黃雪芳

摘? ?要：統(tǒng)覺過程是指在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引起學(xué)生的興趣與注意，從而形成新觀念的過程。以閉合電路歐姆定律教學(xué)為例，經(jīng)過統(tǒng)覺明了、聯(lián)合、系統(tǒng)、方法四個(gè)階段闡述物理課堂教學(xué)，做到前概念與新物理觀念相融合，理論和實(shí)際統(tǒng)整應(yīng)用。讓核心素養(yǎng)在統(tǒng)覺的過程中慢慢落實(shí)。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)覺理論;核心素養(yǎng);物理教學(xué);DIS實(shí)驗(yàn)

1? 統(tǒng)覺理論——教育心理學(xué)的理論基礎(chǔ)

教育必須以心理學(xué)為基礎(chǔ)。只有以心理學(xué)為基礎(chǔ)，教師才能了解學(xué)生，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，按照學(xué)生的天性進(jìn)行教育。

1.1? 統(tǒng)覺觀念

萊布尼茲提出統(tǒng)覺觀念，認(rèn)為統(tǒng)覺是理解思考已有認(rèn)知自發(fā)地完成更高的思維活動(dòng)的過程?？档抡J(rèn)為，統(tǒng)覺是基于外界經(jīng)驗(yàn)賦予的一種理智的心理活動(dòng)。赫爾巴特在康德的基礎(chǔ)上提出興趣理論。赫爾巴特認(rèn)為統(tǒng)覺是人腦感知當(dāng)前情境內(nèi)容與已有的經(jīng)驗(yàn)觀念、積極興趣相互作用的，舊的感知覺內(nèi)容吸收新的感知覺內(nèi)容進(jìn)行同化，形成相互聯(lián)系的“統(tǒng)覺團(tuán)”。任何經(jīng)驗(yàn)和觀念的獲得都是統(tǒng)覺的結(jié)果[ 1 ]。

1.2? 統(tǒng)覺條件

統(tǒng)覺條件主要就是理性興趣。根據(jù)赫爾巴特的觀點(diǎn)，興趣是指思維的積極活動(dòng)狀態(tài)，是注意的集中警覺狀態(tài)，因此，興趣是統(tǒng)覺活動(dòng)得以順利進(jìn)行的前提。當(dāng)舊觀念活動(dòng)對(duì)新觀念的特性產(chǎn)生積極興趣時(shí)，思維就會(huì)處于高度的活躍狀態(tài)，注意力就會(huì)高度集中，更易喚起對(duì)前概念的回憶，并與新概念相融合。

1.3? 統(tǒng)覺過程

依據(jù)赫爾巴特的統(tǒng)覺理論，教學(xué)應(yīng)該把新知識(shí)與學(xué)生原有的舊知識(shí)結(jié)合在一起，通過“統(tǒng)覺”把新知識(shí)同化，與舊知識(shí)相融合，完成知識(shí)構(gòu)建，為學(xué)生所理解。

統(tǒng)覺過程是指在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引起學(xué)生的興趣與注意，從而形成新觀念的過程。因而教師首先必須弄清楚所教的知識(shí)與學(xué)生原有知識(shí)之間的聯(lián)系，然后才能使學(xué)生進(jìn)一步獲得新的知識(shí)[ 2 ] 。當(dāng)新的刺激發(fā)生作用時(shí)，如果刺激的強(qiáng)度足夠大，就會(huì)引起注意，進(jìn)而與舊的知識(shí)相結(jié)合，從而獲得新知識(shí)。

統(tǒng)覺過程包括四個(gè)階段，即：①明了階段：這一階段的主要任務(wù)是使學(xué)生對(duì)前概念有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，為新舊知識(shí)、新舊概念的結(jié)合作準(zhǔn)備，此階段通過實(shí)驗(yàn)、奇特現(xiàn)象等引起學(xué)生的注意;②聯(lián)合階段：“聯(lián)合”的作用就在于通過統(tǒng)覺使新舊知識(shí)、新舊概念融合形成知識(shí)的整體，新奇的物理現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生原有知識(shí)的活動(dòng)，新舊知識(shí)將要融合的過程中，對(duì)形成新的知識(shí)的興趣表現(xiàn)出期待;③系統(tǒng)探索階段：學(xué)生興趣轉(zhuǎn)向探索新的知識(shí)的目標(biāo)選擇，在經(jīng)過聯(lián)合的階段后，知識(shí)、概念在更大的范圍內(nèi)擴(kuò)展，形成系統(tǒng)觀念;④方法階段：探索的付諸于行動(dòng)，并對(duì)新的知識(shí)的應(yīng)用。學(xué)生應(yīng)通過實(shí)際的適當(dāng)?shù)木毩?xí)，以檢驗(yàn)是否正確理解了所學(xué)知識(shí)、概念，能否在各種關(guān)系中識(shí)別、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，做到學(xué)以致用。

2? 核心素養(yǎng)——課程理念的統(tǒng)覺觀

物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理核心素養(yǎng)的要素，是物理學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)。普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）指出：“引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷物理概念的建構(gòu)過程和物理規(guī)律的形成過程，是發(fā)展科學(xué)思維的重要途徑。[ 3 ] ”只有不斷地追溯概念規(guī)律的形成過程才能慢慢領(lǐng)悟物理思想方法，逐步形成知識(shí)體系，形成終身發(fā)展的觀念。

物理概念的教學(xué)是基于實(shí)驗(yàn)、觀察、邏輯分析，概括物質(zhì)運(yùn)動(dòng)共同的相互的本質(zhì)特征和規(guī)律。物理概念是客觀的物理規(guī)律在人腦中的反映，是學(xué)生進(jìn)行簡約、概括的物理思維的基礎(chǔ)。物理學(xué)原理、規(guī)律、定律、定理都是基于物理概念的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，而物理學(xué)原理、規(guī)律、定律、定理會(huì)反過來加深對(duì)概念的進(jìn)一步理解。物理概念的生成、規(guī)律的形成是辯證、抽象的過程，不能一蹴而就。

物理教學(xué)應(yīng)該包含明了、聯(lián)合、系統(tǒng)、方法四個(gè)過程。通過生產(chǎn)、生活、實(shí)驗(yàn)真實(shí)情境或話題引發(fā)學(xué)生興趣。聯(lián)合學(xué)生前概念形成新的物理觀念。創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)物理觀念和規(guī)律的本真模型，引導(dǎo)學(xué)生基于理論證據(jù)或?qū)嶒?yàn)證據(jù)進(jìn)行科學(xué)推理。針對(duì)不同的觀點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)疑、批判、檢驗(yàn)、修正，從而形成解決問題的一般方法。體會(huì)科學(xué)思維的魅力，提升科學(xué)探究的好奇心。

3? 基于統(tǒng)覺理論的物理核心素養(yǎng)落實(shí)

教師可以利用統(tǒng)覺理論，選擇學(xué)生生活中已有的經(jīng)驗(yàn)或前概念，激發(fā)學(xué)生的興趣，通過明了、聯(lián)合、系統(tǒng)、方法等過程構(gòu)建物理概念，形成物理規(guī)律。下面以魯科版2020年7月第1版必修三第4章第1節(jié)“閉合電路歐姆定律教學(xué)”為例，拋磚引玉。

3.1? 明了——提出問題，引起學(xué)生興趣

引起學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力，是落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)第一步。學(xué)生課堂開始的情緒導(dǎo)向，將影響整個(gè)課堂效果。

如圖1所示，用新電池，讓學(xué)生根據(jù)初中知識(shí)判斷將開關(guān)逐個(gè)閉合燈泡亮度變化情況，答案“變暗”“不變”“猶豫”占比相當(dāng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與初中預(yù)想差不多，說明學(xué)生對(duì)前概念還是有比較清楚的認(rèn)識(shí)。將電源換一組電池，再演示，隨著開關(guān)逐個(gè)閉合，燈泡亮度變暗。

3.2? 聯(lián)合——矛盾沖突，形成新知期待

教學(xué)應(yīng)當(dāng)從情境興趣出發(fā)，當(dāng)情境興趣碰到不同于自己所思所想的信息時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生差異沖突就會(huì)引起心理失衡，為消除這種心理失衡就會(huì)想著探索新的信息。[ 4 ]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與學(xué)生前概念產(chǎn)生沖突，形成反差對(duì)比，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的欲望，新電池組實(shí)驗(yàn)與初中所學(xué)基本一致，舊電池組實(shí)驗(yàn)會(huì)有很明顯的差別。對(duì)比電路結(jié)構(gòu)，分析問題存在，歸因電池導(dǎo)致。 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全電路結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，用電器、外電路、外電阻、外電壓（路端電壓），電源、內(nèi)電路、內(nèi)電阻、內(nèi)電壓。內(nèi)電阻與外電阻程串聯(lián)關(guān)系，那么內(nèi)外電壓有什么關(guān)系。從整體的視角引導(dǎo)學(xué)生清晰認(rèn)識(shí)電路，促進(jìn)學(xué)生形成全電路物理觀念。

3.3? 系統(tǒng)——學(xué)科統(tǒng)整，實(shí)驗(yàn)探究

學(xué)科統(tǒng)整說裝置，如圖2，原電池，槽內(nèi)裝比重1.26 g/cm3稀硫酸，電源正（銅）負(fù)極（鋅）與稀硫酸組成的系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，方程式為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，銅板附著氣泡為氫氣，化學(xué)反應(yīng)釋放能量轉(zhuǎn)化為電能;正負(fù)極與電流表、電阻箱串聯(lián)形成閉合回路V3接在正負(fù)極兩端，測(cè)量外電阻的電壓;與正負(fù)極相鄰的有兩根探針與V4相連。電源里面是電解質(zhì)，也是導(dǎo)體，也有相應(yīng)的電阻為內(nèi)電阻，兩探針之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，電壓表測(cè)量對(duì)應(yīng)的內(nèi)電壓。

實(shí)驗(yàn)探究找證據(jù)，外電阻變化，引起外電壓變化，而這個(gè)變化是不是跟內(nèi)電壓有關(guān)，外電壓減少，內(nèi)電壓是否會(huì)增加。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備講素養(yǎng)：電源配制溶液，取量96.15 mL濃硫酸稀釋至400 mL。電源使用前充電，新電池恒流充電電流100 mA，充電60 h，電壓可達(dá)2.1 V;舊電池，極板用清水清洗后充電36 h可用。數(shù)學(xué)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（DIS），電腦軟件安裝，配備硬件實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集器，電壓傳感器2個(gè)、電流傳感器1個(gè)，其它電阻箱1個(gè)，開關(guān)1個(gè)。

實(shí)驗(yàn)探索收證據(jù)：實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行DIS信息數(shù)據(jù)收集，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用工具進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，進(jìn)行反思性思維，培養(yǎng)學(xué)生必備品格和關(guān)鍵能力。如2圖，V3測(cè)的電阻兩端的電壓（即外電壓），V4接在兩跟探棒之間，測(cè)量的是內(nèi)電壓。連接電路后，通道2連接電流傳感器，通道3和4連接電壓傳感器分別測(cè)量內(nèi)電壓U4和外電壓U3。使電阻箱電阻逐漸增加，采集相應(yīng)數(shù)據(jù)如表1。

從采集數(shù)據(jù)分析可知，隨著外電阻增大，外電壓增大，內(nèi)電壓減小，內(nèi)外電壓基本保持不變。

3.4? 方法——科學(xué)思維，類比分析

在靜電場(chǎng)中，只有電場(chǎng)力做功的情況下，電場(chǎng)力做正功，動(dòng)能Ek增加，電勢(shì)能EP減少，總能量E=Ek+EP不變。類比靜電場(chǎng)中電勢(shì)能跟動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，但總和保持恒定，由外電壓跟內(nèi)電壓之和是一個(gè)常數(shù)，即E=U3+U4，引入電動(dòng)勢(shì)的概念，這樣學(xué)生就不會(huì)感覺突然。在比如電場(chǎng)強(qiáng)度的概念等都是常數(shù)定義法引出的。最后在從能量的角度加以解釋，自然地引出：“電源電動(dòng)勢(shì)，電源沒有接入用電器時(shí)電源兩端的電壓”，“電源電動(dòng)勢(shì)，近似等于電壓表直接接到電源兩端時(shí)的電壓”。呼應(yīng)引入實(shí)驗(yàn)的感性興趣，發(fā)展學(xué)生理性興趣。讓學(xué)生應(yīng)用辯證聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題，理解全電路與部分電路的關(guān)系，真正理解閉合電路歐姆定律。普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）側(cè)重于理解閉合電路歐姆定律，從學(xué)習(xí)進(jìn)階的角度單純理解電動(dòng)勢(shì)有很大難度，在處理閉合電路歐姆定律的時(shí)候輕概念教學(xué)是合理的。

總之，統(tǒng)覺看作是由當(dāng)前物理現(xiàn)象所引起的心理活動(dòng)和過去知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，從而提高意識(shí)緊張度、清晰度的心理作用，激發(fā)學(xué)生理性興趣。做到舊觀念和新觀念相互融合，理論和實(shí)際統(tǒng)整應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生承認(rèn)矛盾，分析矛盾，解決矛盾，注重過程發(fā)展，讓核心素養(yǎng)在統(tǒng)覺的過程中慢慢落實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 赫爾巴特.普通教育學(xué)[M].北京： 人民教育出版社， 2019：111.

[2] 易忠兵.基于統(tǒng)覺理論的抽象概念激趣[J].中學(xué)物理，2008 （11） .

[3] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京： 人民教育出版社， 2018.

[4] 鐘啟泉.教學(xué)心理學(xué)十講[M].上海： 華東師范大學(xué)出版社， 2020：49.