心理學(xué)和情境教學(xué)視角下培養(yǎng)學(xué)生建模能力的實(shí)踐探索

余耿華

（廣東省教育研究院，廣東 廣州 510035）

1 問題的提出

《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》提出要“積極探索基于情境、問題導(dǎo)向的互動(dòng)式、啟發(fā)式、探究式、體驗(yàn)式等課堂教學(xué)”.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用，其中科學(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的核心內(nèi)容，“科學(xué)思維”主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素.［1］

當(dāng)前的中學(xué)物理教學(xué)，由于應(yīng)試的傾向，教師往往過于注重知識(shí)的灌輸，然后是各種模型化的題目練習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生往往缺乏從“情境”到“模型”的建模思維能力.那么，究竟如何才能聚焦物理情境教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生“模型建構(gòu)”思維呢？下面結(jié)合心理學(xué)和情境教學(xué)相關(guān)理論，以案例形式進(jìn)行探索.

2 相關(guān)概念的界定

（1）“模型建構(gòu)”思維.

“模型建構(gòu)”主要指對(duì)一些客觀復(fù)雜的物理現(xiàn)象進(jìn)行科學(xué)的抽象處理，忽略一些次要因素，提煉出主要因素，從而得到能夠凸顯出事物本質(zhì)屬性的理想模型，將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化、抽象化.［2］

（2）情境教學(xué).

情境教學(xué)的概念，1989年首先由Brown，colin，Duguid在一篇名為《情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)文化》的論文中提出，他認(rèn)為“知識(shí)只有在它們產(chǎn)生及應(yīng)用的情境中才能產(chǎn)生意義”.我國(guó)對(duì)情境教學(xué)的研究 ，一般認(rèn)為是從1978年李吉林進(jìn)行情境教學(xué)法實(shí)驗(yàn)開始的.情境教學(xué)指的是“在教學(xué)過程中為了達(dá)到既定的教學(xué)目的，從教學(xué)需要出發(fā)，制造或創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的場(chǎng)景或氛圍，引起學(xué)生的情感體驗(yàn)，幫助學(xué)生迅速而正確地理解教學(xué)內(nèi)容，促進(jìn)他們的心理機(jī)能全面和諧發(fā)展”.［3］

（3）心理學(xué)和情境教學(xué)視角下的“模型建構(gòu)”思維培養(yǎng).

從心理學(xué)視角來(lái)看，人類接觸現(xiàn)象的過程需要經(jīng)歷“重要性”—“表達(dá)”—“理解”過程；［4］結(jié)合情境教學(xué)，我們可以將學(xué)生從“情境”到“模型”的建構(gòu)心理過程進(jìn)一步拓展為：“情境”—“重要性”—“表達(dá)”—“理解”—“抽象概括”——“模型建構(gòu)”.對(duì)于模型建構(gòu)過程，美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)理論物理學(xué)家海斯特斯認(rèn)為可以分為4個(gè)環(huán)節(jié)：模型建立、模型分析、模型驗(yàn)證和模型應(yīng)用.［5］因此，從“情境”到“模型”，教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)合適情境—讓學(xué)生認(rèn)識(shí)情境問題的重要性（意識(shí)到情境中的問題有用和與自己有關(guān)，學(xué)生才有進(jìn)一步探究的欲望，激發(fā)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)）——給予學(xué)生描述、分析和表達(dá)情境的機(jī)會(huì)——給予學(xué)生理解情境的時(shí)間和空間——讓學(xué)生經(jīng)歷抓住主要矛盾、忽略次要矛盾，抽象和概括研究對(duì)象的本質(zhì)特征——建立模型、基于理論分析模型、基于實(shí)驗(yàn)實(shí)證模型和將模型應(yīng)用于新情境.

為了最大程度地激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生不斷獲得挑戰(zhàn)困難的勇氣和信心，我們通過創(chuàng)設(shè)符合學(xué)生心理特點(diǎn)和接近生活實(shí)際的情境，提出相應(yīng)的大任務(wù)，鋪設(shè)思維進(jìn)階問題鏈，巧妙地把學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)和情感體驗(yàn)活動(dòng)融合起來(lái)，學(xué)生在不斷解決問題中，完善和簡(jiǎn)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)，促進(jìn)模型建構(gòu)思維不斷提升.［6］

3 案例探索

以學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)課“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”一課為例（以Z老師的課例修改），探討學(xué)生經(jīng)歷從“情境”—“模型”的思維過程，如表1所示.

表1

續(xù)表

續(xù)表

只有讓學(xué)生置身于情境中，通過不斷經(jīng)歷、體驗(yàn)“情境”到“模型”的全過程，才能真正促進(jìn)學(xué)生建模思維能力.當(dāng)然，不可能一次教學(xué)就使學(xué)生獲得良好的建模思維能力，需要在“情境”—“模型”的不斷實(shí)踐中，不斷發(fā)展建模能力.

4 小結(jié)

聚焦情境教學(xué)培養(yǎng)模型建構(gòu)思維是個(gè)永恒的話題，具體的教學(xué)中，由于教情學(xué)情不同，需要教師不斷探索，根據(jù)需要調(diào)整環(huán)節(jié)順序、取舍環(huán)節(jié)或減弱、加強(qiáng)其中的環(huán)節(jié)；此外，環(huán)節(jié)中學(xué)生思維難點(diǎn)處應(yīng)給予學(xué)生思考、討論、交流的時(shí)空.對(duì)情境的設(shè)置，可以將課堂引入情境作為主體情境，在教學(xué)的其他環(huán)節(jié)根據(jù)教學(xué)需要設(shè)置不同小情境，帶給學(xué)生情感體驗(yàn)，使學(xué)生迅速而正確地理解教學(xué)內(nèi)容.在教學(xué)中還應(yīng)抓住大概念（或大觀念）和學(xué)生已有認(rèn)知、設(shè)置情境和教學(xué)大任務(wù)、以思維進(jìn)階問題鏈為引導(dǎo)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生才能逐步學(xué)會(huì)化繁為簡(jiǎn)、完善和簡(jiǎn)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)、樹立挑戰(zhàn)新情境的信心和勇氣，促進(jìn)學(xué)生建模思維能力提升，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、思維和精神的共同成長(zhǎng).