鄭志湖
(浙江省天臺(tái)中學(xué) 浙江 臺(tái)州 317200)
美國心理學(xué)家加涅在所著《學(xué)習(xí)的條件》一書中將學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑分為不同類型.而在實(shí)際教學(xué)過程中,任何一個(gè)班級(jí)的學(xué)生物理認(rèn)知發(fā)展水平和知識(shí)的存儲(chǔ)都有一定的差異.不同物理課型學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑不同,同一物理課型中不同學(xué)習(xí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)路徑不同.顯然,單純從物理知識(shí)角度進(jìn)行分析還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,更應(yīng)分析學(xué)生已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)、思維過程和知識(shí)表征方式,我們稱之為學(xué)習(xí)路徑.在充分了解學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),分析物理問題的思維過程和對(duì)物理問題的習(xí)慣表征方式基礎(chǔ)上,站在學(xué)生的角度設(shè)計(jì)教學(xué),把握學(xué)生的學(xué)情,確定學(xué)生的最近發(fā)展區(qū),構(gòu)建最適合學(xué)生學(xué)習(xí)路徑的物理教學(xué)策略.
已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)可運(yùn)用教材分析法,從所學(xué)物理教材了解學(xué)生共性的問題,從物理核心素養(yǎng)的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任這4個(gè)維度來分析;訪談分析法是在學(xué)生學(xué)習(xí)共性基礎(chǔ)上,融入學(xué)生個(gè)體差異;問卷調(diào)查法是一種涉及到學(xué)生個(gè)體的調(diào)查方法,了解學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)歷、學(xué)到了什么和掌握程度3個(gè)方面入手.觀察法是在課堂教學(xué)過程中和學(xué)生作業(yè)中獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑.
通過與學(xué)生交談和導(dǎo)學(xué)案等途徑分析學(xué)生思維起點(diǎn);通過師生互動(dòng)、問題解決,讓學(xué)生呈現(xiàn)自己的思維過程和思維方法;運(yùn)用觀察法,教師看學(xué)生做,教師聽學(xué)生說;運(yùn)用預(yù)測(cè)法:教師預(yù)測(cè)學(xué)生思維過程,教師推測(cè)學(xué)生的思維過程.
知識(shí)表征是一個(gè)狀態(tài)量,是靜態(tài)的.學(xué)生的知識(shí)表征可以是語言、文字、圖像、公式、概念圖、知識(shí)結(jié)構(gòu)圖等.通過課堂師生互動(dòng),隨堂檢測(cè)、作業(yè)展示中獲取學(xué)生知識(shí)表征方式.
教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)路徑分析要體現(xiàn)全面性、清晰性和穩(wěn)定性.學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是一切學(xué)習(xí)活動(dòng)的起點(diǎn)和基礎(chǔ),分析學(xué)生實(shí)際需求、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生的認(rèn)知狀態(tài)和發(fā)展規(guī)律,分析掌握學(xué)生學(xué)習(xí)該內(nèi)容所具備的與該內(nèi)容相聯(lián)系的已有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),分析學(xué)生個(gè)性差異、最近發(fā)展區(qū)和新舊知識(shí)聯(lián)系,判斷用于同化或順應(yīng)新知識(shí)的支點(diǎn).
通過分析學(xué)生對(duì)知識(shí)的思維起點(diǎn),以起點(diǎn)為基點(diǎn)分析學(xué)生的思維流程,通過學(xué)生思維過程障礙的分析,分析學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)的偏差、思維中原有的錯(cuò)誤前概念,分析學(xué)生思維形式、思維方法和思維過程;教師要從學(xué)生視角入手找到學(xué)生思維的難點(diǎn)之所在,分析思維障礙如何突破.
物理問題表征按表征樣式分析,包括語言表征、事物表征、原理表征、數(shù)學(xué)表征.通過表征質(zhì)量分析,掌握不同的表征方式所反映出的學(xué)生對(duì)物理問題的理解深刻程度,從而判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度;通過表征變化分析,掌握學(xué)生知識(shí)能力水平的提高程度,分析學(xué)生由單一的表征方式向多表征方式轉(zhuǎn)換,掌握學(xué)生對(duì)問題的理解程度.
物理學(xué)習(xí)路徑并不唯一. 物理學(xué)習(xí)路徑隨著教學(xué)理念、學(xué)生原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、學(xué)校教學(xué)資源的發(fā)展而變化.在物理教學(xué)中要從學(xué)生、學(xué)校與教師的實(shí)際情況出發(fā),來選擇當(dāng)前最適切的學(xué)習(xí)路徑.
學(xué)生學(xué)習(xí)的起點(diǎn)、學(xué)習(xí)過程中所經(jīng)歷的思維過程、知識(shí)的表征方式都是隱藏在學(xué)生頭腦中的,像被裝在黑盒子里一樣不能直接被觀察到,不同學(xué)生的物理學(xué)習(xí)起點(diǎn)、思維過程與知識(shí)表征是不同的,并且還會(huì)因?qū)W習(xí)環(huán)境的作用而發(fā)生不同的變化.教師必須基于學(xué)生學(xué)習(xí)路徑,形成教學(xué)策略,即以物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標(biāo),原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn),以思維路徑為主線,以優(yōu)化知識(shí)表征為目的.
學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生一切學(xué)習(xí)活動(dòng)的基礎(chǔ),針對(duì)學(xué)生已有不同的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)采取相應(yīng)的教學(xué)策略.
3.1.1 利用原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)同化新知識(shí)
學(xué)生的原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是新知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),教師應(yīng)當(dāng)在舊知識(shí)與新知識(shí)之間為學(xué)生牽線搭橋,引導(dǎo)學(xué)生利用原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)同化新知識(shí).學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí),新信息首先進(jìn)入短時(shí)記憶,與來自長(zhǎng)時(shí)記憶的原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)建立一定的聯(lián)系,然后構(gòu)建新知識(shí)的心理意義并納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,這就是舊知識(shí)吸納新知識(shí)的“同化”過程.同化學(xué)習(xí)可分為3類,即下位學(xué)習(xí)、上位學(xué)習(xí)與組合學(xué)習(xí).新知識(shí)是舊知識(shí)的類屬時(shí)為下位學(xué)習(xí),一般可理解為一般到特殊的學(xué)習(xí),如勻變速直線運(yùn)動(dòng)到自由落體運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí).新知識(shí)包括舊知識(shí)時(shí)為上位學(xué)習(xí),一般可理解為特殊到一般的學(xué)習(xí),如理想氣體的等壓、等容與等溫變化到狀態(tài)方程的學(xué)習(xí).新舊知識(shí)間是并列關(guān)系時(shí)為組合學(xué)習(xí),如平拋運(yùn)動(dòng)到電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)等.
同化教學(xué)策略需要關(guān)注3個(gè)方面的內(nèi)容.首先是確定學(xué)生的原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)是否可以利用,如果可以利用,就為新知識(shí)的學(xué)習(xí)提供必要的固定點(diǎn).其次是分析原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與新知識(shí)的區(qū)分,防止新舊知識(shí)的混淆.最后是分析固定點(diǎn)作用的原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)是否穩(wěn)定、清晰,因?yàn)檫@既影響到為新知識(shí)提供固定點(diǎn)的強(qiáng)度,也影響到學(xué)生是否對(duì)新舊知識(shí)作出區(qū)別,如折射定律的掌握程度直接影響到學(xué)生對(duì)光的全反射學(xué)習(xí)路徑.
3.1.2 創(chuàng)設(shè)情境 主動(dòng)探究生成新知識(shí)
當(dāng)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)缺乏足夠的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)或者舊的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)與新知識(shí)有較大差異的時(shí)候,由于原有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)不能為新知識(shí)的學(xué)習(xí)提供固定點(diǎn),同化學(xué)習(xí)的方法很難發(fā)揮作用,學(xué)生往往會(huì)偏向于選擇順應(yīng)學(xué)習(xí)的方法,通過吸收、補(bǔ)充、修正的方法重構(gòu)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu).學(xué)生對(duì)這類新知識(shí)往往沒有足夠的感性認(rèn)知體驗(yàn),也缺乏足夠理性的認(rèn)知基礎(chǔ),教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)情境,引導(dǎo)學(xué)生自主探究,如牛頓第二定律的學(xué)習(xí).
3.1.3 感知錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)錯(cuò)因獲得新知識(shí)
如果原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與新知識(shí)的學(xué)習(xí)發(fā)生矛盾時(shí),學(xué)習(xí)者必須先對(duì)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改或重構(gòu),依靠修改或重建后的認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)去組織新知識(shí),由于思維定勢(shì),學(xué)生一般都不會(huì)主動(dòng)去修改或重構(gòu)原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),學(xué)生只有在切身體會(huì)到原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的局限性或錯(cuò)誤之后才能產(chǎn)生修改或重構(gòu)的意愿,特別是錯(cuò)誤的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),對(duì)新知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)起到負(fù)面作用,此時(shí),就要想方設(shè)法讓學(xué)生通過感知錯(cuò)因獲得新知識(shí).其中有一類錯(cuò)誤原因,教師是可以事先預(yù)測(cè)的,教師有目的地設(shè)置情境,讓學(xué)生通過深入分析和辨別感知錯(cuò)誤原因,從而徹底消除學(xué)生的錯(cuò)誤.另一類錯(cuò)誤原因,教師事先不清楚,通過課堂教學(xué)過程、作業(yè)批改和學(xué)生訪談等途徑去發(fā)現(xiàn)的,如萬有引力提供向心力中線速度與軌道半徑關(guān)系.
高效課堂的一個(gè)重要標(biāo)志是教與學(xué)的思維保持高度的一致性.課堂教學(xué)中,教師的思維必須貼合學(xué)生的思維,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的思維習(xí)慣、困難與錯(cuò)誤,教師應(yīng)采取不同的教學(xué)策略.
3.2.1 依據(jù)思維路徑確定教學(xué)順序
學(xué)生的思維是有共性有規(guī)律的,對(duì)于新知識(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生的思維一般遵循從定性到定量,從具體到抽象,從現(xiàn)象到本質(zhì),從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從特殊到一般的認(rèn)知過程.教師應(yīng)該隨時(shí)捕捉學(xué)生的思維路徑,基于學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑開展教學(xué),根據(jù)學(xué)習(xí)狀態(tài)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和教學(xué)順序.這要求我們的教學(xué)設(shè)計(jì)要有充分的預(yù)設(shè),要有一定的靈活性.
3.2.2 根據(jù)思維難度搭建教學(xué)支架
學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑不可能總是順暢的,學(xué)生的思維在遇到障礙的時(shí)候需要得到一些支持.支架式教學(xué)是指教師依據(jù)學(xué)生的需求給予他們支持,在學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)幫助學(xué)生完成“伸手不能及”的學(xué)習(xí)任務(wù),當(dāng)他們的學(xué)習(xí)順利后及時(shí)撤走這種支持.支架式教學(xué)策略要求教師把教學(xué)定位在學(xué)生學(xué)習(xí)的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),教師的“教”只是為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)的“支架”,“幫助”“協(xié)助”而不是“代替”學(xué)生學(xué)習(xí),它的教學(xué)形式是把復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)加以分解,層次遞進(jìn).從呈現(xiàn)的內(nèi)容上看,支架式教學(xué)可分為理論支架與事實(shí)支架.
(1)理論支架
理論支架是在學(xué)生思維遇到障礙時(shí),教師通過語言或文字的形式向?qū)W生提供對(duì)思維起引導(dǎo)與鋪墊過渡作用的理論性協(xié)助.其中一種形式是問題引導(dǎo),問得好即教得好,見縫插針式的課堂提問是銜接學(xué)生思維斷點(diǎn)的有效手段,教師對(duì)課堂的預(yù)設(shè)不可能完全符合課堂教學(xué)的實(shí)際,如果學(xué)習(xí)臺(tái)階設(shè)置得過高則會(huì)引起學(xué)生思維的障礙,此時(shí)教師可以給學(xué)生搭建一些富有啟發(fā)性的問題支架協(xié)助學(xué)生的學(xué)習(xí).還有一種形式就是類比鋪墊,當(dāng)學(xué)生在新的學(xué)習(xí)情境中學(xué)習(xí)一種新的知識(shí)時(shí),一般都會(huì)有畏懼的心理,學(xué)習(xí)的難度自然會(huì)比較大.當(dāng)所學(xué)的內(nèi)容與已有的知識(shí)具有相似性的時(shí)候,教師可以給學(xué)生創(chuàng)設(shè)類比支架,運(yùn)用知識(shí)遷移的方法將陌生的情境轉(zhuǎn)化為熟悉的情境,使學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)得到有效的利用,從而降低新知識(shí)的接受臺(tái)階.
(2)事實(shí)支架
事實(shí)支架就是在學(xué)生思維遇到障礙時(shí),教師通過實(shí)驗(yàn)或視頻的形式向?qū)W生提供對(duì)思維起引導(dǎo)與鋪墊過渡作用的實(shí)踐性協(xié)助.
高中學(xué)生具備了一定的批判性思維能力,單純用理論推導(dǎo)得出的結(jié)論往往會(huì)受到學(xué)生的懷疑,特別是當(dāng)學(xué)生對(duì)這種結(jié)論所對(duì)應(yīng)的物理現(xiàn)象缺乏直觀體驗(yàn)的時(shí)候,學(xué)生對(duì)這個(gè)理論的接受程度會(huì)明顯下降,教師要讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中豐富與修正自己原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu).
3.2.3 利用思維定勢(shì)引發(fā)認(rèn)知沖突
不良的思維定勢(shì)對(duì)物理的學(xué)習(xí)起到消極的影響,我們可以通過思維定勢(shì)引發(fā)認(rèn)知沖突,學(xué)生對(duì)沖突的解決過程也就是自覺完善自身知識(shí)結(jié)構(gòu)的過程.使學(xué)生在認(rèn)知沖突中完善自己的思維結(jié)構(gòu),同時(shí)提升思維的嚴(yán)謹(jǐn)性.
知識(shí)的表征是指信息在大腦中記載和呈現(xiàn),也就是信息在大腦中建構(gòu)和再認(rèn).知識(shí)的表征方式一般可分為表象、命題、線性排序和圖式4種,同一知識(shí)可以用多種方式來表征,我們要引導(dǎo)學(xué)生選擇最佳的方式來表征知識(shí).
3.3.1 強(qiáng)化表象表征
表象源于感知,由于物理源于生活,又是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,幾乎所有的物理知識(shí)都有栩栩如生的生活背景,在教學(xué)中,要盡可能通過實(shí)驗(yàn)、視頻、圖片、動(dòng)畫和肢體語言等方式為學(xué)生提供感性素材.我們可以通過演示實(shí)驗(yàn),隨堂實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)生直接感受物理現(xiàn)象.有些物理現(xiàn)象不容易被觀察,甚至超出了人的感知能力,我們可借助于現(xiàn)代化的教學(xué)手段.
引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注關(guān)鍵特征.因?yàn)楸硐笤从诟兄獏s高于感知,表象比感覺、知覺更進(jìn)一步,表象具有概括性.教學(xué)活動(dòng)總是在一定的教學(xué)情景中展開.影響學(xué)生知覺選擇的因素很多,物理現(xiàn)象的關(guān)鍵特征不一定總會(huì)被學(xué)生感知到,人總是傾向于選擇性地注意出乎意料的、突如其來的活動(dòng)以及強(qiáng)烈的明暗對(duì)比,這就要求我們?cè)谡n堂教學(xué)中注意調(diào)控意外事件的發(fā)生,把握好課堂教學(xué)的氛圍,對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容要適當(dāng)增加聲音的強(qiáng)度和動(dòng)作的力度以引起學(xué)生的知覺.同時(shí),由于人腦中的表象只是一種概括的心理意象,一些重要的細(xì)節(jié)特征很容易被忽略掉,這也需要教師對(duì)學(xué)生作特別的引導(dǎo)才能引起知覺,比如物理圖像,一般人總是注意圖像的整體,往往不能區(qū)分x-t圖和v-t圖,也常?;煜駝?dòng)圖線和波動(dòng)圖線,所以教師在展示圖像的時(shí)候要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注圖像的縱坐標(biāo),這些細(xì)節(jié)特征雖然并不顯眼,但對(duì)理解圖像意義有重要意義,只有通過有意的引導(dǎo)與訓(xùn)練,學(xué)生才能建立正確的具有實(shí)際意義的表象.
3.3.2 優(yōu)化命題表征
當(dāng)操作任務(wù)比較復(fù)雜時(shí),人們偏向于采用命題來表征知識(shí),進(jìn)行命題的轉(zhuǎn)換,因?yàn)槊}能表征對(duì)象的含義及不同對(duì)象間關(guān)系的信息,且歸納、總結(jié)和概括比表象表征更強(qiáng).單個(gè)命題是陳述性知識(shí)的最小單元,同一主題的命題會(huì)發(fā)生相互聯(lián)系時(shí)構(gòu)成命題網(wǎng)絡(luò),它們都是推理和解決問題的基礎(chǔ).
優(yōu)化命題表征還要求選擇合適的表征對(duì)象.有些知識(shí)既可以用表象表征,又可以用命題表征,但有些知識(shí)只能用命題表征,命題表征特別適用于那些復(fù)雜的、富有抽象含義的物理知識(shí).
3.3.3 明確線性排序
線性排序是一種基于經(jīng)驗(yàn)積累的解決問題的操作流程或思維順序,優(yōu)秀的學(xué)習(xí)者大腦中一般儲(chǔ)存有大量的不同類型線性排序,所以這樣的學(xué)生在解決具體問題時(shí)非常的快速而又高效.物理學(xué)習(xí)的一個(gè)重要目標(biāo)是解決物理問題,線性排序直接指向問題的解決,良好的線性排序是學(xué)以致用的重要途徑,教師在教學(xué)中應(yīng)該明確學(xué)生大腦中需要具備哪些線性排序,然后通過不斷的強(qiáng)化訓(xùn)練內(nèi)化為學(xué)生大腦中的線性排序.
高中物理需要很多的線性排序,線性排序是一種程序性知識(shí),這些解決問題的流程與思維順序需要教師引導(dǎo)學(xué)生一題多解,一題多變,多題歸一才能習(xí)得.
3.3.4 利用圖式表征
在物理知識(shí)的綜合應(yīng)用階段,適合于應(yīng)用圖式表征.圖式是陳述性知識(shí)更為高級(jí)的單位,圖式是主體內(nèi)部的一種動(dòng)態(tài)的、可變的認(rèn)知結(jié)構(gòu),往往綜合了命題、表象及線性排序.它是學(xué)生對(duì)自己熟悉的類型、事件、文本或其他各種實(shí)體中命題、次序及知覺信息所作的綜合.
認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為圖式的形成過程是“發(fā)現(xiàn)不同實(shí)例的相似之處,對(duì)這些相似之處作出編碼表征,摒棄不同實(shí)例之間次要差異,最終在記憶中形成圖式”,在物理教學(xué)中,我們要向?qū)W生展示多個(gè)質(zhì)同形異的物理實(shí)例,學(xué)生才能形成穩(wěn)定的圖式,如變式訓(xùn)練就是有效途徑.
基于學(xué)生學(xué)習(xí)路徑教學(xué)目標(biāo)遵循課程標(biāo)準(zhǔn)、依據(jù)教學(xué)內(nèi)容,切合學(xué)生實(shí)際.教學(xué)活動(dòng)根據(jù)學(xué)生原有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)和思維過程確定學(xué)習(xí)路徑,依據(jù)學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng),根據(jù)學(xué)生活動(dòng)確定教師活動(dòng).根據(jù)知識(shí)類型選擇教學(xué)方法,根據(jù)思維層次選擇學(xué)習(xí)方式,根據(jù)學(xué)生、教師、學(xué)校實(shí)際選擇教學(xué)方式.對(duì)于不同物理課型設(shè)計(jì)不同的教學(xué)策略,如表1所示.
表1 基于學(xué)習(xí)路徑的各類物理課型教學(xué)策略
續(xù)表1
綜上所述,通過獲取和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑,了解學(xué)生原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)和思維的困惑點(diǎn),確定教學(xué)的起點(diǎn)和重難點(diǎn),讀懂學(xué)生的思維過程和特點(diǎn),并選擇合適的教學(xué)路徑,通過不同表征方式之間的相互轉(zhuǎn)化,引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑,使不同學(xué)習(xí)路徑的學(xué)生都能得到最優(yōu)發(fā)展.
參 考 文 獻(xiàn)
1 張春莉,劉怡.基于學(xué)生學(xué)習(xí)路徑分析的教學(xué)路徑研究.中小學(xué)教師培訓(xùn),2015(9):39~43
2 梁旭.認(rèn)知物理教學(xué)研究.杭州:浙江教育出版社,2011