構(gòu)建物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 提高學(xué)科教學(xué)效率

譚世略 沈亮

當(dāng)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，認(rèn)知結(jié)構(gòu)是影響問(wèn)題解決能力的一個(gè)重要因素，一切有效的教學(xué)都應(yīng)以幫助學(xué)生在頭腦中有效地構(gòu)建知識(shí)為中心。澳大利亞心理學(xué)家斯韋勒認(rèn)為，學(xué)生解決問(wèn)題的成功，不是因?yàn)樗话隳芰Ρ葎e人強(qiáng)，而是因?yàn)樗哂袠?gòu)造得比較好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

隨著教學(xué)改革的深入，執(zhí)教者越來(lái)越注意到教學(xué)中知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生良好認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成是一個(gè)很有效的手段。

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，即知識(shí)體系的結(jié)構(gòu)，對(duì)物理知識(shí)而言，包括每一個(gè)知識(shí)來(lái)由、知識(shí)的形成、知識(shí)的含義、知識(shí)的數(shù)學(xué)表達(dá)式、知識(shí)點(diǎn)的單位、知識(shí)點(diǎn)的物理意義、知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單應(yīng)用、知識(shí)點(diǎn)表達(dá)式的變形或推導(dǎo)、知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用和拓展，以及各個(gè)不同知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系等。

構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)初中物理教學(xué)而言，顯得尤為重要。物理難學(xué)，尤其從規(guī)律學(xué)習(xí)開(kāi)始。在實(shí)際教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，從規(guī)律教學(xué)開(kāi)始，學(xué)生在解題中錯(cuò)誤率明顯增大，不只是對(duì)知識(shí)的理解應(yīng)用很不到位，思考的方法、思考的能力明顯力不從心，就是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單練習(xí)也常出現(xiàn)漏洞。這不僅僅是教師的感覺(jué)，在本人所進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查中也得到了證實(shí)，這并不是初中學(xué)生好奇心不濃，而是隨著物理知識(shí)內(nèi)容的增多，所學(xué)內(nèi)容逐漸由生活中接觸過(guò)的進(jìn)入到新的層面，由具體的逐漸進(jìn)入抽象的，而且對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、思考、推理等能力要求越來(lái)越高，學(xué)生感到越來(lái)越應(yīng)接不暇，致使學(xué)生普遍越來(lái)越怕學(xué)習(xí)物理，甚至逃避學(xué)習(xí)物理。

究其原因，筆者認(rèn)為這主要是由于學(xué)生在學(xué)習(xí)物理時(shí)，沒(méi)有能夠及時(shí)正確地更新、形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而對(duì)所學(xué)的物理概念、規(guī)律的形成并沒(méi)有達(dá)到真正地理解和掌握，同時(shí)沒(méi)有注意到對(duì)所學(xué)的知識(shí)和方法進(jìn)行必要的整理、歸納、系統(tǒng)化，使所學(xué)的內(nèi)容在頭腦中既零亂又難記憶，最后導(dǎo)致越來(lái)越累，越來(lái)越怕。

結(jié)合十多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和這幾年的研究，筆者認(rèn)為，要使學(xué)生擺脫這種困境，在教學(xué)中，教師必須關(guān)注物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，即首先關(guān)注每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，設(shè)法幫助學(xué)生掌握好每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)關(guān)注對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的比較，幫助學(xué)生通過(guò)對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)、比較，找到學(xué)習(xí)物理的方法、規(guī)律，進(jìn)而形成適合自己學(xué)習(xí)物理所必須的有效方法和習(xí)慣，幫助學(xué)生盡快、盡早建立良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，減輕學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的認(rèn)知負(fù)荷，從而提高物理教學(xué)的有效性。

一、關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，構(gòu)建知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)模式，夯實(shí)知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)點(diǎn)

我們都知道，物理概念和規(guī)律是教學(xué)的重點(diǎn)，在教學(xué)中圍繞重點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)顯然是沒(méi)錯(cuò)的，但我們也發(fā)現(xiàn)，僅讓學(xué)生記住知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式和對(duì)公式強(qiáng)化應(yīng)用，教學(xué)效果不明顯。這是因?yàn)槌踔形锢砻恳粋€(gè)知識(shí)點(diǎn)都是人們?cè)陂L(zhǎng)期戰(zhàn)勝自然和改造自然中的產(chǎn)物，既是對(duì)生活的高度概括、總結(jié)，也有很強(qiáng)應(yīng)用性和適用性，有其特定的適用條件和背景，有其特定的應(yīng)用必要性，更有其自身的規(guī)律性，又是人們生活實(shí)際迫切需要的指南針。只有充分生活閱歷、體驗(yàn)，才有可能對(duì)其達(dá)到真正的理解、掌握，才能體現(xiàn)其價(jià)值。而初中學(xué)生雖然已有一定生活歷程，但畢竟還沒(méi)有自己獨(dú)立進(jìn)行生活，沒(méi)有經(jīng)歷生活需要的體驗(yàn)。如果學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)觸動(dòng)不深，欲望不強(qiáng)烈，理解不深刻，學(xué)習(xí)不主動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)采用死記硬背、胡亂推理、教條學(xué)習(xí)的方法，根本沒(méi)有價(jià)值，更談不上找到學(xué)習(xí)規(guī)律和有效的方法以及進(jìn)行以后其他知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。長(zhǎng)此以往，隨著知識(shí)點(diǎn)越積越多，不但認(rèn)知負(fù)荷增加，而且極易混淆。

新教材和新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此有所改進(jìn)，在知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)前面增加了“來(lái)由”環(huán)節(jié)，目的在于不讓學(xué)生在經(jīng)歷類(lèi)似人類(lèi)征服自然的歷程去學(xué)習(xí)物理知識(shí)，但學(xué)生要把即將學(xué)習(xí)的內(nèi)容與學(xué)生頭腦中原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)建立一定得的聯(lián)系，希望學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有所觸動(dòng)，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

在實(shí)際教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)我們教師絕不能輕視這一點(diǎn)的改動(dòng)，它更符合學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣激發(fā)理論，有“來(lái)由”的加入，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的激發(fā)，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生運(yùn)用原有的知識(shí)進(jìn)行積極的思考，有利于學(xué)生有加入學(xué)習(xí)的可能。

相反，教師要重視加強(qiáng)這一改動(dòng)，原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)楝F(xiàn)行的教材雖然由專(zhuān)家編寫(xiě)，但也有很多的局限性，如地區(qū)差別，學(xué)校條件的差別，學(xué)生生活環(huán)境的差別等，很多“來(lái)由”并不是所有學(xué)生普遍適用的。還有例題、閱讀材料的選擇等內(nèi)容也存在此問(wèn)題。

當(dāng)然僅注重知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容教學(xué)還是不夠的，還應(yīng)注意知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)模式的建立，因?yàn)椤敖淌菫榱瞬唤獭?，?dāng)學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)的模式，就等于掌握了“開(kāi)門(mén)的鑰匙”，因此在物理知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中，我們教師不僅要圍繞知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，更要為學(xué)生梳理出知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)模式。例如：在對(duì)速度、密度、壓強(qiáng)、浮力等重要概念進(jìn)行教學(xué)時(shí)，筆者不只以圖示1流程進(jìn)行教學(xué)，還將此流程作為板書(shū)的重要環(huán)節(jié)、作為框架，告訴學(xué)生很多物理概念都需要據(jù)此來(lái)學(xué)習(xí)，不但可以使學(xué)習(xí)更有條理，還有利于進(jìn)行自我查漏補(bǔ)缺。當(dāng)然，這樣強(qiáng)調(diào)不但可以使學(xué)生了解物理學(xué)習(xí)與其他學(xué)科的學(xué)習(xí)是不同的，同時(shí)還可以有利于學(xué)生對(duì)物理知識(shí)學(xué)習(xí)的理解，建立對(duì)物理學(xué)習(xí)的模式，形成物理學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)。

二、運(yùn)用思維定勢(shì)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方法遷移，關(guān)注知識(shí)點(diǎn)間的橫向聯(lián)系

學(xué)生感覺(jué)物理難學(xué)，其中最大的原因就是不善于將物理進(jìn)行總結(jié)和歸納，尋找其中的學(xué)習(xí)規(guī)律。其實(shí)，物理知識(shí)雖然比較多，但無(wú)論具體的還是抽象的，其中都有很多相似的地方；無(wú)論是定義的方法、數(shù)學(xué)表達(dá)式含義、物理意義、公式變形，還是研究方法等，很多都是相通的。當(dāng)然，這必須要教師加以引導(dǎo)，只有教師思維定勢(shì)，多加引導(dǎo)，巧妙地引導(dǎo)和歸納，學(xué)生才有可能發(fā)現(xiàn)、理解、應(yīng)用，也只有學(xué)生掌握了這些規(guī)律，才能學(xué)好。

例如，概念有比值的，也有乘積的，只要稍加分類(lèi)，學(xué)生理解起來(lái)就方便得多，如速度、密度、壓強(qiáng)、功率、比熱、熱值等概念，他們都是一些物理量的比值，無(wú)論從定義還是數(shù)學(xué)表達(dá)式，基本都是相通的，數(shù)學(xué)表達(dá)式中的除數(shù)一般在定義是都為單位某某物理量，反過(guò)來(lái)，也只有相除后，才能得到單位某某。在教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律后，學(xué)習(xí)物理的信心明顯加強(qiáng)，不再用死記硬背的方法去記住概念，而是先理解，再?lài)L試用自己的語(yǔ)言對(duì)物理量進(jìn)行定義，若有偏差，稍加修改，就能很快很完整地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水平。

再如：物理中所用的研究方法，如控制變量法、類(lèi)比法、模型法、等效替代法、理想實(shí)驗(yàn)法、理論推導(dǎo)法等也都是各有規(guī)律的。以控制變量法為例，總是在研究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)才采用，而且在研究一個(gè)物理量與其中一個(gè)關(guān)系時(shí)，總是在保持其他量不變的情況下進(jìn)行的，而且至少要進(jìn)行三次以上實(shí)驗(yàn)后，再進(jìn)行分析得出結(jié)論。一旦學(xué)生懂得了這些方法，不但學(xué)會(huì)了研究方法，而且學(xué)會(huì)了思維方法和處理問(wèn)題的策略，能力也明顯得到了提高。

一旦學(xué)生找到其中的規(guī)律，就將不再因所學(xué)內(nèi)容太多難記而煩惱，同時(shí)也會(huì)將知識(shí)進(jìn)行橫向聯(lián)系，加快知識(shí)的正遷移，有利于知識(shí)拓展學(xué)習(xí)，進(jìn)而加快認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善。

三、運(yùn)用比較歸納，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，關(guān)注知識(shí)面的構(gòu)建

物理知識(shí)之所以難學(xué)，還有一個(gè)主要的原因就是每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用都有一定的適用條件，如果忽視這個(gè)條件，也將行不通。

例如：速度計(jì)算中，對(duì)于不同物體間的速度計(jì)算，我們可以認(rèn)為速度與路程成正比，和時(shí)間成反比的，但對(duì)同一物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，這明顯是錯(cuò)誤的。還有在密度教學(xué)中，在計(jì)算不同物質(zhì)的質(zhì)量時(shí)，我們可以認(rèn)為質(zhì)量與密度成正比，但絕不可以認(rèn)為密度與質(zhì)量成正比。物理中這樣的例子很多，這里不再列舉。

這個(gè)問(wèn)題雖然很復(fù)雜，但在平時(shí)的教中，只要注意比較歸納，還是容易解決的，因?yàn)槠渲幸彩怯幸?guī)律的，但必須要加強(qiáng)比較教學(xué)。如：密度、比熱、熱值的含義與公式與速度、壓強(qiáng)等的含義與公式雖然形式差不多，但明顯屬于兩類(lèi)，密度、比熱、熱值屬于物質(zhì)的性質(zhì)，雖然其中的變化有很多，但只要物質(zhì)沒(méi)變，密度、比熱、熱值的值是一個(gè)定值，與計(jì)算出他們值中的任意一個(gè)物理量都沒(méi)有任何關(guān)系，雖然是由他們計(jì)算出的。

只有不斷加強(qiáng)前后知識(shí)的比較，學(xué)生對(duì)不同物理量的認(rèn)識(shí)才有可能逐步得到鞏固和深化，才有可能使物理知識(shí)在頭腦中形成一個(gè)完整系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

四、注重拓展應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)能力，深化學(xué)生認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)

物理知識(shí)來(lái)源于生活，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了物理知識(shí)之后，并不代表學(xué)生就具有能力來(lái)解決生活中的問(wèn)題，這就要求教師要加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用能力，這在日常教學(xué)中是普遍得到重視的，如精講精練，精選習(xí)題等，這里不再多述，但要注意在前面的努力完成之后進(jìn)行，效果會(huì)更好。

綜上所述，筆者認(rèn)為，要促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成，必須要關(guān)注知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。而構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，必須先從知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)抓起，關(guān)注知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，注意構(gòu)建學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生了解掌握物理知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)所包括的內(nèi)容和角度，形成與其它學(xué)科所不同的結(jié)構(gòu)與方法；同時(shí)，注意運(yùn)用思維定勢(shì)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方法遷移，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的橫向聯(lián)系，運(yùn)用比較歸納，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，加強(qiáng)知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)面的構(gòu)建，注重拓展應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)能力，增加知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)深度的構(gòu)建。也只有由教師先構(gòu)建了有效的知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，才有可能促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的形成。這幾點(diǎn)雖然是分開(kāi)闡述的，但在教學(xué)中必須有計(jì)劃、有步驟地綜合進(jìn)行，方可有效。