論物理課堂導(dǎo)入的設(shè)計(jì)

鄭淵方

摘要：本文分別從物理概念和規(guī)律的特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知特征兩個(gè)方面分析了物理課堂導(dǎo)入的類型及分類標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提出了物理課堂導(dǎo)入設(shè)計(jì)的兩個(gè)原則。

關(guān)鍵詞：課堂導(dǎo)入；物理；課堂導(dǎo)入類型；認(rèn)知特征

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2009)1(S)-0016-3

1 關(guān)于物理課堂導(dǎo)入類型的研究

導(dǎo)入是教師在教學(xué)活動(dòng)開始時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)的行為方式。導(dǎo)入的有效性是課堂教學(xué)有效性的良好開端。有效的導(dǎo)入不僅能引起注意、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，而且能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。但目前教師對(duì)導(dǎo)入的研究多數(shù)著眼于激發(fā)興趣方面的作用，表現(xiàn)為重視導(dǎo)入，提出各種各樣的導(dǎo)入類型，而對(duì)用什么類型的導(dǎo)入更符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，更有利于學(xué)生的有效學(xué)習(xí)的研究卻較少。很多研究都羅列出了一系列導(dǎo)入的類型，概括起來(lái)有：①?gòu)?fù)習(xí)導(dǎo)入；②經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)入；③利用直觀演示導(dǎo)入；④用實(shí)驗(yàn)演示的方式導(dǎo)入；⑤生產(chǎn)實(shí)踐和生活實(shí)際問(wèn)題導(dǎo)入；⑥物理學(xué)史或故事導(dǎo)入；⑦運(yùn)用邏輯推理的方法導(dǎo)入；⑧游戲?qū)氲取?dǎo)入的類型雖然豐富多彩，但對(duì)于課堂上該應(yīng)用哪些類型導(dǎo)入，大家的認(rèn)識(shí)還是比較模糊的，或只能憑經(jīng)驗(yàn)選擇。

事實(shí)上，導(dǎo)入的設(shè)計(jì)是整體教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)之前一般要分析知識(shí)的邏輯性和學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知特點(diǎn)。導(dǎo)入的分類及如何有效導(dǎo)入也應(yīng)該充分考慮這兩個(gè)方面。

2 物理課堂導(dǎo)入的有效設(shè)計(jì)

導(dǎo)入設(shè)計(jì)的重要根據(jù)就是物理概念、規(guī)律的特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)物理的心理特征。

2.1 物理概念和規(guī)律的特點(diǎn)及導(dǎo)入的設(shè)計(jì)

從物理概念和規(guī)律本身的特點(diǎn)來(lái)講，中學(xué)物理概念類型大概有本質(zhì)特征概括的概念、比例概念和理想化模型三類，物理規(guī)律有歸納型和推導(dǎo)型兩種。概念和規(guī)律的特征不同，導(dǎo)入的設(shè)計(jì)也應(yīng)該不同。

由本質(zhì)特征概括而形成的概念和一些歸納型的規(guī)律，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熵、重力等概念的導(dǎo)入可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞匠尸F(xiàn)自然界、現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)中的典型事例，比較這些典型事例的共同特征而導(dǎo)入。牛頓第二定律、機(jī)械能守恒、歐姆定律等可以通過(guò)提出類似于“如果提供各種不同的實(shí)驗(yàn)條件，各種物理量之間將有什么樣的關(guān)系？”的問(wèn)題，而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)情境，在獲得形成規(guī)律的感性材料的基礎(chǔ)上分析、總結(jié)出規(guī)律。

很多比例概念也是屬性概念，初中教學(xué)中常常通過(guò)比較不同的物質(zhì)或事物所具有的屬性以及該屬性在現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用而導(dǎo)入。如密度概念通常采用如何判斷幾種不同物質(zhì)而導(dǎo)入，速度概念也是從如何判斷幾種運(yùn)動(dòng)快慢不同的物體而導(dǎo)入。在高中階段學(xué)習(xí)比例概念時(shí)，就可以通過(guò)復(fù)習(xí)這種方法導(dǎo)入。如加速度概念教學(xué)中，教師設(shè)置情境引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)速度和密度等用比值定義的物理量，然后自然引出用比值定義的新物理量——加速度，這是分析兩個(gè)概念的建立方法（比值定義的方法）而導(dǎo)入的。

中學(xué)物理涉及到很多理想化模型，往往是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。一般要通過(guò)聯(lián)系自然現(xiàn)象、生活實(shí)際，從解決問(wèn)題的方法導(dǎo)入如質(zhì)點(diǎn)往往是學(xué)習(xí)高中物理遇到的第一個(gè)理想化模型。教學(xué)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容已經(jīng)學(xué)過(guò)了，但到底什么情況下物體可以視為質(zhì)點(diǎn)學(xué)生仍然很難判斷。因此，教師應(yīng)通過(guò)創(chuàng)設(shè)一些更真實(shí)的問(wèn)題情境，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的理解，尋找解決問(wèn)題的各種方法。這樣，通過(guò)對(duì)解決問(wèn)題過(guò)程的討論讓學(xué)生明白應(yīng)根據(jù)研究問(wèn)題的實(shí)際情況，具體問(wèn)題具體分析。

2.2 學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)知特征及導(dǎo)入的設(shè)計(jì)

如果按照學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念、規(guī)律的認(rèn)知特征來(lái)對(duì)物理概念分類，物理概念和規(guī)律大致可分為兩類：一類是學(xué)生在進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)時(shí)頭腦中存在與科學(xué)概念不一致的前概念或在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生錯(cuò)誤的概念，如力、功、浮力、牛頓第一定律、自由落體運(yùn)動(dòng)、溫度和熱量、電流、平面鏡成像、溶解與熔化等，這類概念是大量的（前概念舉例如表1）；一類是學(xué)生進(jìn)入課堂之前還從未遇到的概念或一些抽象概念，如電阻、電壓、熵、電場(chǎng)（雖然這些概念抽象程度不同）。

進(jìn)入課堂之前教師應(yīng)對(duì)前概念知識(shí)的導(dǎo)入進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般應(yīng)注重設(shè)置能充分暴露學(xué)生錯(cuò)誤概念的情境，通過(guò)實(shí)際的情境引出問(wèn)題。如牛頓第一定律教學(xué)中，分別呈現(xiàn)生活中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的兩種情況（一種是物體在一個(gè)外力的作用下運(yùn)動(dòng)，停止用力，運(yùn)動(dòng)也停止；另一種是物體在一個(gè)外力的作用下運(yùn)動(dòng)，停止用力，運(yùn)動(dòng)仍然維持一段時(shí)間）的現(xiàn)實(shí)情境，引出研究的問(wèn)題：力與運(yùn)動(dòng)到底有什么關(guān)系？如果在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易形成錯(cuò)誤概念或片面理解，則需要教師針對(duì)學(xué)生可能產(chǎn)生的概念（如表1所示對(duì)質(zhì)點(diǎn)的理解）設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)娜娣从掣拍罨蛞?guī)律的情景，使學(xué)生形成正確的概念。

學(xué)生在學(xué)習(xí)之前還沒(méi)有相關(guān)概念的知識(shí)，可以通過(guò)類比、比喻、演示、實(shí)例等讓學(xué)生形成科學(xué)概念。如電場(chǎng)可以類比重力場(chǎng)，而熵概念則可以通過(guò)提供大量的自然界現(xiàn)象讓學(xué)生分析、概括、推理得到科學(xué)概念。

3 物理課堂導(dǎo)入的類型

通過(guò)以上對(duì)課堂導(dǎo)入的設(shè)計(jì)的分析，按照學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念、規(guī)律的認(rèn)知特征，可以總結(jié)出主要有以下四種導(dǎo)入類型。

3.1 設(shè)置形成認(rèn)知沖突的問(wèn)題情境

學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，由于生活經(jīng)驗(yàn)的影響，對(duì)很多科學(xué)概念都存在不正確的理解，在科學(xué)概念的學(xué)習(xí)過(guò)程中也會(huì)由于理解的偏差產(chǎn)生錯(cuò)誤的概念。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的這一認(rèn)知心理特征，如果是學(xué)生具有物理前概念的物理概念和規(guī)律教學(xué)，可以采用設(shè)置形成認(rèn)知沖突的問(wèn)題情境而導(dǎo)入的方式。如在牛頓第三定律的教學(xué)中，可以展示以下幾種情境：（1）拔河比賽中雙方從僵持狀態(tài)到繩子被拉向一方；（2）馬拉滿載的貨車從不動(dòng)到一起往前運(yùn)動(dòng)；（3）以卵擊石，雞蛋破碎而石頭不破。提出問(wèn)題：作用力與反作用力之間的關(guān)系如何？

這種導(dǎo)入要求所設(shè)置的問(wèn)題情境針對(duì)性強(qiáng)，能通過(guò)學(xué)生的表達(dá)充分暴露其前概念的錯(cuò)誤，也就是在學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前，讓學(xué)生清楚自己原來(lái)是怎么想的。

設(shè)置形成認(rèn)知沖突的問(wèn)題情境，通常有采用現(xiàn)實(shí)情境、演示實(shí)驗(yàn)、圖片分析、小測(cè)驗(yàn)等形式，從而創(chuàng)設(shè)引起認(rèn)知沖突的物理學(xué)習(xí)環(huán)境。

3.2 提供感性認(rèn)識(shí)的現(xiàn)實(shí)情境

學(xué)生在學(xué)習(xí)抽象的概念和規(guī)律之前獲得充足的感性經(jīng)驗(yàn)有助于概念的形成。按照學(xué)習(xí)的這種特征，大多由本質(zhì)特征概括而形成的概念和一些歸納型的規(guī)律可以采用提供感性認(rèn)識(shí)的現(xiàn)實(shí)情境而導(dǎo)入的方式，如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熵、重力等概念的導(dǎo)入可以通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞匠尸F(xiàn)自然界、生活、生產(chǎn)中的典型事例，可以比較典型事例的共同特征而導(dǎo)入；多普勒效應(yīng)的課堂導(dǎo)入可用火車進(jìn)站時(shí)的鳴笛聲、汽車遠(yuǎn)離時(shí)的鳴喇叭聲讓學(xué)生感受靜止的觀察者聽到的聲音的變化。

這類導(dǎo)入的形式主要應(yīng)用現(xiàn)實(shí)生活、生產(chǎn)中典型事例和演示實(shí)驗(yàn)等形式，比較典型事例的共同特征而導(dǎo)入。有時(shí)為了給學(xué)生提供感性認(rèn)識(shí)，也可以通過(guò)簡(jiǎn)單教具或用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入。

3.3 設(shè)置使學(xué)生感興趣的情境

如果對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容感興趣，那么學(xué)生就更愿意學(xué)。這是學(xué)習(xí)的一般心理特征，同樣適用于物理教學(xué)。不論是哪一種概念、規(guī)律，都可以采用設(shè)置使學(xué)生感興趣的情境而導(dǎo)入的方式，但首先應(yīng)考慮上面兩種導(dǎo)入方式。通過(guò)對(duì)教學(xué)效果的影響決定導(dǎo)入的方式，如靜電屏蔽課上，教師用感應(yīng)起電機(jī)給一個(gè)空心球殼帶電，讓兩名同學(xué)“玩”搶電荷的小游戲，一位同學(xué)從球外表面搶，另一位同學(xué)從球內(nèi)表面搶，看誰(shuí)能搶到電荷。這個(gè)課題用小游戲?qū)?，首先可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，但如果是自由落體運(yùn)動(dòng)的教學(xué)，就必須先考慮學(xué)生的前概念。導(dǎo)入設(shè)計(jì)可以是先視頻播放墨西哥懸崖高空跳水比賽的情境（運(yùn)動(dòng)員在空中短暫的時(shí)間內(nèi)，應(yīng)做完預(yù)先自選的全部比賽動(dòng)作），然后提出問(wèn)題：體重較大的運(yùn)動(dòng)員，會(huì)影響停留在空中的時(shí)間嗎？影響物體下落時(shí)間的因素有哪些？這樣的設(shè)計(jì)不僅可以引起學(xué)生興趣，同時(shí)對(duì)學(xué)生形成正確的概念是很有幫助的。而很多教師都通過(guò)用直尺測(cè)反應(yīng)時(shí)的活動(dòng)導(dǎo)入，這種導(dǎo)入也可以激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但在學(xué)生形成科學(xué)概念及應(yīng)用科學(xué)概念解決問(wèn)題方面效果明顯不如考慮學(xué)生前概念的導(dǎo)入設(shè)計(jì)。

3.4 分析新舊知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系

溫故而知新，是符合學(xué)習(xí)的心理特征的一般教學(xué)方式。有經(jīng)驗(yàn)的教師往往很注重新舊知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，如知識(shí)內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系、新舊知識(shí)建立方法的一致性、知識(shí)對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度和價(jià)值觀培養(yǎng)方面的相互聯(lián)系等。如果所掌握的概念和規(guī)律與已有經(jīng)驗(yàn)一致，常常可以采用這種復(fù)習(xí)舊知識(shí)、分析新舊知識(shí)之間一定的內(nèi)在聯(lián)系而導(dǎo)入。

例如，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的推理和想象是牛頓第一定律教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，教師可以利用學(xué)生探究聲音的傳播的過(guò)程來(lái)類比牛頓第一定律中的科學(xué)推理和想象的過(guò)程。這樣，學(xué)生就很容易理解，這是分析規(guī)律得出的方法而導(dǎo)入的。再如加速度概念教學(xué)中，教師設(shè)置情境引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)速度和密度等用比值定義的物理量，然后自然引出用比值定義的新物理量——加速度，這是分析兩個(gè)概念的建立方法（比值定義的方法）而導(dǎo)入的。

復(fù)習(xí)舊知識(shí)、分析新舊知識(shí)之間一定的內(nèi)在聯(lián)系而導(dǎo)入的方式要求教師要有意識(shí)地分析知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，教師可以通過(guò)直接提問(wèn)的形式讓學(xué)生復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí)，然后引出新知識(shí)，這是最簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí)導(dǎo)入方式。

以上的分類標(biāo)準(zhǔn)是，第一種類型主要反映了科學(xué)概念學(xué)習(xí)特有的認(rèn)知特征，第二種類型反映了抽象概念學(xué)習(xí)共同存在的認(rèn)知特征，第三種和第四種類型反映了任何知識(shí)學(xué)習(xí)共同的認(rèn)知特征。這四種類型的導(dǎo)入不僅針對(duì)新課的導(dǎo)入，也可以用于教學(xué)環(huán)節(jié)的銜接過(guò)渡，如導(dǎo)入引力常量的測(cè)定、學(xué)習(xí)了“力的合成”概念后過(guò)渡到“力的平行四邊形法則”等。

4 物理課堂導(dǎo)入設(shè)計(jì)的原則

從導(dǎo)入的作用看，物理課堂導(dǎo)入設(shè)計(jì)的最重要的原則應(yīng)該是引起注意，激發(fā)動(dòng)機(jī)和興趣，這是顯而易見(jiàn)的。另外，中學(xué)物理教學(xué)的一般原則同樣適合導(dǎo)入教學(xué)。下面針對(duì)導(dǎo)入設(shè)計(jì)中的問(wèn)題指出導(dǎo)入設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意遵循的兩個(gè)原則。

4.1 實(shí)用且適合的原則

實(shí)用是指導(dǎo)入有助于學(xué)生對(duì)即將學(xué)習(xí)的知識(shí)的理解和應(yīng)用，切忌華而不實(shí)，甚至對(duì)學(xué)生理解起到干擾作用。適合就是要因地制宜，因時(shí)而依。適合城市學(xué)生的情境不一定適合農(nóng)村學(xué)生，反過(guò)來(lái)也一樣；適合這類學(xué)校學(xué)生的問(wèn)題事件不一定在其它學(xué)校取得同樣的效果；時(shí)代在發(fā)展，以前的情境可能不適合現(xiàn)在。實(shí)用和適合是聯(lián)系在一起的，不實(shí)用的導(dǎo)入往往也是不適合的。

4.2 蓄意而自然的原則

這里的“蓄意”是指教師在設(shè)計(jì)導(dǎo)入時(shí)一定要想著將要達(dá)到和實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，為了達(dá)到目標(biāo)而將知識(shí)的特點(diǎn)和學(xué)生的特征結(jié)合，而不能沒(méi)有目標(biāo)地進(jìn)行導(dǎo)入設(shè)計(jì)和教學(xué)?！白匀弧本褪亲寣W(xué)生在心理上容易接受教師的導(dǎo)入和教學(xué)的內(nèi)容。“蓄意”和自然也是緊密相關(guān)的，經(jīng)過(guò)教師“蓄意”的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該讓學(xué)生自然、輕松地學(xué)習(xí)，給學(xué)生以身心的享受。

(欄目編輯趙保鋼)