楊德武

摘要:隨機情境式習題教學符合現(xiàn)代認知心理學理論,教學環(huán)節(jié)中包含有情境、協(xié)作、交流和在此基礎上由學生最終完成對所學知識的意義建構四大要素,這也是指導學生進行有意義學習的理想學習環(huán)境應該包含的基本要素。學習的有效性關鍵是促使知識的條件化,隨機情境式習題教學有助于學生學會何時、何地和為什么使用他們所學過的知識。

關鍵詞:隨機情境式習題教學知識條件化

一、認知理論背景

專家與新手不同,專家不但獲得知識,而且能熟練提取與具體任務相關的知識。用認知科學家的話來說,專家的知識是“條件化的”——它包括對有用的情景的具體要求(simon,1980;Glaser,1992)。條件化知識的概念對課程設計、教學和有效學習評估的實施有啟示意義。

幫助學生掌握適用條件的方法之一就是讓學生去解決應用題。如果設計恰當,這些問題有助于學生學會何時、何地和為什么使用他們所學過的知識(Bransford,1979)。

二、學生學習現(xiàn)狀

有的學生可以解決一大堆習題,但卻不能把知識條件化,因為他們知道這些問題出自何章,故能自動應用這些信息去取舍相關的概念和規(guī)則。有時,那些認為自己的作業(yè)做很好且相信自己是在學習的學生,在面對測試中的那些隨機呈現(xiàn)的、無具體出處而是從整本書中提取的問題時,感到十分愕然,無從入手。

三、隨機情境式習題教學

教師對同一問題用不同的方式加以呈現(xiàn),使學生通過在不同情境下多次“進入”同一教學內容,總結出解題規(guī)律,獲得認識上的飛躍,以提高學生觸類旁通的能力,這就是“隨機情境式習題教學”。它可由以下幾個環(huán)節(jié)組成:

1.呈現(xiàn)情境,隨機進入——向學生呈現(xiàn)所學知識在不同情況下的表現(xiàn)形式,使學生認識解決這一類問題的關鍵。

2.思維訓練,協(xié)作學習——隨機情境式教學涉及的教學內容通常比較復雜,因此在教學中教師在對學生進行思維啟發(fā)時應該特別注意發(fā)展學生的元認知能力。

3.效果評價,及時反饋——自評和互評主要是評價是否了解和掌握了問題內在的性質和問題之間的相互聯(lián)系。重新設計一個新情境問題,讓學生練習,考查是否真正掌握了所學知識的應用條件!

四、隨機情境式教學案例——《圓周運動復習》

1.呈現(xiàn)情境,隨機進入

教師:有些同學做題時,這個題還沒有徹底弄明白,也不會舉一反三,就又去做別的題了。每見到一個題 ,總是“似曾相識”,可做題來又“似會非會”。究其原因,與同學們解題時“就事論事”而沒有把握這一類題的規(guī)律不無關系。解決的辦法是建立自己的“錯題集”,總結歸類不同情境下的同一類題型。例如,汽車過拱型橋時對橋的壓力問題的解題規(guī)律,可以分為以下三種情境進入同一問題:

(1)司機為了能控制駕駛汽車,汽車對地面的壓力一定要大于零,在高速公路上所建的立交橋頂部可看作一個圓弧。若某高架立交橋頂部圓弧半徑為160m,則汽車通過頂部的速度大小應限制在多少以內?

(2)請計算近地面人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度。

(3)深圳歡樂谷游樂場的過山車可以底朝上在圓軌道上運行,游客卻不會掉下來(如圖甲)。我們把這種情況抽象為圖乙的模型:弧形軌道的下端與豎直圓軌道相接,使小球從弧形軌道上的一定高度由靜止?jié)L下,小球進入圓軌道下端后沿圓軌道運動。實驗發(fā)現(xiàn),只要大于一定值,小球就可以順利通過圓軌道的最高點而不掉下。如果已知圓軌道的半徑為 ,過山車至少要以多大速度通過圓軌道最高點,才可使游客沿圓軌道運動而不掉下來。不考慮一切阻力。(g取10m/s2)

2.思維訓練,協(xié)作學習

教師:對于問題(1)求汽車過拱型橋時對橋無壓力的最大速度,它的研究對象是什么?運動方程如何?比一比哪位同學能夠最快速求出該速度?

學生:它的研究對象是汽車,運動方程是,解得汽車的最大速度是 。

教師:對于問題(2)和問題(3),雖然它們提出的問題的角度不同,表面上看起來好像是互不相干的問題,實際上它的本質都是一樣的。下面請各小組討論一下,這三個題的解題規(guī)律是什么?反映出的本質是什么?

學生代表:通過分析計算我們得出結論,這三個問題都是關于做圓周運動物體,只有重力充當向心力,其運動方程都是 ,解得速度都是 。可見,解題貴在抓住問題的本質,不要被表面現(xiàn)象迷惑。

3.效果評價,及時反饋

教師:雜技演員表演“水流星”,在長為1.6m的細繩的一端,系一個總質量為m=0.5kg的盛水容器,以繩的一端為圓心,在豎直平面內作圓周運動。如圖所示,若“水流星”通過最高點的速度為v=4m/s,則下列哪些說法正確?

(1)“水流星”通過最高點時,有水從容器中流出

(2)“水流星”通過最高點時,繩的張力及容器底受到的壓力均為零

(3)“水流星”通過最高點時,處于完全失重狀態(tài),不受力的作用

(4)繩的張力變化范圍為0≤T≤30N

教師:這個題目與前面三題有什么相同的地方?有什么不同?你能解決這個問題嗎?

學生:略。

五、教學反思

隨機情境式習題教學符合現(xiàn)代認知心理學理論,教學環(huán)節(jié)中包含有情境、協(xié)作、交流和在此基礎上由學生最終完成對所學知識的意義建構四大要素,這也是指導學生進行有意義學習的理想學習環(huán)境應該包含的基本要素。學習的有效性關鍵是促使知識的條件化,隨機情境式習題教學有助于學生學會何時、何地和為什么使用他們所學過的知識。

參考文獻:

約翰?D?布蘭思福特等主編.《人是如何學習的——大腦、心理、經(jīng)驗及學?！?上海:華東師范大學出版社,2007。

作者單位:蒼南縣龍港高級中學