構(gòu)建良好知識結(jié)構(gòu)促進學生物理學習能力的提升

曹義才 王軍

1 問題提出

談起物理復習，老師們都會對一個單元或模塊的知識進行歸納和總結(jié).但絕大部分歸納是：采用流水線般羅列大大小小的若干知識點.這種流水線般的歸納沒有揭示知識間的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯關(guān)系，點與點之間連不成線，更談不上連成網(wǎng)狀，所以學生學后不能順利解決物理問題，同時遺忘率也非常高，教學效果不理想.因此探索能揭示物理知識邏輯關(guān)系的關(guān)聯(lián)性知識結(jié)構(gòu)圖顯得尤其重要.

實踐證明：學生不能很好地解決物理問題的根本原因是不良的知識結(jié)構(gòu)引起的.能揭示物理知識邏輯關(guān)系的知識結(jié)構(gòu)圖，使學生在考慮問題時，能按照正確的邏輯關(guān)系進行思考，養(yǎng)成科學的邏輯思維習慣.學不好物理的學生，大多出在沒有構(gòu)建良好的知識結(jié)構(gòu)，邏輯思維出現(xiàn)障礙.

2 理論探究

（1）SOLO模型簡介

在新皮亞杰理論基礎(chǔ)上，SOLO模型對于知識結(jié)構(gòu)的建構(gòu)具有重要的啟示.SOLO模型是教育心理學家Biggs and Collis研究經(jīng)過一段學習后學生知識的結(jié)構(gòu)時提出了該模型，以描繪學生知識的結(jié)構(gòu)性組織.

①單點結(jié)構(gòu)（unistructural）

僅能根據(jù)一個方面進行概括；不能在事實和概念之間建立聯(lián)系.從一個方面草率得出問題答案.

②多點結(jié)構(gòu)（multistructural）

僅能根據(jù)少數(shù)幾個片面、互不相關(guān)的方面進行概括；基于孤立的資料草率解決問題；能夠序列化理解問題多個方面，但不能把這些方面相互聯(lián)系起來

③關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)（relational）

能夠用歸納的方式，在給定的或經(jīng)歷過的情境中對各種相關(guān)方面進行概括；能夠?qū)⒍鄠€方面進行整合，從而在給定的或經(jīng)歷過的情境系統(tǒng)中形成結(jié)構(gòu)連貫的、含義一致的整體.但超越該情境之外則不一定能夠做到.

④擴展抽象結(jié)構(gòu)（ extended abstract）

能夠用演繹和歸納的方式，在更高的抽象層次上對連貫的整體進行概括；能夠推廣到未經(jīng)歷過的情境.

SOLO模型啟迪我們：具有關(guān)聯(lián)知識結(jié)構(gòu)的學生能解決給定的或經(jīng)歷過的情境問題，但要解決未經(jīng)歷過的情境問題，則需要具有更高級的擴展抽象知識結(jié)構(gòu).

（2）認知活動與知識結(jié)構(gòu)的關(guān)系，如表1.

從認知活動與知識結(jié)構(gòu)的關(guān)系可以看出：組織化的知識結(jié)構(gòu)是持續(xù)的、靈活的、連貫的，對原理的理解和規(guī)律的應(yīng)用是高效的，有利于學生物理問題的解決.

3 實踐探究

以高中物理選修3-1《電場》知識結(jié)構(gòu)為例，例舉同學們編制的幾個知識結(jié)構(gòu)圖進行分析.

結(jié)構(gòu)圖1：

分析 本結(jié)構(gòu)能全面再現(xiàn)電場的基本知識，同時還進行了分類歸納，值得肯定.但不足之處是：未能揭示電場知識間的邏輯關(guān)系，點與點之間連不成線.

結(jié)構(gòu)圖2：

分析 本結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)圖1的基礎(chǔ)上，突出了部分知識點的內(nèi)在聯(lián)系（庫侖定律和場強、電勢和電勢能、電勢差、等勢面），但還是未能揭示電場知識間的邏輯關(guān)系，點與點之間連不成線.

識結(jié)構(gòu)3：

分析 本結(jié)構(gòu)很好地揭示電場核心知識間的邏輯關(guān)系，點與點之間連成線.

屬于SOLO模型中的關(guān)聯(lián)知識結(jié)構(gòu).

知識結(jié)構(gòu)4：

分析 本結(jié)構(gòu)同樣揭示了電場核心知識間的邏輯關(guān)系，點與點之間構(gòu)成一個整體，外形美觀，屬于優(yōu)秀同學的關(guān)聯(lián)知識結(jié)構(gòu).

4 教學啟示

良好的知識結(jié)構(gòu)，縱橫有序，主次關(guān)系分明，整齊美觀，便于知識的理解，還能激發(fā)學生學習物理的興趣和積極性，充分地反映了物理學的科學性和邏輯美.良好的知識結(jié)構(gòu)是關(guān)聯(lián)性知識結(jié)構(gòu)，知識結(jié)構(gòu)圖給出了明確的知識關(guān)系，同時也給出了解決物理問題的多條思路，學生便于從關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)中尋找正確的解題路徑.

編制知識結(jié)構(gòu)圖的過程是一個創(chuàng)造性的過程，是知識重組和知識內(nèi)化的過程，不但能提高對知識的理解和應(yīng)用，而且能提高同學們歸納和總結(jié)能力.師生共同參與知識結(jié)構(gòu)圖的研究，有利于啟發(fā)智慧，真正做到教學相長.