動態(tài)信息加工模型下的自主科學(xué)探究培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)

摘? ?要：知識與實踐的雙向融合是形成物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，素養(yǎng)是在理論指導(dǎo)實踐、實踐創(chuàng)新理論的過程中螺旋上升。模塊化的科學(xué)探究設(shè)計要求學(xué)生自主經(jīng)歷探究的全過程，學(xué)生提出與生產(chǎn)生活實際相聯(lián)系的探究主題，在完成項目的過程中隨時進行輸入、編碼、記憶、輸出，隨學(xué)隨用，動態(tài)建構(gòu)，即時檢驗，通過探究自主構(gòu)建出熟練操作實驗的程序性知識及描述實驗問題、假設(shè)、原理、方案、步驟、數(shù)據(jù)、模型、結(jié)論、誤差等的陳述性知識，最后以書面研究報告的形式將記憶表征外顯化，由此構(gòu)建物理觀念、形成科學(xué)思維、感悟科學(xué)家作研究的態(tài)度與精神，形成具有專業(yè)特征的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);信息加工;探究實驗;長時記憶

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）11-0001-5

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力[1]?？茖W(xué)探究是物理核心素養(yǎng)的一個組成部分，也是一項學(xué)習(xí)活動，通過有效的科學(xué)探究活動能夠讓學(xué)生在探究過程中建構(gòu)物理知識、形成物理思維、認識科學(xué)本質(zhì)，并形成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，科學(xué)素養(yǎng)在探究活動中動態(tài)提升。但應(yīng)該認識到科學(xué)探究不是按照課程標準中的幾個步驟的八股式探究，認識到解決同一個問題的方法不是唯一的，而是多種多樣的，任何科學(xué)知識都不是一成不變的，而是基于證據(jù)發(fā)生變化的，知識系統(tǒng)是在實踐中不斷完善的。

物理核心素養(yǎng)最關(guān)鍵的是物理觀念的形成。物理觀念的學(xué)習(xí)目的是為了學(xué)習(xí)者能夠用相關(guān)知識去解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題。物理觀念總體而言是一種物理的自然觀，是在物理知識基礎(chǔ)上的提煉和升華[2]。因此，物理觀念的形成需要將知識學(xué)習(xí)、解決問題、具體實踐進行有機的整合統(tǒng)一。對于物理學(xué)科來說，物理探究實驗是一個非常好的學(xué)習(xí)方式。實驗過程是一個不斷利用物理知識解決實際問題的過程，實驗的每一步都是基于物理科學(xué)原理的操作，需要經(jīng)歷提取記憶、操作感知、編碼存儲、提取應(yīng)用的動態(tài)循環(huán)過程。

1? ? 動態(tài)信息加工模型

當代認知心理學(xué)把人看作是一個積極的、具有主觀能動性的信息加工者。人的信息加工過程類似電腦的工作，需要將輸入的信息編碼為電腦操作系統(tǒng)能夠識別的符號（二進制），電腦操作系統(tǒng)再經(jīng)過符號指令集對輸入信息進行編碼、存儲、輸出。符號是泛指代表、表示或意指他物的一切東西。這里的符號既可以是書籍中的符號，如教材中的文字、字母、圖示等;也可以是人腦中抽象的符號，如言語、表象等。符號操作系統(tǒng)把人類所具有的觀念、能力以及腦內(nèi)加工的過程看作是一系列符號及其運作的事件。

基于信息加工模型的符號操作系統(tǒng)具有以下六種功能：（1）輸入符號（輸入）。人能夠通過眼睛看、耳朵聽、手觸摸或手寫字來輸入符號。（2）存儲符號（儲藏）。人類把輸入的信息保存在頭腦中（記憶系統(tǒng)）。（3）建立符號結(jié)構(gòu)。人類通過自己所接收到的信息對符號進行不同的組合，得出新的關(guān)系，整合成新的符號系統(tǒng)。（4）條件性遷移（條件傳遞）。條件性遷移是指某個物理符號系統(tǒng)根據(jù)原來存儲的信息和當前輸入的信息而進行整合的一系列活動，它依賴于已經(jīng)掌握的符號系統(tǒng)。條件性遷移的假設(shè)是：如果滿足了某種條件，即如果有了條件A就去執(zhí)行活動B。計算機完全按照這個程序指令一步一步完成條件性遷移。這也就像人類的心智活動的操作任務(wù)。（5）復(fù)制符號（復(fù)制）。認出符號并能把它原封不動地復(fù)制出來，存儲到某個地方。（6）輸出符號（輸出）。輸出時把運算、控制、存儲裝置中的運送結(jié)果或信息、符號顯示出來或者記錄下來的過程。人說話、寫字、走路等動作都是輸出[3]。

但人與電腦信息加工系統(tǒng)也是不同的，電腦接收信息是被動接受，而人的信息加工系統(tǒng)可以控制主動接收信息。當人們解決自己感興趣的問題時，發(fā)現(xiàn)長時記憶中的知識無法滿足解決問題的需求時就會進行執(zhí)行控制，要求主動輸入新信息（知識），再進行編碼記憶，與原有認知產(chǎn)生同化或順應(yīng)，在學(xué)習(xí)動機驅(qū)使下大腦控制系統(tǒng)會不斷進行加工，判斷解決問題的知識是否滿足，不滿足該如何再進行輸入、編碼、記憶、輸出，周而復(fù)始，直至最終問題得到解決并以各種形式輸出。這樣的動態(tài)信息加工過程是知識的主動建構(gòu)過程。當然，如果沒有解決問題的興趣和動機，即使有輸入信息，大腦也會拒絕編碼記憶。

2? ? 實驗探究過程中的動態(tài)編碼記憶

2.1? ? 實驗的感知輸入

語義記憶是指一般知識的長時記憶，是人們不知什么時候就已獲得的知識;情景記憶是指保存了個人經(jīng)歷或者情節(jié)的長時記憶[4]。中學(xué)生的認知中已經(jīng)存儲了一定量的物理語義記憶和情景記憶。學(xué)生在做實驗的過程中情景和語義同時輸入：操作真實儀器屬于情景輸入，與實驗相關(guān)的原理屬于語義輸入。兩種輸入并行有利于編碼存儲形成進一步的語義記憶和情景記憶。

2.1.1? ? 情景輸入與情景記憶

學(xué)習(xí)動機是主動意義建構(gòu)知識的前提，實驗的最大特征就是輸入真實情景，讓學(xué)生親自操作。一方面激發(fā)學(xué)習(xí)動機，另一方面可以訓(xùn)練感覺、培養(yǎng)直覺、發(fā)展創(chuàng)造力。

學(xué)生站在實驗臺前映入眼簾的是儀器，這些儀器也許有的是已經(jīng)熟悉的情景記憶，如學(xué)生電源、電流表、電壓表、變阻器等。但有的卻是第一次見到，如變壓器、真空泵、發(fā)波水槽、傳感器等，需要補充到長時記憶中。

感知實踐包括感知實驗的挫敗感。目前，中學(xué)物理實驗儀器瑣碎，質(zhì)量良莠不齊，元件容易損耗，設(shè)備也容易出故障。如一些電學(xué)實驗按照線路圖連接電路時發(fā)現(xiàn)用電器不工作或儀表指針不動，學(xué)生自己得找到原因進行解決，有時候也許一節(jié)課也調(diào)不出一個實驗現(xiàn)象。讓學(xué)生真正感知科學(xué)家做實驗的艱辛，這種難忘的情景輸入有利于學(xué)生形成情景記憶。

2.1.2? ? 語義輸入與語義記憶

物理實驗的原理是指用儀器完成某一特定實驗而遵循的一般原理。但物理儀器的構(gòu)造原理比實驗原理更復(fù)雜，每一個物理實驗儀器都是一個工程產(chǎn)品，它們是工程師經(jīng)歷了設(shè)計、研發(fā)，而最終形成的產(chǎn)品，是多種知識的組合應(yīng)用。如研究平拋運動的實驗儀，其基本實驗原理是兩個相互垂直方向上的運動合成。但目前中學(xué)物理實驗儀器有很多種，不同實驗儀器的構(gòu)造原理不一樣，有的用斜面控制小球初速度，有的用碰撞控制，還有的用電磁鐵控制，這就包括了斜面、碰撞、電磁的原理。很多儀器構(gòu)造暗含的理論會高于實驗學(xué)習(xí)目標本身。因為實驗儀器的構(gòu)造原理都不是獨立的，制造儀器包含著多方面的原理和技術(shù)，因此實驗過程中需要不斷輸入和再學(xué)習(xí)與之相關(guān)的理論意義，在實踐中進行編碼記憶形成知識的語義記憶屬于深度學(xué)習(xí)，比純書本學(xué)習(xí)理解得更深刻。做實驗的過程中，語義記憶和情景記憶相互促進，對實驗原理和儀器構(gòu)造原理的理解會幫助學(xué)生診斷實驗過程中出現(xiàn)的故障，尋找解決問題的辦法，改進實驗儀器;也能夠幫助理解真實產(chǎn)品的構(gòu)造原理，如對偏振實驗原理的理解幫助學(xué)生理解偏光太陽鏡和立體電影的原理。對實驗現(xiàn)象、實驗原理的解釋都屬于語義記憶，與學(xué)習(xí)書本知識不一樣的是這種語義記憶是在真實情景感知的基礎(chǔ)上建立起來的。由儀器誘導(dǎo)出的思考，也許就是學(xué)生的創(chuàng)新之源。

2.1.3? ? 情景、語義的不斷輸入動態(tài)形成陳述性知識和程序性知識

做實驗既需要陳述性知識，也需要程序性知識。陳述性知識包括存儲于語義記憶和情景記憶中事實的意義，是人們能夠用語言描述事物“是什么”和“怎么樣”的知識;程序性知識是一套辦事的操作步驟，是關(guān)于“怎么辦”的知識。

做實驗最終會形成程序性知識，即熟練操作儀器，知道做實驗的每個步驟。形成程序性知識的一種方法就是熟能生巧，我國很多學(xué)校對于中考要考的實驗就采用這樣的辦法，反復(fù)訓(xùn)練，熟練掌握幾個固定實驗的操作步驟，但卻忽略了實驗的意義，變成了動手不動腦的過程，這樣也沒有達到物理實驗的目的。物理實驗是讓學(xué)生學(xué)會物理實驗研究的方法，由實驗學(xué)習(xí)理論。因此，做物理實驗不但需要操作實驗的程序性知識，也應(yīng)該能用陳述性知識解釋整個實驗過程。即一方面能夠熟練操作一些實驗儀器，另一方面也能用書面語言編寫實驗的操作規(guī)程、描述實驗現(xiàn)象、解釋實驗原理、處理實驗結(jié)果等。

按照實驗常規(guī)，實驗前需要通過各種方式為學(xué)生輸入實驗原理的語義信息。教師講解實驗原理是比較快捷的途徑。但我們提倡教師提供與實驗原理相關(guān)的資料，讓學(xué)生邊感知實驗情景邊輸入原理意義信息，讓原理指導(dǎo)實驗。這時候的學(xué)習(xí)屬于發(fā)現(xiàn)式的有意義學(xué)習(xí)。如在學(xué)習(xí)聲音的傳播實驗時，可以讓學(xué)生先進行真空罩實驗，感知隨著空氣的抽出聲音逐漸變小，推理得出聲音的傳播是需要介質(zhì)的結(jié)論，同時也發(fā)現(xiàn)實驗室儀器無法達到完全不傳聲的效果，學(xué)生會尋找原因，如真空度不夠，儀器構(gòu)造的某些部件（如放鬧鈴的底座）仍能作為介質(zhì)傳播聲音，因此想辦法測量真空罩中的氣壓并改進實驗[5]。在這個過程中學(xué)生邊實驗邊發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，同時不斷輸入理論解釋現(xiàn)象，學(xué)會控制變量法、理想實驗法、推理法等科學(xué)方法，體驗理論與實踐的差距。

超出既定目標的實驗現(xiàn)象會誘導(dǎo)出新的實驗原理。感知現(xiàn)象的同時必須回憶大腦中儲存的物理原理，如果記憶中的知識與現(xiàn)象不匹配，就要重新輸入新的物理原理。如楞次定律演示儀是需要驗證通過閉合鋁環(huán)回路的磁通量發(fā)生變化時遵循來拒去留的運動現(xiàn)象。學(xué)生進一步實驗發(fā)現(xiàn)，如果在條形磁鐵上再吸附一塊強磁鐵，插入非閉合鋁環(huán)，鋁環(huán)也會運動。為了解釋這個現(xiàn)象，就需要輸入渦流的理論[6]，學(xué)習(xí)在不經(jīng)意中就自然發(fā)生了。因此，做實驗希望學(xué)生能夠刨根問底、探究原理、發(fā)現(xiàn)新問題、學(xué)習(xí)新知識、激發(fā)進一步學(xué)習(xí)的熱情。學(xué)生感知實驗過程是任何人或媒體都無法替代的，學(xué)生在感知實驗過程中不斷進行同化順應(yīng)，動態(tài)構(gòu)建自己的陳述性知識和程序性知識。

2.2? ? 探究學(xué)習(xí)過程的雙重編碼記憶

陳述性知識有兩種表征方式：類比表征和符號表征。類比表征也叫心理表象，保留原始刺激物或事件的大部分特征，在頭腦中形成曾看到物體或事件的心理圖畫;符號表征是指依賴于人的主觀符號的陳述性記憶。語義記憶和情景記憶都可以通過類比（心理表象）和符號（心理命題）的形式進行表征。雙重編碼理論認為，人們既可以通過心理表象也可以通過心理命題的方式表征信息。要讓學(xué)生更好地記住信息就要圖文并茂[4]。

按照支架式學(xué)習(xí)理論，實驗情景屬于搭支架，是協(xié)助建構(gòu)知識的，最終支架撤去后存儲在記憶中的是表征為表象和命題的圖式結(jié)構(gòu)。就像蓋房子，只有支架沒有砌磚，那只是個空架子，砌的磚如果不牢固，也會坍塌。只操作實驗沒有對實驗過程、方法、數(shù)據(jù)、結(jié)論進行編碼記憶，那就是一個空架子;對上述過程編碼但不成體系說明知識是離散的，就不可能形成物理核心素養(yǎng)。

對輸入的信息必須進行編碼、記憶、輸出，學(xué)習(xí)才能發(fā)生。無論實驗現(xiàn)象還是實驗原理，感官輸入后必須要被主體有意識地編碼記憶。僅看到現(xiàn)象而沒轉(zhuǎn)換為物理術(shù)語的編碼記憶，實驗就是看熱鬧，看到儀器不會調(diào)用大腦中的表象及命題表征對其進行再次編碼，原理和實踐就是兩張皮。

但目前中學(xué)物理實驗也有一個誤區(qū)，老師展示精彩的實驗，學(xué)生興趣盎然地觀察現(xiàn)象，但等到需要對實驗現(xiàn)象進行編碼記憶時，就變成老師講解，學(xué)生被動機械記憶。因此，我們不能讓實驗成為活躍感知、惰性編碼狀態(tài)的課程。

對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果的編碼是物理學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以編碼表征為表象和命題。如編碼為物理示意圖等屬于表象，編碼為原理定律等屬于命題或命題網(wǎng)絡(luò)。一個物理概念原理可以表示為圖形、圖示、文字、符號、公式，因此需要表象及命題的雙重表征方式。

科學(xué)的陳述性知識有別于一般自然語言，科學(xué)學(xué)習(xí)的最終目的是希望學(xué)習(xí)者能夠以書面語言的形式輸出。無論是回答考試問題還是設(shè)計一個方案，都需要用專業(yè)的科學(xué)術(shù)語、符號、圖示等展現(xiàn)出來，即利用大腦長時記憶中的陳述性知識描述出來。因此，描述的水平直接取決于大腦中對各類問題表征的準確性，輸出的書面語言表征也能即時檢驗記憶中欠缺的知識，再進行補充?，F(xiàn)在很多學(xué)生喜歡做實驗觀察現(xiàn)象，但不喜歡寫書面的研究報告，或者不能用規(guī)范的科學(xué)語言符號描述實驗現(xiàn)象及原理，說明學(xué)生對實驗情景并沒有進行有效的編碼記憶或者記憶表征不夠準確。

物理實驗創(chuàng)設(shè)的真實情景方便學(xué)生將現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為記憶中準確的表象表征。如學(xué)生看到圖1（a）中磁鐵周圍小鐵屑或小磁針的分布，很容易由圖1（a）建立起磁感應(yīng)線的表象[圖1（b）][7]。表象建立起來后，也很容易對表象進行語義編碼。用物理學(xué)術(shù)語言描述或者概述出來，形成命題。

通過磁感應(yīng)的表象促進形成磁場分布一系列命題描述：磁感應(yīng)線是在磁場中畫一組由N極出發(fā)、S極結(jié)束的曲線來描述磁場分布的一種圖示方法，曲線上任何一點的切線方向都跟這一點的磁場方向相同，磁感應(yīng)線的疏密程度代表磁場的強弱，條形磁鐵兩極磁性最強、中間最弱等。經(jīng)歷了觀察、編碼、記憶、表征四個環(huán)節(jié)，加工層次越來越深。由實驗情景到表象表征要讓學(xué)生學(xué)會如何忽略真實實驗現(xiàn)象的一些次要因素，提煉出主要特征，用類比和符號雙重表征出物理模型。

科學(xué)探究實驗的編碼從一開始就已經(jīng)發(fā)生，提出并定義問題、形成假設(shè)、設(shè)計實驗方案、設(shè)計表格、操作實驗、讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、討論結(jié)果等環(huán)節(jié)都對應(yīng)著不同的編碼形式?，F(xiàn)在很多實驗的方案設(shè)計、表格設(shè)計、結(jié)果分析都由教師包辦，操作也是教師演示一遍，學(xué)生依葫蘆畫瓢，缺失了這些實驗環(huán)節(jié)的自我編碼記憶，這對學(xué)生科學(xué)思維及科學(xué)探究核心素養(yǎng)的形成非常不利。若學(xué)生不是主動進行自我編碼記憶，那么知識就是記住的，不是理解的[8]。

因此，我們希望探究一開始就由學(xué)生完成，每一個環(huán)節(jié)都由學(xué)生自覺地輸入信息、編碼記憶、輸出探究實驗報告。語言是思維的載體，一份探究實驗報告能反饋出學(xué)生對實驗的長時記憶表征形式，判斷陳述性知識在長時記憶中的類比表征和符號表征的程度?？茖W(xué)家的研究論文和研究報告事實上也是陳述性知識表征的外顯形式。

3? ? 基于工程實踐的中學(xué)模塊化物理探究實驗設(shè)計

好的實驗設(shè)計是為學(xué)生搭建一個學(xué)習(xí)的平臺，不是為了做實驗而實驗，而是為了學(xué)習(xí)一種實驗研究方法，思考實驗現(xiàn)象和結(jié)論，意義建構(gòu)知識。著名物理學(xué)家盧瑟福的觀點就是“實驗很重要，但用腦思考更關(guān)鍵”。

學(xué)生自主探究需要動手操作、動腦思考。探究的各個環(huán)節(jié)都應(yīng)由學(xué)生完成，但也不是把學(xué)生放在實驗室就撒手不管。做實驗也需要學(xué)生大腦中有一些與實驗相關(guān)的情景記憶和語義記憶。如果沒有實驗體驗學(xué)生會對實驗儀器產(chǎn)生操作焦慮，不敢動手。因此，提倡模塊化探究，即將探究實驗放在一個模塊或者一個單元正常學(xué)完之后，學(xué)生在這個模塊的學(xué)習(xí)過程中經(jīng)歷了教材中安排的所有實驗，對一些設(shè)備都已經(jīng)熟悉。模塊探究就是把與本學(xué)習(xí)模塊相關(guān)的各類實驗儀器都擺放在實驗桌上，讓學(xué)生對照這些儀器提出一個探究問題，這個探究問題可以是幾個實驗的組合，也可以是對比實驗，還可以是與生活、生產(chǎn)實踐相聯(lián)系的實驗拓展。

例如，電學(xué)模塊可以提供一些學(xué)生電源、電阻、小燈泡、電流表、電壓表、電容器、開關(guān)、導(dǎo)線等，學(xué)生可以在提出“探究家庭燈光的電路設(shè)計”或“探究圣誕樹彩燈設(shè)計”等研究問題后自己開始查閱資料弄清原理、形成假設(shè)、進行方案設(shè)計、選擇儀器、撰寫實驗步驟、實施實驗、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、研究實驗結(jié)果、形成結(jié)論或模型、撰寫研究報告進行交流等，最終也可以提出家庭燈光或圣誕樹布線的工程設(shè)計方案。教師可以將這些環(huán)節(jié)設(shè)計為探究實驗指導(dǎo)書，并提出一些要求，如在選擇儀器時要求學(xué)生拍攝儀器照片并進行功能標注，分析數(shù)據(jù)要求有誤差分析等。要求學(xué)生邊做實驗邊完成指導(dǎo)書，實驗項目結(jié)束后提交報告。這類模塊化探究可以安排三次課：第一次課學(xué)生主要是摸索儀器，提出問題，試著操作，課后設(shè)計方案;第二次課是開發(fā)實驗，完成實驗指導(dǎo)書中的相關(guān)內(nèi)容，課后繼續(xù)完善指導(dǎo)書;第三次課進行匯報交流，以視頻或?qū)嵨镄问秸故緦嶒炞髌贰W(xué)生學(xué)完電磁學(xué)模塊后，利用線圈和磁鐵等開發(fā)的集成化的電磁演示實驗（圖2），可以展示磁生電、電生磁及相互作用的多種實驗。如圖3所示，是學(xué)生設(shè)計的手搖手電筒模型。這種完全探究根據(jù)具體情況一學(xué)期可以進行一次，或者以課外學(xué)習(xí)小組的形式開展，幫助學(xué)生獲得科學(xué)家進行科學(xué)研究的真實體驗，從中獲得成就感。

經(jīng)過一個模塊的學(xué)習(xí)可以積淀一定的知識和經(jīng)驗，再經(jīng)歷一個模塊化的探究項目可將知識與現(xiàn)實問題聯(lián)系起來，由真實場景激活記憶中的知識元。動腦設(shè)計、動手制作加工，在這個過程中攻克一道道難關(guān)，最終當看到解決問題后輸出的作品時，就會體驗到解決問題的成就感。在不斷解決問題的過程中使得原有知識、思維、態(tài)度得到進一步升華，培養(yǎng)一種潛在科學(xué)家或者工程師的素質(zhì)。

4? ? 小? 結(jié)

基于動態(tài)信息加工理論的探究實驗設(shè)計強調(diào)學(xué)生在實驗過程中隨時進行輸入、編碼、記憶、輸出，隨學(xué)隨用，動態(tài)建構(gòu)，即時檢驗。實驗過程中將深奧的儀器原理、有趣的實驗現(xiàn)象、靈活的動手能力、外顯化的物理知識和操作相互融合，使得學(xué)習(xí)者知識、能力、方法多維度發(fā)展。通過循環(huán)，記憶的加工水平逐漸加深，知識理解得更透徹。中學(xué)物理實驗不像那些高尖端的集成實驗，其精確度不高，實驗過程狀況百出，是最接近科學(xué)家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的原始實驗。中學(xué)物理實驗教材中幾乎所有實驗都需要實驗者將多個元件、設(shè)備進行設(shè)計組裝或者搭建，如光的折射需要玻璃磚、激光筆、量角器等;電路的串并聯(lián)需要導(dǎo)線、電壓表、電流表、電源、燈泡。每個元件又有各自的特性和操作規(guī)范，實驗者從這些儀器本身就能學(xué)習(xí)到很多物理學(xué)的知識。在儀器組裝過程中也許會遇到很多不確定因素，出現(xiàn)各類故障，在解決這些問題的過程中，實驗者需要查原理、理思路、找原因，這也是一個非常好的學(xué)習(xí)過程，如燈泡不亮，就學(xué)會檢查電路，檢查接法;靜電感應(yīng)現(xiàn)象不明顯是不是還要考慮周圍環(huán)境及天氣的影響，跨學(xué)科知識也在實踐中自然而然地滲透進來。

基于工程實踐的科學(xué)探究就是把現(xiàn)實中的真實問題與物理實驗聯(lián)系起來，滲透工程思維和設(shè)計思想，條件容許時進行工程實踐。物理實驗為工程實踐構(gòu)建了理論模型和樣本模型，但工程實踐時還得考慮很多因素，如時間成本、經(jīng)濟成本、施工難易度等，除此之外還得考慮很多標準，如環(huán)保、安全、美學(xué)等。因此，工程實踐也可以讓學(xué)生先設(shè)計一個方案，在條件容許時再進行具體實踐。讓學(xué)生在滲透工程實踐的科學(xué)探究中感悟為什么要有終生學(xué)習(xí)的理念，知道知識是在解決問題的過程中動態(tài)形成的，對高標準輸出的渴望激發(fā)其不斷進行學(xué)習(xí)輸入的動機，領(lǐng)悟為什么生產(chǎn)實踐和科研領(lǐng)域有那么多的技術(shù)難題和科技難關(guān)需要攻克，逐漸形成為解決我國“卡脖子”問題作貢獻的雄心壯志。

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[8]陳剛.試論物理學(xué)科認知領(lǐng)域的學(xué)習(xí)分類——學(xué)習(xí)心理學(xué)的視角[J].物理教學(xué)，2013，35（10）：7-12+6.

（欄目編輯? ? 廖伯琴）

【專家介紹】

張軼炳（1964-），女，寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師。1985年畢業(yè)于寧夏大學(xué)，2004年獲北京師范大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位，2009—2010年于美國俄亥俄州立大學(xué)做訪問學(xué)者。2013年獲鐘瀚德基金會的全國明德教師獎，2017年獲寧夏回族自治區(qū)“十三五”普通高校第二批教學(xué)名師。曾主持完成國家自然科學(xué)基金項目及其他各類課題十余項，發(fā)表各類論文七十余篇。