生活經(jīng)驗(yàn)對高中生物理學(xué)習(xí)促進(jìn)作用的機(jī)制初探

劉崢嶸

摘 要：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論中，學(xué)生的先前經(jīng)驗(yàn)對于知識的建構(gòu)而言非常重要.這主要體現(xiàn)在兩個方面：一是生活經(jīng)驗(yàn)是物理概念或規(guī)律建立的必要元素，二是生活經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生建構(gòu)物理知識過程中的思維支撐點(diǎn).生活經(jīng)驗(yàn)之所以能夠促進(jìn)學(xué)生有效的建構(gòu)物理概念或者規(guī)律，其中的機(jī)制應(yīng)當(dāng)是這樣的：首先，豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，可以讓學(xué)生在建構(gòu)物理概念或者規(guī)律的時候，有著更多的自信;其次，有了生活經(jīng)驗(yàn)之后，學(xué)生再對生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提純，然后用物理語言來描述這些生活經(jīng)驗(yàn)，那么物理表述就有可能順利得到.

關(guān)鍵詞：高中物理;生活經(jīng)驗(yàn);知識建構(gòu)

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2021）03-0054-02

根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)生的先前經(jīng)驗(yàn)對于知識的建構(gòu)而言非常重要，而在其他的一些學(xué)習(xí)理論里，類似于先前經(jīng)驗(yàn)的說法還有“前概念”等等，這些學(xué)習(xí)理論都證實(shí)了經(jīng)驗(yàn)對于學(xué)習(xí)而言非常重要.在高中物理教學(xué)，很多高中物理教師也都知道生活經(jīng)驗(yàn)對于物理概念建立的重要性，但是對于其中的促進(jìn)機(jī)制卻缺乏研究.而在發(fā)現(xiàn)了這一問題之后，筆者進(jìn)行了積極的探究.現(xiàn)以“力的合成”為例，闡述筆者的探究結(jié)果.

一、生活經(jīng)驗(yàn)對于物理知識建構(gòu)而言不可或缺

建構(gòu)主義理論在描述學(xué)習(xí)的時候是這樣表述的：知識不是被動接受的，而是學(xué)生在一定的情境下，借助已有的生活經(jīng)驗(yàn)和知識，主動地建構(gòu)而獲得的.在這樣的表述當(dāng)中，創(chuàng)設(shè)問題情境是幫助學(xué)生建構(gòu)知識的必要途徑，而如何認(rèn)識“借助于已有的生活經(jīng)驗(yàn)”則是需要我們深刻思考的問題.通常認(rèn)為，生活經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生在生活中形成的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)由學(xué)生參與生活體驗(yàn)而獲得，對于物理知識的建構(gòu)而言不可或缺.這主要體現(xiàn)在兩個方面：

1.生活經(jīng)驗(yàn)是物理概念或規(guī)律建立的必要元素

力的合成這一知識在整個高中物理力學(xué)體系中處于基礎(chǔ)地位，從難度梯度上來看，并不算是一個難點(diǎn).但是如果從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度來看，其實(shí)學(xué)生在建構(gòu)這一知識的時候是有若干個障礙的：首先作為一個抽象的概念，不在同一直線上兩個力的合成，對于學(xué)生來說不像除了物理所學(xué)的在一條直線上的兩個力的合成那么簡單易懂.其次力的合成所遵循的平行四邊形法則，對于相當(dāng)一部分學(xué)生而言，都感覺“無法接受”（這是學(xué)生的原話，還有的學(xué)生強(qiáng)調(diào)“無法想象實(shí)際生活中兩個力的合力，與數(shù)學(xué)中的‘平行四邊形’有什么關(guān)系”）.相比較而言，前一個障礙可以用“等效”的思路去化解，比如在提同一個物體的時候，一個成年人用的力與兩個孩子用的力效果相同，那么這個成年人的力就可以視作是兩個孩子的力的合力;而后一個障礙的化解，只用“力是矢量”等抽象知識，是無法解釋的，只能借助于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn).2.生活經(jīng)驗(yàn)是學(xué)生建構(gòu)物理知識過程中的思維支撐點(diǎn)

高中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中，遇到比較抽象的問題時，常常會下意識的尋找一些事例去解釋所學(xué)習(xí)的抽象知識，這實(shí)際上就是抽象思維向形象思維的切換.而形象思維很大程度上源于生活經(jīng)驗(yàn)的積累，所以生活經(jīng)驗(yàn)常常成為學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜物理概念或者規(guī)律的思維支撐點(diǎn).

力的合成這一知識的學(xué)習(xí)中，上述第二個障礙實(shí)際上就是力的合成這一知識的抽象性引起的.那才借助于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)去突破這一障礙的時候，教師可以怎么做呢？一般還講有兩個途徑：一是看學(xué)生的生活中有沒有直接可以利用的素材;二是如果沒有直接可以利用的素材的話，那就要設(shè)計一些即時體驗(yàn)，以讓學(xué)生生成經(jīng)驗(yàn).

總是有一點(diǎn)可以肯定，那就是生活經(jīng)驗(yàn)對于學(xué)生建構(gòu)物理知識來說，確實(shí)不可或缺.

二、生活經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)物理知識機(jī)制探究

既然肯定了生活經(jīng)驗(yàn)的作用，那下一步的研究就是生活經(jīng)驗(yàn)在促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)物理知識的時候，遵循著什么樣的機(jī)制.

梳理學(xué)生的生活可以發(fā)現(xiàn)，直接與平行四邊形法則相關(guān)的生活經(jīng)驗(yàn)非常罕見.這個時候教師可以設(shè)計一些體驗(yàn)活動，以讓學(xué)生生成生活經(jīng)驗(yàn).筆者的做法是將課本上的實(shí)驗(yàn)，改造成兩步活動：

第一步，體驗(yàn)活動.將輕質(zhì)的小圓環(huán)掛在橡皮條的下端，用一個彈簧測力計將小圓環(huán)從自然伸長狀態(tài)拉到某一個位置，記下彈簧測力計的示數(shù)為F;再用兩個彈簧測力計互成一定的角度，重復(fù)上述步驟，兩個彈簧測力計的示數(shù)分別記作F1和F2.改變位置，得出幾組數(shù)據(jù).

這一步看起來是物理實(shí)驗(yàn)，但是由于在學(xué)生活動之前并不強(qiáng)調(diào)特殊的目的，只是讓學(xué)生去做，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn).這就拉長了學(xué)生的體驗(yàn)時間，同時學(xué)生在體驗(yàn)活動的過程中，又可以進(jìn)行自發(fā)的交流，交流的對象就是體驗(yàn)的過程與結(jié)果.從實(shí)踐角度來看，學(xué)生并沒有意識到自己所體驗(yàn)的是一個實(shí)驗(yàn)過程，更多的類似于一個體驗(yàn)活動.這對于經(jīng)驗(yàn)的形成與積累來說大有裨益.

第二步，猜想活動.觀察得到的若干組數(shù)據(jù)，在明確了“等效”思想的前提之下，讓學(xué)生猜想每組數(shù)據(jù)中的兩個彈簧測力計的示數(shù)與一個彈簧測力計示數(shù)之間的關(guān)系.如果不出意外，學(xué)生只盯住數(shù)據(jù)是看不出規(guī)律的，而這個時候總有少數(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較好的學(xué)生，會借助于數(shù)形結(jié)合的思想來解決問題.而只要注意到比例標(biāo)度的一致性，平行四邊形法則的雛形就會出現(xiàn).而在幾組數(shù)據(jù)中得到同一個結(jié)論時，這個結(jié)論就更容易上升為規(guī)律.

總結(jié)這樣的教學(xué)設(shè)計，可以認(rèn)為體驗(yàn)活動是一個生成與積累經(jīng)驗(yàn)的過程，猜想活動是一個運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)的過程.由于學(xué)生自己動手進(jìn)行活動、體驗(yàn)，自己動腦進(jìn)行猜想、驗(yàn)證，那么形成的平行四邊形規(guī)律認(rèn)識，就可以為平行四邊形法則的形成奠定一個重要的基礎(chǔ).

回過頭來再去理解建構(gòu)主義關(guān)于學(xué)習(xí)的一些表述，如建構(gòu)主義教學(xué)論是充分尊重學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，并以此為基礎(chǔ)讓學(xué)生根據(jù)自己的理解將新的知識內(nèi)化，不斷地使個人的知識體系枝繁葉茂;又如學(xué)習(xí)不單是知識由外到內(nèi)的轉(zhuǎn)移和傳遞，更是學(xué)習(xí)者主動地建構(gòu)自己的知識經(jīng)驗(yàn)的過程，即通過新經(jīng)驗(yàn)與原有知識經(jīng)驗(yàn)的相互作用，來充實(shí)、豐富和改造自己的知識經(jīng)驗(yàn)……就可以發(fā)現(xiàn)生活經(jīng)驗(yàn)之所以能夠促進(jìn)學(xué)生有效的建構(gòu)物理概念或者規(guī)律，其中的機(jī)制應(yīng)當(dāng)是這樣的.

首先，豐富的生活經(jīng)驗(yàn)，可以讓學(xué)生在建構(gòu)物理概念或者規(guī)律的時候，有著更多的自信——這是一個非常重要的前提，好多學(xué)生之所以建構(gòu)一個物理概念或者規(guī)律非常順利，不在于他們對自己所建立起來的概念或者規(guī)律非常相信.而如果忽視了學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，他們就會產(chǎn)生類似于上面所說的“無法接受”的情形.

其次，有了生活經(jīng)驗(yàn)之后，學(xué)生再對生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提純，然后用物理語言來描述這些生活經(jīng)驗(yàn)，那么物理表述就有可能順利得到.在上面所舉的力的合成的例子當(dāng)中，學(xué)生在體驗(yàn)和猜想的初步階段，是沒有發(fā)現(xiàn)平行四邊形的影子的;而在數(shù)形結(jié)合的思路之下，平行四邊形開始浮現(xiàn);在得到多組數(shù)據(jù)的證實(shí)之后，學(xué)生開始相信平行四邊形是描述互成角度二力合成的規(guī)律，這個時候?qū)W生就會初步形成“二力合成時，兩個分力相當(dāng)于平行四邊形的鄰邊，合力相當(dāng)于平行四邊形的對角線”這樣的初步認(rèn)識，這一認(rèn)識用物理語言加工之后，就可以變成平行四邊形法則.

三、高中物理學(xué)科為學(xué)生的有效知識建構(gòu)而教

在當(dāng)前的高中物理教學(xué)中，其實(shí)很多時候教學(xué)的困難都是源自于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)的缺乏.這個時候教師如果注意設(shè)計體驗(yàn)活動，讓學(xué)生生成經(jīng)驗(yàn)，那物理知識建構(gòu)的難度就會大大降低.基于上面對生活經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)物理知識機(jī)制的研究，可以發(fā)現(xiàn)，無論如何強(qiáng)調(diào)生活經(jīng)驗(yàn)的價值都不為過.因此在高中物理教學(xué)中，從生活現(xiàn)象引入新課教學(xué)、用生活經(jīng)驗(yàn)理解物理概念、用生活現(xiàn)象輔助理解物理規(guī)律、運(yùn)用物理知識解決生活實(shí)際問題等等，都應(yīng)當(dāng)是有價值的選擇.如果進(jìn)一步做到讓課堂演示實(shí)驗(yàn)、課堂體驗(yàn)活動的素材來自于生活，做到課堂練習(xí)素材源于生活的課堂教學(xué)設(shè)計，這樣就可以使高中物理教學(xué)中能夠聯(lián)系學(xué)生關(guān)注的生活世界、聯(lián)系學(xué)生現(xiàn)實(shí)的生活世界，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，激活學(xué)生思維，使學(xué)生愿學(xué)、樂于學(xué).

將上述認(rèn)識歸結(jié)為一句話，就是高中物理學(xué)科應(yīng)當(dāng)為了學(xué)生的有效建構(gòu)知識而教.而建構(gòu)知識中薄弱的一環(huán)就是生活經(jīng)驗(yàn)的缺乏，所以通過體驗(yàn)活動來幫學(xué)生積累生活經(jīng)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上深入理解生活經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生物理知識進(jìn)入了機(jī)制，顯得非常重要.

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