生活經驗對高中生物理學習促進作用的機制初探
——以“力的合成”為例

劉崢嶸

(江蘇省海安市實驗中學 226600)

根據建構主義學習理論，學生的先前經驗對于知識的建構而言非常重要，而在其他的一些學習理論里，類似于先前經驗的說法還有“前概念”等等，這些學習理論都證實了經驗對于學習而言非常重要.在高中物理教學，很多高中物理教師也都知道生活經驗對于物理概念建立的重要性，但是對于其中的促進機制卻缺乏研究.而在發(fā)現了這一問題之后，筆者進行了積極的探究.現以“力的合成”為例，闡述筆者的探究結果.

一、生活經驗對于物理知識建構而言不可或缺

建構主義理論在描述學習的時候是這樣表述的：知識不是被動接受的，而是學生在一定的情境下，借助已有的生活經驗和知識，主動地建構而獲得的.在這樣的表述當中，創(chuàng)設問題情境是幫助學生建構知識的必要途徑，而如何認識“借助于已有的生活經驗”則是需要我們深刻思考的問題.通常認為，生活經驗是學生在生活中形成的經驗，這些經驗由學生參與生活體驗而獲得，對于物理知識的建構而言不可或缺.這主要體現在兩個方面：

1.生活經驗是物理概念或規(guī)律建立的必要元素

力的合成這一知識在整個高中物理力學體系中處于基礎地位，從難度梯度上來看，并不算是一個難點.但是如果從學生學習的角度來看，其實學生在建構這一知識的時候是有若干個障礙的：首先作為一個抽象的概念，不在同一直線上兩個力的合成，對于學生來說不像除了物理所學的在一條直線上的兩個力的合成那么簡單易懂.其次力的合成所遵循的平行四邊形法則，對于相當一部分學生而言，都感覺“無法接受”(這是學生的原話，還有的學生強調“無法想象實際生活中兩個力的合力，與數學中的‘平行四邊形’有什么關系”).相比較而言，前一個障礙可以用“等效”的思路去化解，比如在提同一個物體的時候，一個成年人用的力與兩個孩子用的力效果相同，那么這個成年人的力就可以視作是兩個孩子的力的合力；而后一個障礙的化解，只用“力是矢量”等抽象知識，是無法解釋的，只能借助于學生的生活經驗.

2.生活經驗是學生建構物理知識過程中的思維支撐點

高中學生在物理學習中，遇到比較抽象的問題時，常常會下意識的尋找一些事例去解釋所學習的抽象知識，這實際上就是抽象思維向形象思維的切換.而形象思維很大程度上源于生活經驗的積累，所以生活經驗常常成為學生學習復雜物理概念或者規(guī)律的思維支撐點.

力的合成這一知識的學習中，上述第二個障礙實際上就是力的合成這一知識的抽象性引起的.那才借助于學生的生活經驗去突破這一障礙的時候，教師可以怎么做呢？一般還講有兩個途徑：一是看學生的生活中有沒有直接可以利用的素材；二是如果沒有直接可以利用的素材的話，那就要設計一些即時體驗，以讓學生生成經驗.

總是有一點可以肯定，那就是生活經驗對于學生建構物理知識來說，確實不可或缺.

二、生活經驗促進學生建構物理知識機制探究

既然肯定了生活經驗的作用，那下一步的研究就是生活經驗在促進學生建構物理知識的時候，遵循著什么樣的機制.

梳理學生的生活可以發(fā)現，直接與平行四邊形法則相關的生活經驗非常罕見.這個時候教師可以設計一些體驗活動，以讓學生生成生活經驗.筆者的做法是將課本上的實驗，改造成兩步活動：

第一步，體驗活動.將輕質的小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，用一個彈簧測力計將小圓環(huán)從自然伸長狀態(tài)拉到某一個位置，記下彈簧測力計的示數為F；再用兩個彈簧測力計互成一定的角度，重復上述步驟，兩個彈簧測力計的示數分別記作F1和F2.改變位置，得出幾組數據.

這一步看起來是物理實驗，但是由于在學生活動之前并不強調特殊的目的，只是讓學生去做，讓學生自己去發(fā)現.這就拉長了學生的體驗時間，同時學生在體驗活動的過程中，又可以進行自發(fā)的交流，交流的對象就是體驗的過程與結果.從實踐角度來看，學生并沒有意識到自己所體驗的是一個實驗過程，更多的類似于一個體驗活動.這對于經驗的形成與積累來說大有裨益.

第二步，猜想活動.觀察得到的若干組數據，在明確了“等效”思想的前提之下，讓學生猜想每組數據中的兩個彈簧測力計的示數與一個彈簧測力計示數之間的關系.如果不出意外，學生只盯住數據是看不出規(guī)律的，而這個時候總有少數數學基礎比較好的學生，會借助于數形結合的思想來解決問題.而只要注意到比例標度的一致性，平行四邊形法則的雛形就會出現.而在幾組數據中得到同一個結論時，這個結論就更容易上升為規(guī)律.

總結這樣的教學設計，可以認為體驗活動是一個生成與積累經驗的過程，猜想活動是一個運用經驗的過程.由于學生自己動手進行活動、體驗，自己動腦進行猜想、驗證，那么形成的平行四邊形規(guī)律認識，就可以為平行四邊形法則的形成奠定一個重要的基礎.

回過頭來再去理解建構主義關于學習的一些表述，如建構主義教學論是充分尊重學生已有的生活經驗，并以此為基礎讓學生根據自己的理解將新的知識內化，不斷地使個人的知識體系枝繁葉茂；又如學習不單是知識由外到內的轉移和傳遞，更是學習者主動地建構自己的知識經驗的過程，即通過新經驗與原有知識經驗的相互作用，來充實、豐富和改造自己的知識經驗……就可以發(fā)現生活經驗之所以能夠促進學生有效的建構物理概念或者規(guī)律，其中的機制應當是這樣的.

首先，豐富的生活經驗，可以讓學生在建構物理概念或者規(guī)律的時候，有著更多的自信——這是一個非常重要的前提，好多學生之所以建構一個物理概念或者規(guī)律非常順利，不在于他們對自己所建立起來的概念或者規(guī)律非常相信.而如果忽視了學生的生活經驗，他們就會產生類似于上面所說的“無法接受”的情形.

其次，有了生活經驗之后，學生再對生活經驗進行提純，然后用物理語言來描述這些生活經驗，那么物理表述就有可能順利得到.在上面所舉的力的合成的例子當中，學生在體驗和猜想的初步階段，是沒有發(fā)現平行四邊形的影子的；而在數形結合的思路之下，平行四邊形開始浮現；在得到多組數據的證實之后，學生開始相信平行四邊形是描述互成角度二力合成的規(guī)律，這個時候學生就會初步形成“二力合成時，兩個分力相當于平行四邊形的鄰邊，合力相當于平行四邊形的對角線”這樣的初步認識，這一認識用物理語言加工之后，就可以變成平行四邊形法則.

三、高中物理學科為學生的有效知識建構而教

在當前的高中物理教學中，其實很多時候教學的困難都是源自于學生的生活經驗的缺乏.這個時候教師如果注意設計體驗活動，讓學生生成經驗，那物理知識建構的難度就會大大降低.基于上面對生活經驗，促進學生建構物理知識機制的研究，可以發(fā)現，無論如何強調生活經驗的價值都不為過.因此在高中物理教學中，從生活現象引入新課教學、用生活經驗理解物理概念、用生活現象輔助理解物理規(guī)律、運用物理知識解決生活實際問題等等，都應當是有價值的選擇.如果進一步做到讓課堂演示實驗、課堂體驗活動的素材來自于生活，做到課堂練習素材源于生活的課堂教學設計，這樣就可以使高中物理教學中能夠聯系學生關注的生活世界、聯系學生現實的生活世界，從而激發(fā)學生學習物理的興趣，激活學生思維，使學生愿學、樂于學.

將上述認識歸結為一句話，就是高中物理學科應當為了學生的有效建構知識而教.而建構知識中薄弱的一環(huán)就是生活經驗的缺乏，所以通過體驗活動來幫學生積累生活經驗，并在此基礎上深入理解生活經驗，促進學生物理知識進入了機制，顯得非常重要.