物理概念教學(xué)的精加工策略

摘要：物理的概念和名詞因?yàn)槌橄螅坏环奖阌洃?，更不利于學(xué)生理解.在物理教學(xué)中通過析義、類比、歸納等途徑進(jìn)行“精加工”，使知識形象化、系統(tǒng)化，可以幫助學(xué)生識記、理解物理概念.

關(guān)鍵詞：精加工策略；物理概念；抽象；形象

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題“注重‘知識形式教學(xué)的課堂環(huán)節(jié)研究”（項(xiàng)目編號：D/2015/02/270）.

作者簡介： 趙燦冬（1973-），男，江蘇靖江人，碩士學(xué)位，中學(xué)高級教師，研究方向：中學(xué)物理學(xué)科教學(xué).

物理概念不僅是物理基礎(chǔ)知識的重要組成部分，而且是構(gòu)成物理規(guī)律、建立公式和完善理論的前提，正確地理解和掌握物理概念是學(xué)好物理的基礎(chǔ).物理概念的教學(xué)中，由于不能很深入地挖掘概念的本質(zhì)屬性學(xué)生缺少對概念認(rèn)知體驗(yàn)易受前概念干擾，導(dǎo)致概念碎片化，不能形成結(jié)構(gòu)體系，不利于學(xué)生理解和記憶，給學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)帶來很大的障礙.

心理學(xué)家艾賓浩斯認(rèn)為，識記就是形成聯(lián)想，并把認(rèn)識納入一定的意識圖式.美國教育心理學(xué)家奧蘇貝爾認(rèn)為，意義學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)者把代表事物的語文符號構(gòu)成的新知識與學(xué)習(xí)者認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的相應(yīng)觀念建立實(shí)質(zhì)性的和非人為的聯(lián)系，從而產(chǎn)生對客觀事物之間的必然聯(lián)系的反映.本文從認(rèn)知心理視角出發(fā)，提出物理教學(xué)中對概念進(jìn)行精加工的策略.

精加工策略是認(rèn)知策略的一種類型，它是學(xué)習(xí)者加工信息的方法和技術(shù)，幫助學(xué)習(xí)者有效地從記憶中提取信息.精加工策略的具體模型是學(xué)習(xí)者把新信息與頭腦中的舊信息聯(lián)系起來從而增加新信息意義，其要旨在于建立信息間的聯(lián)系.物理概念教學(xué)的精加工可以有以下幾種策略.

1回歸物理概念本原，喚起感性認(rèn)知

物理本來是一門非常形象的學(xué)科，但科技名詞為了能做到簡潔，經(jīng)常會進(jìn)行縮略和組合，因此就顯得抽象起來.為了理解這些名詞，這時(shí)就必須把每個(gè)字的本原意義找出來.

有許多概念看起來很生僻，如回復(fù)力、倔強(qiáng)系數(shù)、簡諧運(yùn)動、電動勢等，理解和記憶還是有些難度的.在這種情況下，要讓學(xué)生知道這些名詞的通俗化的含義.如回復(fù)力概念，在詞典中，回復(fù)的含義是“恢復(fù)（原狀）”，即恢復(fù)彈簧的原長狀態(tài).回復(fù)力就是要讓物體恢復(fù)原狀——回到平衡位置，當(dāng)然這個(gè)力就是指向平衡位置的；簡諧運(yùn)動中的“簡”就是“簡單”，“諧”就是“和諧”，簡諧運(yùn)動就是這樣的一種簡單、和諧的振動，從字面上就反映出運(yùn)動的美和物理的美；干涉和衍射也是比較抽象的概念，在詞典中，干涉的意思是“過問、介入”的意思，兩列波，在空間重疊時(shí)發(fā)生疊加形成的現(xiàn)象就叫干涉；而衍射的“衍”字，是“散開，擴(kuò)展”的意思，從此出發(fā)也就不難理解“波偏離原來直線傳播現(xiàn)象”的物理意義了.

許多概念是從英語翻譯過來的，經(jīng)過這樣的轉(zhuǎn)換，反而不利于學(xué)生理解.這時(shí)我們可以回到它的英文原意去發(fā)掘?qū)?yīng)的漢語表述，幫助學(xué)生理解物理概念.如“功”這個(gè)物理量，在漢語中是“功勞、成績”的意思，英文表述是“work”，而“work”的中文意思是“工作、功課、事”.因此可以理解為：力作用在物體上，要做成了“事”，即在力的方向上發(fā)生位移才叫做了功；而“功率”的英文表述是“power”，“power”的中文意思是“能力、本領(lǐng)”.功率大，就是做功的本領(lǐng)大，但做功不一定就多，有這個(gè)能力，不一定都做出了事.用這種方法分辨功和功率，學(xué)生的印象相當(dāng)深刻.

有些概念是英語縮略再翻譯來的，這時(shí)就要回到原詞上去.如“激光”也叫“鐳射”，英語翻譯為“l(fā)aser”，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞頭一個(gè)字母組成的縮寫詞，意思是“通過受激發(fā)射光擴(kuò)大”.這樣的英文全名表達(dá)了形成激光的主要過程.

回歸本意，是讓學(xué)生學(xué)會望“文”生“意”.借助學(xué)生已有的知識，建立學(xué)生對物理概念的形象，借此擴(kuò)大學(xué)生學(xué)習(xí)的最近發(fā)展區(qū)，將新信息納入學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi)，幫助學(xué)生接受新的概念.

2嘗試相似概念類比，生成形象體驗(yàn)

對于許多抽象的名詞、概念，我們也可以用形象的事物、行為來比擬抽象事物的方法.使抽象的事物變得直觀.如學(xué)生對摩擦力的理解是一個(gè)難點(diǎn)，特別是摩擦力的方向.在生活中，“摩擦”的意思就是“因彼此利害矛盾而引起的沖突”.由此可以給出這樣的類比：兩個(gè)同學(xué)關(guān)系很好，同進(jìn)同出、想法相同、步調(diào)一致，就相當(dāng)于兩個(gè)物體有相同的運(yùn)動和運(yùn)動趨勢，物體間沒有摩擦；如果兩個(gè)人意見不同，一個(gè)同學(xué)想吃西餐，另一個(gè)想吃中餐，這時(shí)就會產(chǎn)生摩擦，類比于物體間有相對運(yùn)動趨勢；每個(gè)同學(xué)都會拉對方服從自己的意愿，也就是產(chǎn)生了作用力，摩擦力的方向就是“拉別人，隨自己”.在這樣的條件下，有兩種情況會出現(xiàn)：一種是由于雙方的作用（最大靜摩擦力）夠大，兩人運(yùn)動一致，這時(shí)的摩擦就可類比于靜摩擦；還有一種情況是雙方分道揚(yáng)鑣，這時(shí)的摩擦可類比于滑動摩擦.將兩個(gè)物體作用與生活行為比擬，不但形象，而且有趣，師生在快樂的氛圍中完成知識的傳遞、生成.

在高中課本中，使用水杯來類比電容器見表1所示.

在概念的教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生將新建立的概念與其生活已有概念相聯(lián)系，通過類比，幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵，可以讓抽象的概念更形象化.

3歸納概念習(xí)慣用法，形成類屬結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)的類屬過程是把新的觀念歸屬于認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有觀念的某一適當(dāng)部位，并使之相互聯(lián)系的過程，它使新知識停泊在原有知識的錨樁上，故亦稱歸屬作用.在物理學(xué)科中有許多是以“××率”的形式出現(xiàn)的，如速率、效率、功率、變化率、折射率、電阻率等.通過對這些概念進(jìn)行歸納后，可以得出這樣的信息：“率是兩個(gè)相關(guān)的數(shù)在一定條件下的比值”.從這個(gè)義項(xiàng)出發(fā)就可以認(rèn)識到，速率是路程和時(shí)間的比值，功率是功與時(shí)間的比值等等；在物理中還有許多名詞是以“××度”的形式出現(xiàn)的，如溫度、濕度、加速度、速度、密度等.通過比較可以知道：“度是表明物質(zhì)的有關(guān)性質(zhì)所達(dá)到的程度”.從這里可以知道溫度就是描述冷熱程度；濕度就是描述潮濕的程度等.對于加速度，可以讓學(xué)生體會讀音時(shí)的停頓位置，以此來強(qiáng)化這樣一個(gè)概念：加速度不是表示多出來的速度，而是表示加速的程度，即速度變化的快慢程度.

國際單位制（SI）的單位符號來自于各個(gè)單位的英文，根據(jù)英文的書寫習(xí)慣，如果單位來源于人名，首字母要大寫，如“N”、“V”、“A”、“W”等；如果來源于一般的單詞，就用小寫，如“cm”、“kg”、“s”等.我們有一些常用的物理量符號，如用“F”表示力，用“a”表示加速度，用“A”表示振幅等，這些也是物理量的英文拼寫首字母，所以一般在公式中不要隨意變動.曾經(jīng)有學(xué)生問，為什么其它單位是英文字母，歐姆這個(gè)單位的簡寫是“Ω”，是一個(gè)希臘字母？實(shí)際上歐姆這個(gè)單位來自于德國著名的物理學(xué)家歐姆（Georg Simon Ohm），如果用首字母就是“O”，書寫時(shí)很容易和數(shù)字“0”混淆，所以用希臘字母代替.因?yàn)橛⑽牡臅鴮懥?xí)慣是學(xué)生開始學(xué)英語時(shí)就有的，因此這種與舊知識的關(guān)聯(lián)并不會增加學(xué)生的負(fù)擔(dān)，而是帶來學(xué)習(xí)上的幫助.

4挖掘概念知識關(guān)聯(lián)，建構(gòu)邏輯“組織”

概念是人們處理經(jīng)驗(yàn)、加工信息的基本方式.除了理解內(nèi)容，還應(yīng)讓學(xué)生理解各種表達(dá)形式、格式及其內(nèi)在的思維方式、技巧，學(xué)會科學(xué)表達(dá)與思維，關(guān)注知識的內(nèi)部聯(lián)系，在知識表達(dá)的學(xué)習(xí)過程中，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試多樣化表達(dá)方式，形成自己的個(gè)性化表達(dá)方式.運(yùn)用圖象、表格等進(jìn)行的知識的“組織”.這種組織表達(dá)有時(shí)會更加直觀和顯性.比如，在學(xué)習(xí)功能原理時(shí)，學(xué)生對于各種能與力做功之間的關(guān)系比較困擾，這時(shí)可以用表格來進(jìn)行區(qū)分，見表3所示.

在概念教學(xué)的過程中，引導(dǎo)學(xué)生將一類概念放在一起比較，形成“組織”，既可以避免相關(guān)概念的混淆，又可讓學(xué)生透徹理解概念，靈活應(yīng)用概念.

高中物理中電場一章包含力、運(yùn)動、能量、場等知識，學(xué)生對描述電場的各個(gè)物理量、做功和能量概念容易混淆，無法記住相關(guān)的公式和規(guī)律.在教學(xué)過程中，筆者布置了一份作業(yè)：用圖表列出電場中各物理量的關(guān)系.兩天以后，一個(gè)學(xué)生交上來一幅圖（圖1）.

在向?qū)W生推廣這幅圖后，筆者又引發(fā)學(xué)生思考以下幾個(gè)問題：

（1）第一排的三個(gè)物理量是描述什么的？第二排的三個(gè)物理量又是描述什么的？

（2）兩排的物理量有什么區(qū)別和聯(lián)系？

（3）電量的正負(fù)對討論問題有何影響？

對概念的歸納和分析加深了學(xué)生對知識內(nèi)在聯(lián)系的理解，教師引導(dǎo)學(xué)生有意識地將新學(xué)習(xí)的低位經(jīng)驗(yàn)通過概括納入到高位的結(jié)構(gòu)中去，從而充實(shí)了高位結(jié)構(gòu)，促使學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或創(chuàng)新.

要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中養(yǎng)成對概念精加工的習(xí)慣，教師要做到首先注意引導(dǎo)，介紹精加工的案例，讓學(xué)生學(xué)會進(jìn)行精加工的方法.更重要的是教師要為學(xué)生的精加工留出時(shí)間，我們的教學(xué)不能以“講了多少”來衡量教學(xué)的效果，要把“留下多少”作為教學(xué)追求的目標(biāo).

參考文獻(xiàn)：

[1]姜智 教育心理學(xué)[M].長春：吉林大學(xué)出版社，2005：255-259.

[2]邊玉芳尋求意義——精細(xì)加工策略[J].中小學(xué)心理健康教育，2014（11）：31-32.