基于“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)”培養(yǎng)物理學(xué)科能力的實(shí)施策略
——以初中物理“壓強(qiáng)”一課為例

黃冠

(蘇州市吳江區(qū)盛澤第二中學(xué) 江蘇 蘇州 215228)

隨著課改不斷深化，越來(lái)越多的教師認(rèn)識(shí)到：在教學(xué)過(guò)程中不但要關(guān)注學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的提高，更需關(guān)注學(xué)生學(xué)科能力的提升．所謂物理學(xué)科能力，是指學(xué)生順利進(jìn)行物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)活動(dòng)和問(wèn)題解決活動(dòng)所必需的、穩(wěn)定的心理調(diào)節(jié)機(jī)制，是學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、探究能力和創(chuàng)新精神的統(tǒng)一體[1]．由其定義可知，學(xué)科能力的培養(yǎng)是以學(xué)科課程為載體的，需要教師精心設(shè)計(jì)課堂，在合理的學(xué)習(xí)活動(dòng)中完成發(fā)展學(xué)生學(xué)科能力的目標(biāo)．

“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”模式是庫(kù)伯在總結(jié)了杜威、勒溫、皮亞杰等學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，提出的一種學(xué)習(xí)方式，他將經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)模式描述為4個(gè)階段：具體經(jīng)驗(yàn)、反思觀察、抽象概念、積極實(shí)踐，學(xué)習(xí)者在這4個(gè)階段中往復(fù)循環(huán)，產(chǎn)生不斷上升的學(xué)習(xí)螺旋[2]．學(xué)習(xí)者可以根據(jù)實(shí)際情況，從經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)圈的任一環(huán)節(jié)開(kāi)始，并在這4個(gè)環(huán)中適當(dāng)穿插分享和討論的環(huán)節(jié)，最終完成對(duì)經(jīng)驗(yàn)的改造和提升．經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者與環(huán)境、自我和他人之間的對(duì)話，從認(rèn)知發(fā)展的維度來(lái)看，初中階段的學(xué)生已經(jīng)可以展開(kāi)有一定學(xué)術(shù)意義上的對(duì)話，但據(jù)資料顯示，目前“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)”理論更多是用于成人教育，在初中物理教學(xué)中運(yùn)用得并不廣泛．為改進(jìn)教學(xué)行為，更好地發(fā)揮課堂教學(xué)的作用，筆者將“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”模式運(yùn)用到初中物理教學(xué)實(shí)踐中，取得了較好的教學(xué)效果．

下面筆者就結(jié)合具體課例——“壓強(qiáng)”(蘇科版物理教材，八年級(jí)下冊(cè)，第十章第一節(jié))，談一談自己的做法和思考．

1 活動(dòng)體驗(yàn)：通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境豐富具體經(jīng)驗(yàn)

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)始于學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，如果學(xué)生缺乏與本課所學(xué)知識(shí)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，教師可以創(chuàng)設(shè)適合的物理情境，并通過(guò)活動(dòng)的形式促進(jìn)學(xué)生和環(huán)境的互動(dòng)，幫助學(xué)生獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)．

例如：在“壓強(qiáng)”教學(xué)開(kāi)始時(shí)，筆者拿出幾個(gè)一次性紙杯問(wèn)學(xué)生，想要讓人站在一次性紙杯上，并且不將紙杯壓扁，大家覺(jué)得需要幾個(gè)杯子？由于學(xué)生基本都沒(méi)有這方面的體驗(yàn)，所以回答什么答案的都有，接著筆者請(qǐng)了兩位體形相差明顯的學(xué)生(一位大男生，一位小女生)來(lái)演示，先將一個(gè)紙杯倒扣在地面上，請(qǐng)他們將一只腳輕輕地踩在紙杯上，然后緩緩抬起另一只腳，請(qǐng)學(xué)生們一起觀察紙杯的形變情況，再逐漸增加紙杯的數(shù)量(將紙杯并列排放而不是疊加放置)，重復(fù)上述活動(dòng)，直到人踩上去后紙杯基本不形變?yōu)橹梗?/p>

羅杰斯認(rèn)為：將學(xué)習(xí)與學(xué)生的愿望和興趣有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，才是有意義的學(xué)習(xí)．創(chuàng)設(shè)情境的目的在于幫助學(xué)生獲得相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和需要，并能幫助學(xué)生更好地理解后面所學(xué)的內(nèi)容．本節(jié)課一開(kāi)始的活動(dòng)操作簡(jiǎn)單、有趣，讓學(xué)生很直觀地感受到了壓力及作用效果，為后續(xù)引出“壓力”“探究壓力的作用效果”以及“壓強(qiáng)”做了鋪墊．從課堂教學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，針對(duì)同一個(gè)課題，情境的創(chuàng)設(shè)可以是多樣的，但一定要把握“時(shí)間緊湊”和“緊扣課題”這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，并盡可能地讓所創(chuàng)設(shè)的情境作為一條主線將本課內(nèi)容串連起來(lái)，這樣會(huì)讓學(xué)習(xí)的過(guò)程更加流暢．

2 探索進(jìn)階：通過(guò)反思?xì)w納發(fā)展高階思維

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)關(guān)注對(duì)具體經(jīng)驗(yàn)的反思和總結(jié)．在剛才的活動(dòng)中，當(dāng)學(xué)生踩在一個(gè)紙杯上的時(shí)候，紙杯會(huì)被壓扁，根據(jù)之前所學(xué)的知識(shí)，學(xué)生很容易想到“力可以使物體發(fā)生形變”，并能說(shuō)出使紙杯發(fā)生形變的力叫壓力．此時(shí)教師可以讓學(xué)生用力的示意圖畫出紙杯所受力的方向和作用點(diǎn)，并展示幾個(gè)學(xué)生所畫的示意圖與大家進(jìn)行分享和交流，接著教師再讓學(xué)生試著畫出物體壓在豎直接觸面上和斜面上時(shí)接觸面所受壓力的示意圖，請(qǐng)學(xué)生們相互交流并根據(jù)圖像總結(jié)出這種力的特點(diǎn)，達(dá)成“壓力”概念的建構(gòu)．

庫(kù)伯認(rèn)為：如果沒(méi)有反思，學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)往往只是停留在原來(lái)的水平上，很難提升，這種反思應(yīng)包含對(duì)他人經(jīng)驗(yàn)的反思和對(duì)自我經(jīng)驗(yàn)的反思．因?yàn)閷W(xué)生在之前的學(xué)習(xí)、生活中對(duì)“壓力”有一定認(rèn)知，所以本環(huán)節(jié)中，教師并未直接告訴學(xué)生“壓力”的相關(guān)知識(shí)，而是通過(guò)作圖、觀察、對(duì)比、交流、反思、總結(jié)等手段，在幫助學(xué)生完善原有經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力．

3 摸索自悟：通過(guò)探究思辨培養(yǎng)物理觀念

“探究影響壓力作用效果的因素”和“壓強(qiáng)”是本節(jié)內(nèi)容的重難點(diǎn)，從“經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)”模式的4個(gè)階段來(lái)看，本環(huán)節(jié)的教學(xué)是在學(xué)生理解了“壓力”的概念后，引發(fā)的新一輪的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)．

首先，教師回顧一開(kāi)始的活動(dòng)中看到的種種現(xiàn)象：一是同一個(gè)人踩在不同個(gè)數(shù)的紙杯上，紙杯的形變程度不同；二是不同的人踩在相同個(gè)數(shù)的紙杯上形變程度也不同．然后，根據(jù)這種現(xiàn)象提出新的問(wèn)題：壓力的效果可能與哪些因素有關(guān)呢？根據(jù)學(xué)生提出的猜想，組織學(xué)生討論相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，在交流的過(guò)程中主要解決這樣幾個(gè)問(wèn)題：在探究過(guò)程中應(yīng)采用什么科學(xué)方法？如何比較壓力的作用效果？在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇怎樣的受壓物體？如何改變壓力的大?。咳绾胃淖兪芰γ娣e的大??？解決了這幾個(gè)問(wèn)題之后，學(xué)生開(kāi)始進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)并收集證據(jù)，交流自己得出的結(jié)論，在討論互動(dòng)的過(guò)程中逐步完善實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)：我們可以用“相同壓力比較受力面積大小”和“相同受力面積比較壓力大小”的辦法來(lái)比較壓力的作用效果，但對(duì)于同一受壓面而言，在壓力大小和受力面積大小都不一樣的情況下，該如何比較壓力的作用效果呢？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，教師可以給學(xué)生兩組數(shù)據(jù)，并回顧“速度”和“密度”概念的建構(gòu)過(guò)程，讓學(xué)生將比值法的運(yùn)用遷移到本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，通過(guò)具體的計(jì)算、分析和對(duì)比，逐步完成對(duì)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的提升和改造．在建構(gòu)“壓強(qiáng)”概念的教學(xué)過(guò)程中，筆者往往還會(huì)加入一個(gè)思辨的過(guò)程：比較壓力的作用效果時(shí)，是不是一定要用“壓力”比“受力面積”？用“受力面積”比“壓力”行不行？在學(xué)生經(jīng)過(guò)計(jì)算、分析和交流后可以發(fā)現(xiàn)：兩種方法都可以用于比較壓力的作用效果，當(dāng)受壓面相同時(shí)，如果運(yùn)用第一種方法進(jìn)行比較，比值越大說(shuō)明壓力的作用效果越明顯；如果運(yùn)用第二種方法進(jìn)行比較，比值越小說(shuō)明壓力的作用效果越明顯，這與一般情況下人們的認(rèn)知邏輯不符，所以科學(xué)家們選擇了用第一種方法來(lái)定義壓強(qiáng)的概念，這也是今天我們看到的壓強(qiáng)的定義．

在運(yùn)用“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)環(huán)”模式完成本環(huán)節(jié)的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)觀察和體驗(yàn)獲得直接經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)改造經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)反思和歸納將經(jīng)驗(yàn)內(nèi)化，通過(guò)交流和實(shí)踐將經(jīng)驗(yàn)外化．同時(shí)，在這個(gè)過(guò)程中，我們關(guān)注的不僅是知識(shí)的獲得，還有能力和態(tài)度的培養(yǎng)：運(yùn)用比值法定義壓強(qiáng)的概念需要知識(shí)遷移的能力，思辨的過(guò)程需要質(zhì)疑的思維品質(zhì)，交流和討論則需要積極參與和樂(lè)于表達(dá)的學(xué)習(xí)態(tài)度．

4 學(xué)以致用：通過(guò)積極實(shí)踐促進(jìn)內(nèi)化遷移

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者在新情境中運(yùn)用內(nèi)化的經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移．就本課內(nèi)容而言，“壓強(qiáng)”知識(shí)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

(1)運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算；

(2)掌握生活中增大、減小壓強(qiáng)的方法并能解釋相關(guān)現(xiàn)象．

根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況和教參的建議，如果在本課內(nèi)容第一課時(shí)的教學(xué)過(guò)程中，無(wú)法將這兩個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)同時(shí)完成的話，可以選擇先完成其中的一個(gè)，并給學(xué)生布置一個(gè)“估測(cè)中學(xué)生正常站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)”或“估測(cè)一杯水對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)”的任務(wù)，留待學(xué)生課后完成，將學(xué)習(xí)延伸到課堂之外．

實(shí)踐的過(guò)程是一個(gè)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)、鞏固經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程，也是一個(gè)檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)是否真正有用的過(guò)程．在這個(gè)階段的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將抽象概括獲得的間接經(jīng)驗(yàn)通過(guò)實(shí)踐的方式外化，并將間接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為自己的具體經(jīng)驗(yàn)，成為進(jìn)一步學(xué)習(xí)的起點(diǎn)．

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)是指為了獲得并提升直接經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生在教師指導(dǎo)下，通過(guò)具體活動(dòng)，改造自身經(jīng)驗(yàn)并建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程[2]．經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)中的對(duì)話，這種對(duì)話的過(guò)程有助于學(xué)生物理學(xué)科能力和情感態(tài)度的培養(yǎng)，教師應(yīng)該在這個(gè)過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)出自己的聲音．從上述課例可以看出，經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)在教學(xué)中的運(yùn)用并不是一個(gè)完全固定的模式，教師可以根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況的需要，適當(dāng)穿插和加入一些認(rèn)為必要的環(huán)節(jié)，而每個(gè)階段的學(xué)習(xí)都可以培養(yǎng)學(xué)生不同方面的能力，相信在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)過(guò)程之后，一定有助于學(xué)生物理學(xué)科能力的提高．