于海波

(東北師范大學(xué)物理學(xué)科教育研究所，吉林長春 130024）

返璞歸真:讓物理感覺成為教學(xué)的內(nèi)在追求

于海波

(東北師范大學(xué)物理學(xué)科教育研究所，吉林長春 130024）

如何溝通學(xué)生的科學(xué)世界與生活世界，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，是目前物理教學(xué)改革的重要理論命題和實踐難題。而以往被人們忽視的學(xué)生“物理感覺”，恰恰是連接這兩個世界的重要橋梁。鑒于此，我們有必要厘定物理感覺的內(nèi)涵、分析物理感覺的類型，并藉此提出優(yōu)化物理教學(xué)的策略。

物理感覺;科學(xué)世界;生活世界;物理教學(xué)

物理教育要培養(yǎng)全面發(fā)展的人，不僅要教給學(xué)生全面的物理知識，使其掌握物理學(xué)背后的科學(xué)方法、領(lǐng)會物理科學(xué)蘊含的科學(xué)精神，更重要的是，要利用物理文化對學(xué)生的生活態(tài)度、生活方式和生活能力產(chǎn)生內(nèi)在的影響。換言之，就是促進學(xué)生的物理化、科學(xué)化。但是，目前學(xué)生“認(rèn)知分裂”的現(xiàn)象還比較嚴(yán)重，具體表現(xiàn)在:首先，學(xué)生所學(xué)的物理學(xué)主要是抽象、晦澀、呆板的物理概念和規(guī)律，與學(xué)生的生活沒有多少聯(lián)系，學(xué)生學(xué)了也不知道有什么用處，于是物理學(xué)習(xí)的價值就剩下了應(yīng)試的功能了;其次，學(xué)生面對生活中需要解決的問題時不能靈活地運用所學(xué)的物理知識來解決，甚至對生活中最常見的物理現(xiàn)象、物理過程缺乏最基本的判斷和理解。學(xué)生的“認(rèn)知分裂”根源于物理教育遠(yuǎn)離學(xué)生生活實際、忽視教學(xué)生命價值的應(yīng)試主義取向。如何在教學(xué)層面上適度地進行校正便成為物理教學(xué)改革的重要內(nèi)涵，這也正是本文提出物理感覺教育的初衷之一。

一、物理感覺的內(nèi)涵

物理教育的重要目的就是培養(yǎng)有“物理感覺”的人。物理感覺是以物理經(jīng)驗、物理知識和物理思維為基礎(chǔ)，學(xué)生對物理現(xiàn)象、過程所做出的簡單、直接和短時的心理反應(yīng)。物理感覺與一般的心理感覺既有聯(lián)系又有區(qū)別，聯(lián)系是物理感覺的形成與發(fā)展必須以一般心理感覺為基礎(chǔ)，同時物理感覺的發(fā)展又促進了一般心理感覺的完善;區(qū)別在于物理感覺是一般心理感覺的精致化和科學(xué)化，前者不僅在內(nèi)容上豐富了后者，而且使后者在結(jié)構(gòu)上得到了優(yōu)化。物理感覺是一種科學(xué)的感覺，只有具備一定物理素養(yǎng)的人才可能具有。

從心理學(xué)的角度來看，“物理感覺”是一個較低層次的認(rèn)知加工活動。正因為物理感覺是一個較低級的認(rèn)知活動，所以它得天獨厚地連接著兩個世界:一個是外部世界，即人感受的對象，包括物理現(xiàn)象、物理過程、物理事件等;另一個是內(nèi)部世界，即人頭腦中的世界，包括物理概念、物理規(guī)律、物理理論等等。人們在觀察物理世界、感受物理情境、獲得物理信息的過程，本質(zhì)而言，既是人用內(nèi)部世界的知識描述、解讀、預(yù)測外部世界的過程，也是利用外部信息豐富、改組內(nèi)部世界的過程。因此，馬赫曾說:“正確地講，構(gòu)成世界的要素不是‘物’，而是顏色、聲音、壓力、空間、時間等目前稱之為各個感覺的那些東西?！保?］

物理感覺不是憑空產(chǎn)生的，它的形成需要兩個因素，一是真切的物理體驗，二是豐富的物理知識?！案杏X”只有在不斷的體驗中才能培養(yǎng)，“感覺”就像肌肉只有持續(xù)鍛煉才能日益“健壯”一樣?？菰锏恼f教、機械的訓(xùn)練、抽象的閱讀無法真正培養(yǎng)學(xué)生的物理感覺。因此，培養(yǎng)學(xué)生物理感覺的前提是要為其提供各種參與物理活動的機會，在各種物理活動中打開學(xué)生的物理感覺閥門，激活學(xué)生的物理感覺行為，拓展學(xué)生的物理感覺信息。物理感覺發(fā)展的另外一個必要條件是學(xué)生要具備豐富的物理知識。物理感覺過程不是被動的，它往往是在人頭腦中已有的知識、經(jīng)驗的指揮下進行的，正如漢森所言“看滲透著理論”。［2］豐富、靈活的物理知識結(jié)構(gòu)不但能夠提高學(xué)生物理感覺的敏感度、準(zhǔn)確度和寬廣度，更能幫助學(xué)生形成用物理概念、規(guī)律和理論來思考、解決科學(xué)生活和日常生活問題的習(xí)慣。

培養(yǎng)學(xué)生的物理感覺是物理教學(xué)的核心任務(wù)之一。首先，學(xué)生良好物理感覺的形成離不開物理教學(xué)，只有在物理教學(xué)中，學(xué)生才能有指導(dǎo)、有計劃、循序漸進地發(fā)展個人的物理感覺。其次，學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與物理感覺之間存在著密切聯(lián)系，良好科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成要以學(xué)生的物理感覺為基礎(chǔ)，換言之，物理感覺本身就是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。同時，科學(xué)素養(yǎng)的全面提升顯然有助于學(xué)生物理感覺的發(fā)展。最后，物理教學(xué)在發(fā)展學(xué)生物理感覺方面具有獨特優(yōu)勢。學(xué)生的物理感覺不完全來自物理教學(xué)過程，但是物理教學(xué)活動對于學(xué)生物理感覺的培養(yǎng)至關(guān)重要。物理教學(xué)中，教師的引導(dǎo)、情境的設(shè)置、仿真的過程、細(xì)致的分析、現(xiàn)象的模擬等都有利于學(xué)生的物理感覺的形成。

二、物理感覺的類型

根據(jù)人的感覺機理和物理教育內(nèi)容，我們嘗試性地將物理感覺簡單概括為動、力、溫、距、樂、視、時等七類。

動覺。物體運動是物理教育中的重要內(nèi)容，比如直線運動、曲線運動、加速運動、減速運動、圓周運動等等。動感可包括三個方面，首先，動感包括讓學(xué)生體驗物體(包括自身)所進行的運動種類的感覺，比如是直線運動還是曲線運動，是勻速的運動還是變速的運動等等。可以讓學(xué)生將坐過山車的體驗與物理運動建立聯(lián)系，使其深切體會直線運動、曲線運動、倒立運動使人產(chǎn)生的不同感受。其次，動感包括學(xué)生體驗物體(包括自身)所進行的運動快慢的感覺，能夠估計物體(包括自身)的運動速度及其變化，這與生活關(guān)系密切，比如人慢跑的速度，劉翔百米跨欄沖刺的速度，自行車的速度，網(wǎng)球的速度，同時能夠?qū)θ粘Ｉ钪蟹N種運動的物體的速度進行估測。第三，動感包括了解一些特殊物體的運動速度，比如地球衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的速度，高速列車運行的速度，甚至汽車車速與車禍的關(guān)系等等。

力覺。力是物理學(xué)中的核心概念之一，也是生活中應(yīng)用最廣的名詞之一。我們可以從三個方面來分析。首先，力的大小往往是通過作用的強度，比如肌肉的緊張程度、牽引繩的緊張程度、被壓迫物體的變形程度表現(xiàn)出來的。其次，力的大小往往與物體的運動之間存在聯(lián)系，比如人推動物體“力氣”大速度增加就快，“力氣”小速度增加就慢，沒有力就不運動，等等。再次，力的大小是與重量有關(guān)的。日常生活中經(jīng)常將力與重量、力與質(zhì)量混著用。這容易導(dǎo)致科學(xué)概念與生活概念的混淆，但同時也為“力”與生活體驗之間建立聯(lián)系提供了機會。有必要讓學(xué)生體驗、了解一些常見物體的重量，比如一個蘋果的重量、一根鉛筆的重量、一枚硬幣的重量等，也可以反過來，讓學(xué)生體驗“10克力”是什么感覺，大概相當(dāng)于幾根曲別針的重量，“50克力”是什么感覺，大概相當(dāng)于幾枚硬幣的重量等。

溫覺。對冷熱感知是人生來具有的也是最重要的感覺之一。物理學(xué)中把冷熱程度定義為溫度。學(xué)生形成溫感，就是要通過對“冷”、“熱”、“溫差”等現(xiàn)象的體驗，使其形成切身的感受和認(rèn)知。其實，對溫度的感覺具有很強的主觀性，“冷”、“熱”、“溫差”都是一個相對的概念。首先，“熱”是指溫度較高，在一般環(huán)境中往往就是指人的感受。人對熱的感受會因環(huán)境、身體狀況而發(fā)生變化，比如夏天30℃不會感覺很熱，但是冬天室溫30℃就會感覺熱得受不了。能夠讓學(xué)生體驗、判斷不同情況下的“熱”及其和物理溫度的關(guān)系很重要。其次，“冷”是指溫度較低，和熱一樣“冷”也是一個相對的感受，會受到主客觀因素的影響。再次，“溫差”主要是指溫度的變化，比如晝夜的溫差，室內(nèi)室外的溫差，季節(jié)性溫差等等。其實，溫感的形成很復(fù)雜，因為人們對溫度的體驗不僅取決于冷熱程度，還和空氣濕度、風(fēng)速等有關(guān)系。

距覺。人們經(jīng)常要對距離進行判斷，換言之，就是對物體的遠(yuǎn)近進行判斷。雖然生活中學(xué)生常常需要對距離進行判斷，同時物理課、數(shù)學(xué)課中也學(xué)習(xí)了很多與距離判斷有關(guān)的知識，但是這種判斷經(jīng)常使學(xué)生不知所措——在生活知識與科學(xué)知識之間總是不能自然地建立起聯(lián)系。對距離的感覺粗略而言包括三個方面:首先是遠(yuǎn)近的感覺，就是說兩個物體之間的距離，比如學(xué)校到家的距離有多遠(yuǎn)，學(xué)校到商店的距離有多遠(yuǎn)，北京到長春的距離有多遠(yuǎn)，教室到食堂的距離有多遠(yuǎn)等等。遠(yuǎn)近既是一個主觀性很強的概念同時也是一個模糊的概念。不同人對距離的理解不同，同時也經(jīng)常會用一些含糊的詞來描述，比如很遠(yuǎn)、較近、不遠(yuǎn)等等。如何將這些模糊的體驗與科學(xué)的判斷對接，是教育的重要任務(wù)。其次是換算的感覺，很多時候距離的遠(yuǎn)近往往可以用其它“物理量”代換，從而間接地反映出距離的大小。比如步行5分鐘路程，光走一年的距離等等。換算雖然增加了距離判斷的主觀性和復(fù)雜性，但也使距感更形象生動。最后是大小的感覺，物體大小的判斷可以視為距感的一種或者是變換。實質(zhì)上也是用尺度描述物體的特征。比如，桌子有多長，樓房有多高，皮球有多大，等等。

樂感。樂感是人對聲音的一種反應(yīng)，和諧、美妙、有節(jié)奏的聲音會給人愉悅的感受。說到樂感必然要與聲波、聲音的學(xué)習(xí)有關(guān)系。物理學(xué)的學(xué)習(xí)既能使學(xué)生了解聲音、樂音背后的奧妙，也能讓學(xué)生體驗抽象物理知識的實際內(nèi)涵。樂感有關(guān)的感覺包括聲強、聲調(diào)和音品三個方面。首先，對聲強的感覺指的就是聲音的大小。通過觀察生活現(xiàn)象和物理實驗很容易建立起聲音大小與震動強弱的關(guān)系，這就把抽象的聲學(xué)形象化、直觀化和體驗化了。其次，對聲調(diào)的感覺就是辨別聲音的“種類”。聲音與聲音之間是有差別的，不同的樂器能產(chǎn)生不同的音調(diào)，而這個音調(diào)主要是樂器震動頻率或者說是聲波振動頻率的反映。這樣我們就在不同聲音與頻率之間建立了聯(lián)系。這樣就增加了學(xué)生對聲音的理解，同時，也讓學(xué)生聽音樂時有了別樣的感受。第三，對音品的感覺就是對聲音品質(zhì)的感覺。同類樂器的聲音也會有差別，這種差別很細(xì)微，但也很關(guān)鍵，是衡量樂器質(zhì)量的重要標(biāo)志。其間，學(xué)生不僅能夠感受到聲音的差別，也能夠體驗到物理學(xué)的精致。

視覺。眼睛是人最重要的信息接收器官。很多物理現(xiàn)象、過程需要人通過視覺來感知，同時，豐富、真實、生動的視覺感受對于物理學(xué)知識的理解也是至關(guān)重要的。這里我們從亮度、顏色、過程三個方面進行簡要分析。首先是亮度，亮度是人對世界的基本感覺，感受到的信息就是明暗的變化。亮度不僅能使我們看見物體，還能使我們獲得更多的信息，比如物體的粗糙程度、質(zhì)料、大小、形狀等等。其次是顏色，顏色使世界豐富多彩，這要感謝陽光中富含多種色光，還要感謝人眼的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。物體的顏色是由進入眼睛的光的頻率決定的，不同頻率的光對應(yīng)著不同的顏色。顏色極大地豐富了人類獲得物理信息的渠道。三是過程，我們觀察物理現(xiàn)象往往不是靜態(tài)的而是動態(tài)的，是對物理過程進行觀察，從而發(fā)現(xiàn)其因果關(guān)系和內(nèi)在規(guī)律。這種動態(tài)、連續(xù)、復(fù)雜、變換的物理情境會深入地影響到學(xué)生的認(rèn)知世界和情感世界，并成為抽象物理世界的真切表象。

時覺。時覺就是人對時間的感知和判斷，它是很多物理感覺的基礎(chǔ)。時間是一個特殊的存在物，它摸不著看不到卻能感受到，它無影無形卻可以度量。時感不僅是物理世界中的重要感受，也是生活世界里的獨特體驗，它貫穿、聯(lián)系在這兩個世界之間。對時間的感覺粗略可以分為“點”、“段”、“速”三個方面。首先，對“點”的感覺，實際就是對“時間點”的感受，也就是對某一時刻在時間坐標(biāo)上的位置的感受。其次，對“段”的感覺，就是對某一現(xiàn)象、活動、過程所歷經(jīng)時長的感受。再次，是對“速”的感覺，時間的“流淌”也是有“速度”的，有時快，有時慢。

三、物理感覺的培養(yǎng)

培養(yǎng)學(xué)生物理感覺的實質(zhì)就是增加學(xué)生對物理過程的體驗，豐富學(xué)生的感性世界，提高學(xué)生對物理世界的整體認(rèn)知能力。但是，與這樣的教學(xué)目標(biāo)相比，目前基礎(chǔ)教育中的物理教科書、教學(xué)觀念、教學(xué)方法和評價方式等方面都需要相應(yīng)地改進。

首先，在物理教科書方面。經(jīng)過多年的教科書研究、開發(fā)、使用，我們國家的物理教科書的質(zhì)量已經(jīng)得到了很大的提升。但是，我們也不能否認(rèn)，我們的教科書還存在一些不足:一是，教材設(shè)計仍然唯知識邏輯是從;二是，內(nèi)容沒有密切聯(lián)系學(xué)生的生活實際，不少例子、案例仍然是多年前的，與學(xué)生生活距離較大;三是，落后于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)容陳舊。為了改變這一現(xiàn)狀，有必要做到幾點:一是增加關(guān)注學(xué)生的主體性和主動性以及一些專題性的內(nèi)容;二是教科書內(nèi)容要廣泛關(guān)注學(xué)生的生活世界和科學(xué)技術(shù)前沿;三是適當(dāng)降低知識性的要求，轉(zhuǎn)而加強對學(xué)生視野的拓展和科學(xué)方法的培養(yǎng)。

其次，在教學(xué)觀念方面。以往，教師把教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、學(xué)生對知識理解的準(zhǔn)確性放在了教學(xué)目標(biāo)的首位。這雖無可厚非，但這樣做的“成本”卻很高——教師和學(xué)生容易將抽象的物理知識當(dāng)作物理教學(xué)和學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)。實際上，除了知識目標(biāo)外，學(xué)生的情感目標(biāo)、體驗?zāi)繕?biāo)和思想目標(biāo)也很重要，尤其對那些將來不從事科學(xué)研究的多數(shù)學(xué)生來講，如何豐富學(xué)生的體驗?zāi)繕?biāo)、情感目標(biāo)和思想目標(biāo)更加重要。為了這些目標(biāo)的培養(yǎng)，物理教師的教學(xué)觀念需要有三方面的轉(zhuǎn)變，一是重視學(xué)生的生活經(jīng)驗，并在教學(xué)中進行運用和提升;二是增加情境教學(xué)的比例，為學(xué)生提供豐富、立體的教學(xué)內(nèi)容;三是自覺提高教師個人對生活中的物理現(xiàn)象、物理問題的關(guān)注和理解。

再次，在教學(xué)方法方面。新課程改革以來中學(xué)的物理教學(xué)方法發(fā)生了一些變化，很多教師開始嘗試使用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，實驗教學(xué)的比例也有所提升。但是，遺憾的是，目前一些教師還不能熟練地掌握課件的開發(fā)，甚至有的教師只是簡單地借用網(wǎng)上或他人的課件，不能將個人、學(xué)生特有的生活經(jīng)驗融匯進來。同樣，一些實驗教學(xué)只是按部就班地演示教材的內(nèi)容，或者按照教師的安排進行，很少進行因地制宜、因人制宜的改進。為了培養(yǎng)學(xué)生的物理感覺、豐富學(xué)生的生活世界，有幾點工作需要做:一是以學(xué)生為主體，教學(xué)要充分關(guān)注學(xué)生的生活經(jīng)驗和知識經(jīng)驗;二是教師要因地制宜地對教科書中的故事、實驗等等內(nèi)容進行“本土化”的改造;三是要合理地增加探究、討論和合作的時間，為學(xué)生感受物理現(xiàn)象、體驗物理過程、形成個人觀點提供時間保障。

最后，在評價方式方面。傳統(tǒng)的物理教學(xué)評價的主要內(nèi)容是學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，而對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的評價主要是看考試成績。這樣的評價方式容易導(dǎo)致教學(xué)活動重結(jié)果輕過程、重認(rèn)知輕情感、重知識輕思想、重結(jié)論輕體驗等不良后果。為此，必須改變物理教學(xué)的評價方式:一是增加過程性評價，評價不僅要看問題解決的結(jié)果，還要看解決的過程;二是增加開放式評價，避免教師過多地預(yù)設(shè)問題的解決結(jié)果和評價指標(biāo)，在教學(xué)過程中不斷調(diào)整評價內(nèi)容，從而保護學(xué)生的獨特性和創(chuàng)造性;三是適當(dāng)弱化紙筆測試增加操作性評價;四是增加研究性評價，鼓勵學(xué)生思考問題、解決問題。比如可以引導(dǎo)學(xué)生進行課題研究、小科技創(chuàng)作、撰寫小論文等等。

［1］范岱年．關(guān)于馬赫的哲學(xué)［J］．自然辯證法通訊，1988(6)．

［2］鄭祥福，洪偉．科學(xué)的精神［M］．上海:上海三聯(lián)書店，2001．

Back to Basics:Making Physical Sensations the Inner Seeking of Teaching

YU Haibo

(Institute of Physics Education，Northeast Normal University，Changchun Jilin 130024，China)

At present，how to link students＇science world and living world and how to enhance their science literacy is one of important theoretical propositions and practical problem．And physical sensation of students which was always overlooked in the past is precisely the important bridge connecting these two worlds．So，we need to determine the meaning of physical sensation，analyze the types of physical sensation，and propose strategies that can optimize physics teaching．

physical sensation;science world;living world;physics teaching

G633．7

A

1009－7228(2011)04－0042－04

2011－06－20

于海波，東北師范大學(xué)物理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，教育學(xué)博士。

全國教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃課題“農(nóng)村初中理科教師課程實施能力發(fā)展的行動研究”(EHA070261);東北師范大學(xué)教師教育研究基金規(guī)劃課題“基于教師課程知識發(fā)展的教學(xué)行為優(yōu)化研究”(DSJSJY20090212)。

［責(zé)任編輯:崔一心］