王長(zhǎng)江

摘 要：事實(shí)性知識(shí)是物理概念、物理規(guī)律的基礎(chǔ)。在日常的物理教學(xué)中，教師往往忽視了對(duì)事實(shí)性知識(shí)教學(xué)的研究。本文嘗試將“思維型”課堂教學(xué)的基本原理融入到物理事實(shí)性知識(shí)的教學(xué)中，提出了 “思維型”課堂中物理事實(shí)性知識(shí)的教學(xué)策略。

關(guān)鍵詞：“思維型”課堂；事實(shí)性知識(shí)；物理教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）7-0013-3

在以往的物理教學(xué)研究中，研究者比較重視物理概念、物理規(guī)律教學(xué)的研究，卻忽視了事實(shí)性知識(shí)教學(xué)的研究。其實(shí)，事實(shí)性知識(shí)是物理概念、物理規(guī)律的基礎(chǔ)。有效的物理事實(shí)性知識(shí)教學(xué)，會(huì)有助于學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的學(xué)習(xí)。本文以“思維型”課堂教學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)，嘗試將“思維型”課堂教學(xué)的基本原理融入到物理事實(shí)性知識(shí)的教學(xué)中，引發(fā)學(xué)生積極的、主動(dòng)的思考。

1 “思維型”課堂教學(xué)概述

在考察國(guó)內(nèi)外教學(xué)理論“共同特征”的基礎(chǔ)上，以皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論、建構(gòu)主義教學(xué)理論、學(xué)習(xí)科學(xué)的最新成果以及林崇德的思維結(jié)構(gòu)“三棱”模型為支撐，并在總結(jié)20多年的教學(xué)實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上，林崇德、胡衛(wèi)平提出了“思維型”課堂教學(xué)理論。

“思維型”課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)以誘發(fā)思維動(dòng)機(jī)為特征的教學(xué)導(dǎo)入、以引發(fā)思維動(dòng)力為特征的教學(xué)過程、以思維監(jiān)控為特征的教學(xué)反思和以抽象概括為特征的應(yīng)用遷移?；驹砣缦拢?/p>

1.1 認(rèn)知沖突

在課堂教學(xué)中，教師要根據(jù)課堂教學(xué)目標(biāo)，抓住教學(xué)重點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些能夠使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的“兩難情境”或者看似與現(xiàn)實(shí)生活和已有經(jīng)驗(yàn)相矛盾的情境，以此使學(xué)生心理產(chǎn)生強(qiáng)烈的震顫，從而進(jìn)行質(zhì)疑問難、預(yù)判猜測(cè)、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行探究，主動(dòng)完成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程。

1.2 自主建構(gòu)

在“思維型”課堂教學(xué)中，要進(jìn)行的“自主建構(gòu)”，包括認(rèn)知建構(gòu)和社會(huì)建構(gòu)。認(rèn)知建構(gòu)強(qiáng)調(diào)，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者積極主動(dòng)建構(gòu)的過程；知識(shí)是學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的合理化；先前的經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)習(xí)者是非常重要的。社會(huì)建構(gòu)則強(qiáng)調(diào)，課堂中師生互動(dòng)、生生互動(dòng)是課堂教學(xué)中最基本、最主要的人際關(guān)系，課堂教學(xué)中的互動(dòng)不僅應(yīng)關(guān)注行為互動(dòng)、情感互動(dòng)，更應(yīng)關(guān)注思維互動(dòng)。

1.3 應(yīng)用遷移

學(xué)習(xí)的目的在于將習(xí)得的知識(shí)、能力遷移到新的問題情境中。產(chǎn)生遷移的重要條件是學(xué)習(xí)者能在新舊問題情境中概括出共同的要素。

1.4 思維監(jiān)控

學(xué)習(xí)者必須對(duì)自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行思維監(jiān)控、自我檢查，以診斷和判斷自己在學(xué)習(xí)中所追求的是否符合自己設(shè)置的目標(biāo)。

2 中學(xué)物理事實(shí)性知識(shí)概述

2.1 物理事實(shí)性知識(shí)分類

根據(jù)安德森的知識(shí)分類標(biāo)準(zhǔn)，我們將物理知識(shí)分為物理事實(shí)性知識(shí)、物理概念、物理規(guī)律、物理程序性知識(shí)、物理元認(rèn)知知識(shí)。事實(shí)性知識(shí)是分離的、孤立的內(nèi)容要素形式的知識(shí)。根據(jù)事實(shí)性知識(shí)的定義，物理事實(shí)性知識(shí)包括：

1）物理術(shù)語知識(shí)，包括物理學(xué)中通用的言語和非言語的特殊標(biāo)記與符號(hào)知識(shí)。物理學(xué)是由大量的專用術(shù)語知識(shí)組成的，比如，位移、歐姆定律、伽利略佯謬、光電效應(yīng)、電流表等，離開這些專用術(shù)語，物理學(xué)領(lǐng)域的人將無法進(jìn)行交流。另外，一些字母如，P、R、I、S、E、W、m、δ、η、Ω、θ，是物理學(xué)中的基本符號(hào)，用來表示一些物理概念。由這些字母組成的數(shù)學(xué)關(guān)系式，用來表示物理量之間的關(guān)系。還有一些符號(hào)，如，“→”表示矢量等。

2）物理細(xì)節(jié)和要素的知識(shí)，包括一些精確的信息以及一些近似的信息。例如，聲音在15 ℃的空氣中傳播速度是340 m/s，成年人步行的平均速度約為1.1 m/s，球磨機(jī)工作時(shí)的聲音強(qiáng)度為120 dB，攝氏度的規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下一些液體的沸點(diǎn)，常溫常壓下一些固體的密度，國(guó)際千克原器的制作，一些重要物理規(guī)律發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，物理實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)等。

2.2 物理事實(shí)性知識(shí)的重要性

物理事實(shí)性知識(shí)與概念性知識(shí)（包括物理概念、物理規(guī)律）以及核心概念的關(guān)系如圖1所示。

圖1中，物理事實(shí)性知識(shí)構(gòu)筑起整個(gè)物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的“地基”，物理概念的建立，乃至于核心概念的掌握，全賴于這個(gè)知識(shí)大廈“地基”。

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圖1 “核心概念”的結(jié)構(gòu)

因此，在物理教學(xué)中，僅僅關(guān)注事實(shí)性知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)屬于淺層次學(xué)習(xí)，學(xué)生的思維能力得不到有效提高。但是，如果將注意力全部集中到物理概念性知識(shí)的建立，忽視事實(shí)性知識(shí)的有效學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程缺乏了經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的支撐，也不利于學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的深度理解。

3 “思維型”課堂中事實(shí)性知識(shí)教學(xué)策略

對(duì)待“事實(shí)性知識(shí)”的正確做法是：在日常教學(xué)中，對(duì)事實(shí)性知識(shí)給予一定的關(guān)注，留出一些時(shí)間，夯實(shí)學(xué)生的物理事實(shí)性知識(shí)。結(jié)合“思維型”課堂教學(xué)原理，我們提出如下教學(xué)策略。

3.1 動(dòng)機(jī)激發(fā)，啟動(dòng)思維

按照馬斯洛的“需要層次理論”，認(rèn)知需要屬于高層次需要。在“思維型”課堂中，教師應(yīng)當(dāng)想方設(shè)法激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

案例1：一位初二物理老師，引入“平面鏡的成像規(guī)律”時(shí)，教學(xué)活動(dòng)如下。

教師：同學(xué)們，只用一塊平面鏡和一把10 cm量程的直尺，能測(cè)量出地板到教室天花板的距離嗎？

學(xué)生：不能。

教師：學(xué)習(xí)了“平面鏡的成像規(guī)律”，你們就會(huì)測(cè)量了；甚至，有些情況下，連平面鏡也不用，就能測(cè)出地板到天花板的距離。

在上面的這個(gè)案例中，教師巧設(shè)懸疑：只用一塊平面鏡（或者可以將光潔的地板作為平面鏡），利用“學(xué)生的身高”這一事實(shí)性知識(shí)，測(cè)出人眼到天花板的距離，利用直尺分別測(cè)出腳到平面鏡兩個(gè)邊緣的距離，再利用相似三角形，就可以算出地板到天花板的距離了。這種解決問題的過程，與學(xué)生所能想到的常用方法，例如，用卷尺測(cè)量等，相去甚遠(yuǎn)，很好地引發(fā)了學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生積極地思考。

3.2 思維加工，促進(jìn)理解

物理事實(shí)性知識(shí)的學(xué)習(xí)也要經(jīng)歷從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的階段。學(xué)生獲得的與物理事實(shí)性知識(shí)有關(guān)的感性認(rèn)識(shí)主要來源于生活經(jīng)驗(yàn)、觀察或?qū)嶒?yàn)。

事實(shí)性知識(shí)的形成離不開認(rèn)知加工。有了感性認(rèn)識(shí)，還要經(jīng)過解釋、比較、分析等認(rèn)知過程，才能形成物理事實(shí)性知識(shí)。經(jīng)過“解釋”“比較”“說明”等認(rèn)知活動(dòng)，將具體的物理事實(shí)與其物理意義聯(lián)系起來，學(xué)生才能加深對(duì)物理事實(shí)的理解。

“思維型”課堂強(qiáng)調(diào)學(xué)生的積極參與，包括積極思考和深入研討，促進(jìn)學(xué)生對(duì)事實(shí)性知識(shí)的理解，為引向概念性知識(shí)奠定認(rèn)知基礎(chǔ)。

案例2：一位老師在講完聲音在空氣中的傳播速度后，要求學(xué)生以小組為單位，設(shè)計(jì)測(cè)量聲音在空氣中傳播速度的實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生1提出的方案：兩位同學(xué)相距10 m，一位同學(xué)喊一聲，另外一位同學(xué)看到喊時(shí)計(jì)時(shí)，聽到聲音后馬上停止計(jì)時(shí)。

小組同學(xué)經(jīng)過討論，發(fā)現(xiàn)了問題：由于聲音在空氣中傳播速度為340 m/s，人的眼睛和耳朵分辨不出聲音的發(fā)出和聲音的停止。因此，要考慮視覺確定發(fā)出聲音，聽覺確定收到聲音的條件。小組同學(xué)反復(fù)討論，最終確定的方案如下。

在空曠的操場(chǎng)上，兩位同學(xué)分別站在同一條100 m跑道線的起點(diǎn)和終點(diǎn)。在起（下轉(zhuǎn)第18頁(yè)）（上接第14頁(yè)）點(diǎn)的同學(xué)扣動(dòng)發(fā)令槍（發(fā)令槍響的同時(shí)，會(huì)冒白煙），在終點(diǎn)的同學(xué)看到白煙計(jì)時(shí)，聽到聲音停止計(jì)時(shí)。算出聲音的傳播時(shí)間，然后算出聲音在空氣中的傳播速度。

在設(shè)計(jì)“聲音在空氣中的傳播速度” 的實(shí)驗(yàn)中，教師不是簡(jiǎn)單要求學(xué)生記住聲音在空氣中的傳播速度，而是引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，領(lǐng)會(huì)“光速”和“聲音在空氣中的傳播速度”這兩個(gè)事實(shí)性知識(shí)的意義。

3.3 聯(lián)系實(shí)際，靈活運(yùn)用

物理事實(shí)性知識(shí)的活力在于應(yīng)用，教師在教學(xué)中，應(yīng)該規(guī)范物理術(shù)語，引導(dǎo)學(xué)生使用物理事實(shí)性知識(shí)解決物理問題。

有些事實(shí)性知識(shí)對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活非常有用，比如，人體正常的體溫是36.8攝氏度，記住這個(gè)事實(shí)性知識(shí)很重要。比如，家里泡豆芽，要求水溫在37攝氏度，用手試試水溫既不燙手，也不感覺涼，說明水溫大約在37攝氏度；如果家里人的體溫是39.3攝氏度，屬于高燒，需要到醫(yī)院就醫(yī)。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)能夠用所學(xué)事實(shí)性知識(shí)解決的、富含生活情境的物理問題，并將習(xí)得的知識(shí)遷移到新的問題情境中，實(shí)現(xiàn)“在新的問題情境中思考”，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

案例3：一位初二物理老師，在講完“速度”的概念后，設(shè)計(jì)如下的教學(xué)活動(dòng)：

教師：王曉明，請(qǐng)問你每天從家到學(xué)校步行多少時(shí)間？

學(xué)生：大約10分鐘。

教師：那么，從你家到學(xué)校的路程是多少呢？

學(xué)生：不知道。沒有測(cè)量過。

教師：小組同學(xué)討論一下，再回答，好不好？

學(xué)生：路程是840 m左右。

教師：你是怎么知道的？

學(xué)生：因?yàn)?，人步行時(shí)的平均速度大小為1.4 m/s。路程等于速度乘以時(shí)間，自然就得到從他家到學(xué)校的路程了。

在上面的案例中，人步行時(shí)的平均速度的大小屬于事實(shí)性知識(shí)，記住這個(gè)知識(shí)，可以對(duì)路程或時(shí)間進(jìn)行估算。

案例4：每個(gè)人都知道自己的身高（事實(shí)性知識(shí)），可以讓一個(gè)小石子從與頭頂水平的位置自由落下，利用計(jì)時(shí)工具（如，手機(jī)），記下下落過程所用的時(shí)間，就可以估測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]林崇德，胡衛(wèi)平.思維型課堂教學(xué)的理論與實(shí)踐[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào) （社會(huì)科學(xué)版），2010，（1）：29.

[2]洛林·W.安得森，等著.蔣小平，等譯.布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)[M].北京：外語教學(xué)與研究出版社，2009.

（欄目編輯 趙保鋼）