物理知識建構(gòu)與教學(xué)設(shè)計

王 力

【摘要】物理教學(xué)是科學(xué)過程在教學(xué)上的一種特殊形式,如何在建構(gòu)物理知識的同時,發(fā)展學(xué)生的探究能力,改變傳統(tǒng)物理課重理論、輕實踐,重動腦、輕動手,重知識、輕能力的教學(xué)局面,是當(dāng)前物理教學(xué)改革的一個重要方向。本文試圖以建構(gòu)主義教學(xué)觀為指導(dǎo),來探討物理知識建構(gòu)與教學(xué)設(shè)計的一些理論與實際問題。

【關(guān)鍵詞】建構(gòu)主義 物理知識建構(gòu) 教學(xué)設(shè)計

一、物理知識建構(gòu)的基本方式

總體上講,物理教學(xué)過程屬于科學(xué)探究過程。從活動過程來看,科學(xué)探究包含觀察或調(diào)查,提出問題,查閱書刊及其他信息源以了解別人所做工作情況,設(shè)計實驗或調(diào)研方案,根據(jù)實驗情況來檢驗、修正方案,或者運用各種手段搜集、分析和解讀數(shù)據(jù),提出答案、解釋和預(yù)測,進(jìn)行交流,共享研究結(jié)果等等。按照特征類型,這些活動可分解為操作性建構(gòu)、觀察性建構(gòu)、言語性建構(gòu)和研討性建構(gòu)四種基本形式。一是操作性建構(gòu),是指以操作實驗來獲得新知識的過程,表現(xiàn)為操作技能的發(fā)展與動作圖式的形成,可以是個人自主進(jìn)行,或者小組合作進(jìn)行。二是觀察性建構(gòu),是指通過觀察別人的操作來實現(xiàn)自己對知識建構(gòu)的過程,主要表現(xiàn)為表象圖式的形成。三是言語性建構(gòu),是指以語言或文字學(xué)習(xí)進(jìn)行的知識建構(gòu),表現(xiàn)為為邏輯延展或意義同化與順應(yīng),思維技能和認(rèn)知圖式的發(fā)展。四是研討性建構(gòu),也稱為社會性建構(gòu),是指通過師生之間或同學(xué)之間的某種溝通方式等社會性活動獲得知識的過程,表現(xiàn)為別人對自己認(rèn)知的暗示與激勵,暗示包括肯定與否定。

在實際物理教學(xué)中,上述的基本形式可以單獨進(jìn)行,也可組合起來,形成課堂教學(xué)過程,來建構(gòu)物理知識,發(fā)展科學(xué)探究能力和培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

二、物理知識建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計要點

按學(xué)生主動性程度劃分,物理教學(xué)的開展有三種形式:教師演示,學(xué)生模仿探究;教師引導(dǎo),學(xué)生探究;教師提示點撥,學(xué)生自主探究。這三種形式中,學(xué)生探究的主動性、主體性與創(chuàng)造性程度不相同。物理教學(xué)中具體采用哪一種形式,一方面要看學(xué)生的技能、能力水平,另一方面還要看客觀條件情況。但是不管哪一種探究,都要做好如下設(shè)計工作。

1.認(rèn)知措施設(shè)計

建構(gòu)主義特別強調(diào)新舊知識、經(jīng)驗之間的對接、整合,實現(xiàn)有效的同化和有準(zhǔn)備的順應(yīng),達(dá)到認(rèn)知的進(jìn)步與發(fā)展,因此,任課教師非常有必要在課前對學(xué)生關(guān)于新知識的適應(yīng)情況作全面調(diào)研。在傳統(tǒng)教學(xué)中,這一點往往被忽視。那么,究竟作哪些調(diào)研呢?筆者認(rèn)為,主要有兩方面:一是哪些新知識可以通過同化進(jìn)行認(rèn)知,要調(diào)研學(xué)生新舊知識間的差距或臺階,是否具有表象基礎(chǔ)、是否學(xué)過類似的方法,數(shù)學(xué)知識是否具備等方面。二是哪些知識必須運用順應(yīng),這是我們常常所說的難點。一般地,新舊知識在方法、表述上相差太大的,或者本身無法被同化時,則要通過順應(yīng)讓學(xué)生接受,除了新知識的認(rèn)知調(diào)查外,問題解決方面的情況也應(yīng)作好相應(yīng)準(zhǔn)備。

2.教學(xué)環(huán)境及素材設(shè)計

教學(xué)環(huán)境設(shè)計包括內(nèi)外環(huán)境設(shè)計,內(nèi)環(huán)境是指學(xué)生積極的學(xué)習(xí)心態(tài),外環(huán)境包括物理環(huán)境和人際環(huán)境。物理環(huán)境的設(shè)計已經(jīng)又很多這方面的成果,這里不再多談。人際環(huán)境中要特別設(shè)計學(xué)生和學(xué)生合作、交流和討論活動,以及教師與學(xué)生之間創(chuàng)建民主氛圍的措施設(shè)計。對于民主氛圍設(shè)計的措施,可以從總體上安排。對于激發(fā)學(xué)生積極心態(tài)的設(shè)計,必須有具體的措施。

關(guān)于素材的設(shè)計,主要考慮活動性、觀察性、符號性三種信息資源的主次分配。物理教學(xué)中,操作性信息的獲取要居于主要地位,觀察性信息的獲取位居其次,然后才是物理符號性學(xué)習(xí)。實踐表明,物理實驗在呈現(xiàn)確切信息顯示方面存在缺陷,可由課件加以輔助和彌補,能使信息呈現(xiàn)立體化、尺寸適度具有可觀性。這兩種信息是符號性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),設(shè)計時分清主次,合理安排,應(yīng)該把三種信息的有關(guān)活動融合起來。

3.教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

設(shè)計教學(xué)目標(biāo)要考慮來自兩個方面的要求,一是課題的內(nèi)容具有的教育教學(xué)功能。二是學(xué)生在此學(xué)習(xí)階段的可接受性;前者反映了目標(biāo)設(shè)計的內(nèi)容要求,后者反映了目標(biāo)設(shè)計的主體要求。就某一課題而言,這兩方面相互作用而可能達(dá)到的認(rèn)知、技能與能力、態(tài)度等的最近發(fā)展水平都應(yīng)該成為課題教學(xué)目標(biāo)。為了讓學(xué)生有效地建構(gòu)知識和發(fā)展能力,應(yīng)該根據(jù)物理知識特點和學(xué)習(xí)條件,分辨出課題內(nèi)容的主(要)目標(biāo)和次(要)目標(biāo),主目標(biāo)的實現(xiàn)是該課題教學(xué)的主要任務(wù),次目標(biāo)可以考慮在完成主目標(biāo)的基礎(chǔ)上有意識地延展任務(wù)來完成。

4.教學(xué)模塊、環(huán)節(jié)設(shè)計

一般地說,課堂教學(xué)過程是由主目標(biāo)指導(dǎo)下的若干環(huán)節(jié)組成,這些環(huán)節(jié)具有特定活動和完成特定功能。為了完成特定功能,必須設(shè)計每一環(huán)節(jié)活動及其措施。有些環(huán)節(jié)是物理教學(xué)常用的,如實驗操作環(huán)節(jié),它們一般使用的程序和方法變化不大,具有較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),把這樣的環(huán)節(jié)稱為模塊較合適;還有些環(huán)節(jié)是根據(jù)需要課堂上教師臨時增加的,可以稱為臨時環(huán)節(jié)。因此,教學(xué)設(shè)計可以分為模塊設(shè)計和臨時環(huán)節(jié)設(shè)計。模塊設(shè)計主要考慮它的功能、程序、所用方法、可能的難點及措施等,臨時環(huán)節(jié)著重考慮其功能。物理教學(xué)中,模塊通常有課題引入、實驗設(shè)計、實驗操作、數(shù)據(jù)分析處理、結(jié)論應(yīng)用等;臨時環(huán)節(jié)如知識鋪墊性環(huán)節(jié)。在某一堂課中,該組合哪些模塊和環(huán)節(jié),各自占用時間多少要根據(jù)具體情況斷定。一般地,模塊可以主要在課前設(shè)計,臨時環(huán)節(jié)可根據(jù)需要臨時增加,次數(shù)不宜多,時間不宜長。

5.教學(xué)思維設(shè)計

總體上講,課堂教學(xué)思維有發(fā)散思維和輻合思維兩類。教學(xué)主線一般由教師來駕御,以某一問題作為立足點,啟發(fā)學(xué)生思維發(fā)散,同樣以某一結(jié)論的得出作為歸宿,使學(xué)生思維輻合。思維散而不收,則顯得凌亂,缺乏目的性;思維收而不散,則顯呆板,缺乏靈活性,這些都影響物理知識的有效構(gòu)建。思維發(fā)散與輻合的這種辨證統(tǒng)一關(guān)系,存在于物理教學(xué)的各個環(huán)節(jié),教學(xué)設(shè)計應(yīng)予以重視。當(dāng)然,教學(xué)中也存在分析思維(邏輯推理)和直覺思維的成分,設(shè)計時也應(yīng)該關(guān)注。

在求異中思維發(fā)散,在目標(biāo)指引中思維輻合,這是教學(xué)思維設(shè)計的基本原則。物理教學(xué)思維設(shè)計,應(yīng)使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠?qū)?nèi)部思維與外部行為自然地結(jié)合起來,在操作中充分感知、識記、領(lǐng)會物理現(xiàn)象;通過理性思考和數(shù)據(jù)分析,把握物理客體及其運動變化的規(guī)律性。同時,還讓學(xué)生在迷惑或困境中不斷地發(fā)現(xiàn)、提出問題,觸發(fā)解決問題的欲望,有所發(fā)現(xiàn)有所創(chuàng)新,以及親自體驗成功與失敗,科學(xué)的思想、方法和歷程。