物理现象学习策略探析
物理知识学习与“物理现象”息息相关,本文所说的物理现象指的是生活中与物理相关的真实现象。从“物理现象”的特点来看,学生在学习过程中可以通过自己的多种感官对物理现象进行观察或是借助于实验室器材进行定性或定量测量。物理知识和规律都是为了解释物理现象而提出并获得发展的。“物理现象”是学生进行物理学习的基础,是进行理性分析必不可少的感性材料,必须学习和研究物理现象,积累足够多的感性材料,才能更好地理解物理规律背后的事实和规律的适用条件,并将规律用于解释更具普遍性、新的物理现象。
一.尊重学生对物理现象的学习前认识
学生在学习物理前在生活中会遇到许多与物理知识相关的“物理现象”,这些“物理现象”构成了学生物理学习不可缺少的“前概念”,即学生在物理知识和规律学习前大脑中并非一无所有,同时不同的学生的认知水平和视角也存在着差异,所以对相同现象的看法会存在差异,有些学习前认识是接近于物理规律的,有些则是与物理规律相背离的,总的来说,学生大脑中对“物理现象”在学习的认识通常是不够科学和准确的,“可以意会却难以言传”,这些认识容易对学生的正常学习造成思维混乱,更有甚者只是粗略地观察现象的外在表征,不明就里,往往得到的结论存在片面性。
例如,仅仅靠生活经验,分析生活中物理现象的表明,很多学生在物理知识学习前有如下几个错误的学习前认识。
①观察不同物体的下落快慢,错误地认为质量大的落下得更快;
②箱子在没有推力推的时候,保持静止,有力推则运动,错误地认为要想保持物体的运动状态,就得有力不断作用在物体上;
③足球被踢出后向前运动,错误地认为是因为足球受到了一个向前的力的作用;
④甲和乙两人拔河,甲获胜,错误地认为是甲拉乙的力大于乙拉甲的力;
⑤室外同一地点的冬天,我们摸铁比摸木头凉,错误地认为其原因是铁的温度比木头的低。
面对这些片面的物理学习前概念,首先我们要肯定学生观察的结果,然后应充分发挥物理实验的作用,通过控制变量引导学生对物理现象进行在观察,分析各个因素对物理现象的影响,排除干扰和非本质因素,帮助学生更清晰地认识物理现象,最终掌握物理现象内在的本质。
二.基于原有认知深度学习
物理教学的任务和目标在于将“浅显化”的物理现象上升为“规律化”的物理理论知识,这一过程必须让学生自主探究来实现,学生的学习前概念时基础,但是如果仅仅停留在现象的学习显然是不够的,我们应该引导学生对物理现象进行分析,从“浅显化”的物理现象中发现混乱和变化,从中探索一种有序的规律,实现现象与意义上的和谐统一,总结出结论并用来解释物理现象,实现对直接经验的超越。
在学习过程中,首先要重视学生对“物理现象”的积累,其次在积累的基础上要对资源进行归纳和抽象,实现从感性到理性的提升,在理论知识自然得到后,物理现象退到客体位置,用理论知识来进行物理现象的解释,同时作为辅助记忆理论知识的重要媒介,因此,从物理现象出发通过个体感受、类比、理解等一系列理性分析过程实现对知识的掌握和内化。
例如,笔者在初二和学生一起学习“密度”这个概念时,由于学生刚刚涉及,从求解上来看是用质量和体积的比值求解,但是概念却是:“密度与物质的质量和体积无关”,学生的理解总是有难度,什么原因,学生习惯于从数学公式和数学计算的角度对物理进行理解,缺乏对物理本质的理解,也就是理性思维的深度不够,怎么办?暂时先不要强塞给学生,让学生留有模糊,后来学生到了后面学习“电阻”时,会很自然地感觉到前面也学过这样一种比值定义法定义的概念,自然地再回头审视“密度”的概念,顿悟的同时理解的深度也加深了,同时也建立了一定的物理思维方式。
三.抓住物理现象的广延意义
习题教学是中学物理教学重要的课型,习题教学应重视“情境的创设”和“模型的建立”,问题情景是物理现象的广延意义,问题的解决离不开学生原有的知识和解题经验,学生问题的解决需要问题情景的支持,只有当问题情景与学生的经验相同时并略高于学生原有认知时,能够激发学生的探究欲望并有利于问题的顺利解决。
有时候学生在概念理解和物理解决过程中不一定会主动联系原有经验,无法构建有意义的物理情景和模型,这时候,我们教师可以借助于实验进行辅助教学,促进学生更好地理解概念。
例如,笔者在和学生一起学习“大气压”这节内容时,有几个学生问我这样一个题目:“把一个空的试管放在酒精灯上烤一会,然后倒过来插入水槽,会出现什么现象?”学生对问题的答案:“试管中水面会上升”不是很清楚,有一个学生认为,如果按照题目的情境去实践,有可能会因为热胀冷缩的原因,导致试管破裂;还有一个学生认为还会出现水蒸汽液化的现象,导致在试管壁上会出现小水珠。所以他们来找我了,问到底会出现什么现象?是不是答案的分析有问题。这是一个实验室可以解决的问题,所以我带这几个学生进入实验室,实验结果出现了两种结局。
现象1:试管并没有炸裂, 也没有出现小水珠,试管中水面上升,与参考答案相同。
现象2:将试管插入水槽时确实炸裂了。
那么,为什么会出现这样不同的现象呢?我和学生一起分析,从操作角度来看,出现现象1是因为对试管加热时间短,而现象2对试管加热时间长。
从中学物理教学的实际来看,教学过程兼有教师的预设和学生的动态生成,生成的问题和结论质量高低取决于教师的预设与学生原有认知的贴合度,基于学生的最近发展区进行导入和问题预设能够有效激发学生的学习兴趣,生成性资源更具探究价值,物理现象是物理学习的表面,存在着大量的非理性、非本质性的知识,不过也存在着与教学重点内容构成直接联系的重要知识和经验,在学生的生活世界里,有些物理现象学生的观察是无意识的,不过将其搬到课堂教学中来,会让学生有一种物理无处不在的真实感受,继而调动起内在的学习动机,积极地思考物理现象背后理性的、具有逻辑性的本质知识,并不断地积累学习经验,挖掘科学素养,发挥最大的学习潜能。

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