.

                摘要: 搞好初高中物理教學銜接,降低初高中物理的學習臺階,是一個需要多方合作、統籌安排的系統工程。本文以建構主義學習理論為指導,從註重初高中物理知識的同化和順應;加強實驗和模型教學,激發興趣搭建“階梯”;始終遵守循序漸進的原則組織教學;加強解題方法和技巧的指導,培養自學能力等方面探討了初高中物理教學銜接的有關問題。
                   
                  盡管新課程標準的實施對高中物理的教學內容進行了改革,設置了面向全體學生的共同必修模塊,但是這並沒有徹底解決這一坡度。高中的學習方法、學習習慣、學習心理,以及物理這一學科對學生的思維能力、抽象能力、運用數學的解題能力都比初中有更高的要求。學生能否在盡量短的時間內適應高中的學習,順利地跨過這個學習臺階,是影響學生學習成績的主要因素。搞好初高中物理教學銜接,降低初高中物理的學習臺階,是一個需要多方合作、統籌安排▓的系統工程。我們要從高中物理教學方面想辦法;要從初中物理教學方面想辦法;要從教材、學生方面想辦法;也要從教法、教師方面想辦法。根據多年的教學實踐,我認為用建構主義學習理論指導初高中物理教學銜接,效果顯著。 
                   
                  一、建構主義學習理論對物理教學銜接的指導意義
                   
                  皮亞傑認為:“結構是在構建中形成的。”換句話說,任何結構都不能與構建相分離。知識結構的形成也是如此,人的認知結構發展變化的機制主要表現為動態的平衡過程。動態平衡是通過有機體內部兩種相反的自我調節行為——同化與順應來實現的。這兩種相反的自我調節行為是個體認知發展的兩個彼此密切聯系的主要過程。同化是指個體將感受到的刺激納入原有的認知結構或圖式的過程,也就是使客觀事物適應原有的知識結構。而隨著認知的發展,人的同化形式逐漸復雜。在個體接受新刺激、獲得新知識的過程中,新的經驗常常會和原有的知識經驗發生矛盾。在這種情形下,人的認識就要適應環境和客觀事實。順應就是使人的認識適應環境和客觀事實,通過修改原有的知識結構,進而建立新的知識結構的過█程。同化與順應是對立的又是統一的。說它對立是因為同化讓事物服從原來的知識結構,順應是人認識適應客觀事實。統一是由於同化和順應都是人們認識周圍世界、學習新的知識、主觀與客觀相互作用的過程。同化與順應這一對矛盾促使人們學習新知識,擴大知識面,並在大腦中建立新的知識結構。因此,教師在教學過程中,幫助學生以舊知識同化新知識,使學生掌握新知識,順利達到知識的遷移。高中教師應該了解學生在初中已經掌握了哪些知識,並認真分析學生已有的知識;把高中教材研究的問題與初中教材研究的問題在文字表述、研究方法、思維特點等方面進行對比,明確新舊知識之問的聯系與差異;選擇恰當的教學方法,使學生順利地利用舊知識來同化新知識。 
                   
                  二、註重初高中物理知識的同化和順應 
                   
                  許多事例表明,學生能夠比較自覺地同化新知識,但往往不能自覺地采用順應的認知方式。在需要更新或重建認知結構的物理新知識學習中,我們應及時順應新知識更新認知結構。例如我在講授“力的合成”這一內容中,設計了兩個演示實驗,目的是強化同化與順應過程,使學生在大腦中建立起一個穩固的知識結構。第一個實驗(在實驗中以gf為力的單位,這樣有利於學生對實驗結果的分析)。首先,選擇一個50g的砝碼,然後用兩個彈簧秤拉起這一重物。兩個彈簧秤掛在物理支架上。調整兩個彈簧秤的相對位置(這是事先設計好的),使其夾角為90°,並且兩個彈簧秤的指針分別指在30G和40G的位置上。這就是說,互成90°的一個為30gf,一個為40gf的兩個力拉起來一個█彈簧,指針都指在50G的位置上,也就是說兩個互成120°的50KG的合力為50gf。從上述實驗中學生可以看到,第一個實驗中兩個力的合力不等於70gf,而等於50gf,第二個實驗中的兩個力的合力不等於100gf,而只等於50gf。這與學生以前的知識結構中代數和的概念是完全不同的,這就對學生大腦中原有的知識結構產生了一個強烈的沖擊,使學生認識到力的合成是一個全新的知識,需要一個新的知識結構來表示這種關系。同時,學生的好奇心和客觀事實使學生開始動腦筋尋求解決問題的途徑,促使學生去順應客觀事實建立新的知識結構,學生開始在順應過程中去觀察、探索、學習。他們在這順應客觀事實的過程中發現,如果用在初中所學的力與有向線段的對應關系這一知識結構來表示幾個有一定關系的力,在第一個實驗中兩個分力與合力的關系是兩個分力的平方和等於合力的平方,這樣兩個分力與合力所對應的線段恰好組成一個直角三角形。在第二個實驗中的兩個分力與合力所對應的線段就會組成一個等邊三角形,接著再根據各力所在的位置和方向會使他們自然而然地想起幾何圖形中的平行四邊形,當把力對應在平行四邊形上時,就會發現這個平行四邊形是由這兩個分力為鄰邊組成的,合力是這個平行四邊形其中的一條對角線,這樣學生就得到力的合成法則——平行四邊形法則。 
                  現在讓我們來分析一下學生在得到這一法則所經歷的同化與順應過程。首先是實驗給出了與以前代數和不同的結果,實驗事實與學生頭腦原有的知識結構發生了沖突,它促使學生不得不尋求新的理論來順應這一實驗結果,使得學生的思維服從實驗事實,平行四邊形法則就是順應客觀事實的結果。在順應過程中學生學到了新的知識,在大腦中建立了一個新的知識結構。在順應客觀事實的同時,同化過程也起了重要作用,力與線段的對應關系是學生頭腦中原有的知識結構,把分力與合力之間的關系用幾何圖形表示出來就是同化的結果。同化的過程同時也加深了知識的深度,由原來的一個有向線段表示一個獨立的力,變為由幾個有向線段表示幾個有一定相互關系的力,並且使學生加深█了對這種對應關系的理解(力與線段的對應關系在力的合成這一問題上是十分重要的),為繼續學習打下一個良好的基礎。 
                   
                  三、加強實驗和模型教學,激發興趣搭建“階梯” 
                   
                  1.加強直觀教學,激發學習興趣。 
                  蘇霍姆林斯基曾經指出:“有許多聰明的,天賦很好的學生,只有當他們的手和手指尖接觸到創造性勞動的時候,他們對知識的興趣才能█覺醒起來。”通過實物演示的直觀教學使抽象的物理概念與生活實例聯系起來,變抽象為形象,變枯燥為生動,提高了學生學習的物理興趣,使學生更好更快地適應了高中物理的教學特點。教師要有目的地設置一些認知沖突,引發學生的求▓知興趣,使得學生在教師的引導下積極探究。比如,在學習萬有引力這個知識內容之前,學生只是了解地球的引力——重力。在本課開始,教師應該將宇宙中衛星的運動方式展示給學生,並提出“為什麽這些衛星會圍繞地球做規律的運動”這個問題讓學生思考,讓學生在新舊知識的沖突中產生求知的欲望。同樣,在馬德堡半球實驗、錢毛管實驗中教師都可采用相同的辦法,引發學生的求知興趣。 
                  2.重視模型教學,搭建學習“階梯”。 
                  高中物理在研究復雜的物理現象時,為了使問題簡單化,經常只考慮其主要因素,而忽略次要因素,因此應建立物理現象的模型,使物理概念形象化。初中學生進入高中學習,往往感到模型抽象,不可以想象,針對這種情況,應盡量采用直觀形象的教學方法,多做一些▓實驗,多舉一些實例,使學生能夠通過具體的物理現象來建立物理概念,掌握物理概念,設法使他們嘗到“成功的喜悅”。以簡單的月亮環繞地球的運動為例,如果不引入質點這個模型,月地之間的距離就無從算起,運動軌道也就多得數不清。就高中物理來說,無一處不是在研究物理模型,其一是研究對象的理想化,如質點、彈簧振子、單擺、點電荷等;其二是研究過程的理想化,如勻速直線運動、自由落體運動、簡諧振動等。我們要充分利用這些模型去教學,培養學生分析問題和解決問題的能力。當然正確的模型畢竟是人類對事物一定層次認識的反映,但在通向真理的征途上起著階梯的作用,對高一學生來講,這個階梯非常重要。
                3.註重實驗教學,引導自主探究。 
                  物理學是一門以實驗為基礎的科學。教學中,教師應通過各種手段加強實驗教學,特別是探究性實驗的教學。共同必修模塊1,2中已將不少驗證性實驗改為探究性實驗。讓學生先做實驗,然後共同討論,從分析實驗數據入手,尋找物理規律。在尋找規律的過程中,教師應自覺地進行“角色換位”,扮演學生角色,多用學生的心態和眼光去審視所學內容,與學生一樣成為知識的探索者。 
                  在探究的基礎上,教師要指導學生進行優化整理,幫助學生完善、鞏固認知體系。在上述引發學生求知興趣的實驗的基礎上,引導學生進行討論,自主探究:為什麽會出現以上的現象。然後,教師可適當地啟發,從而順理成章地得出了正確的結論,將學生的粗糙、膚淺、片面的認識進行歸納、總結,使知識之間的聯系更緊密,真正達到認知的“同化”。 
                  總之,我們用演示實驗為學生提供了可觀察的事實,讓學生積極地觀察、思考、探索,在主觀與客觀的相互作用中鍛煉了分析和解決問題的能力,通過同化與順應過程在學生的頭腦中建立了一個新的知識結構。

                  四、始終遵守循序漸進的原則組織教學 
                   
                  在運用同化與順應理論時,教師一定要在完成知識目標的同時,註重對學生思維的啟發,千萬不要放過任何可以鍛煉學生思維的機會,使學生真正成為學習的主人。值得註意的是,學生在學習新知識,接觸新問題的時候,必然會受到自身經驗與知識的限制,會遇到一些困難,所以高中物理教學必須始終遵守循序漸進的原則進行教學。教師必須對自己的教學進行精心的設計,使得學生順利地解決問題。教師的平等合作觀念,也會給學生營造一個愉快、放松的環境,有利於學生思路的展開,促進師生之間、生生之間的交流與溝通,有利於學生順利完成知識的構建。 
                  物理教學的重要目的就是學生掌握某一規律並能應用這一規律去解決問題。但是學生從認識這一規律到理解這一規律、掌握這一規律,再到應用這一規律並不是一件容易的事。這個過程梯度高、難度大,在教學中我們切不可跳躍式前進,應該一步一步走,步步升高;切不可過高估計學生的學習能力,要遵守循序漸進的原則,逐步培養學生的學習能力,不斷積累經驗、豐富知識。教學的最終目的,是要將知識發生和發展的邏輯過程,通過教師的教學,轉化為學生的思維過程,從而訓練和提高學生的思維能力。因此,學生的思維過程是最重要、最本質的。為了培養和發展學生的思維,教師就必須強化提問、板演、作業練習等教學反饋手段。在“漸進”的基礎上,充分暴露學生的思維過程。尤其是那些錯誤的思維過程,以此提高思維訓練的有效性和針對性,如在作業或練習批改中,教師應關註學生中出現的各種解題思路;講評時教師可給出多種典型的正確或錯誤的解法,剖析它們的思維過程,從而提高學生解決實際問題的能力。 

                  五、加強解題方法和技巧的指導,培養自學能力 
                  思維模式為我們提供了解決▓問題的思維程序和一般性的思維方式,但是要有效解決一個具體的物理問題,還必須掌握一些特殊的解決問題的方法和技巧。例如:解決力學中連接體的問題時,常用到“隔離法”;對於不涉及系統內力,系統內各部分運動狀態相同的物理問題,用“整體法”解答比用“隔離法”簡便。剛從初中升入高中的學生,常常是上課聽得懂課本看得明,但一解題就錯,這主要是因為學生對物理知識理解不深,綜合運用知識解決問題的能力較弱。針對這種情況,教師應加強解題方法和技巧的指導。 
                  1.指導學生閱讀教材。 
                  閱讀物理課本時我們不能一掃而過,而應潛心研讀,挖掘提煉,包括課本中的圖像、插圖、閱讀材料、註釋也不放過。更重要的是閱讀教材時,我們要邊讀邊思考,對重要內容要反復推敲,對重要概念和規律要在理解的基礎上熟練記憶。 
                  2.指導學生聽課。 
                  上課時學生要全神貫註聽教師的講解,聽同學的發言;要聽各知識點間的相互聯系,聽公式、定律的適用範圍,聽解題的方法和思路。自己懂的要耐心聽,不懂的要仔細聽,還要動手做好筆記。 
                  3.指導學生課後及時歸納總結。 
                  教材的編寫考慮到學生的認知特點,把完整的知識體系分到各章節中,如果課後不及時總結,掌握的知識是零碎而不系統的,就不會形成“知識串”,且容易遺忘。總結也有多種方法,如:每單元總結、縱向總結、橫向總結。不論運用哪種方式總結,我們都要抓住知識主▓線,抓住重點、難點和關鍵,抓住典型問題的解答方法和思路。 
                  實踐證明,盡管高一物理難學難教,但教師只要把握高一學生物理知識儲備的實際情況和學習能力的特點,以建構主義學習理論為指導,註意以學生為主體,以發掘物理思想過程為核心,以強化反饋為手段,面對實際,講求實效,註意高一物理與初中物理內在的延續性與階梯性,就能很好調動學生的學習積極性,激發學習興趣,全面培養學生的思維能力,順利實現初高中物理教學的有機銜接,從而提高物理教學質量。這對學生以後形成良好的思維品質、解題習慣和分析方法是十分有益的。 
                   
                  參考文獻: 
                  [1]張憲魁,李曉林,陰瑞華.物理學方法論[M].浙江教育出版社,2007. 
                  [2]蔡麗珍.新課改下初高中物理教學的銜接問題[J].中學物理教學參考,2008,(5). 
                  [3]陳菊.初高中物理教學的恰當銜接[J].陜西教育(教學版),2008,(12). 
                  [4]周瑋.淺談初高中物理教學的銜接[J].中小學實驗與裝備,2008,(6). 
                  [5]李誌強.初高中物理教學銜接之管見[J].河北理科教學研究,2008,(2).
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