熊志權(quán) 劉芳霞

(1. 廣東省珠海市教育研究中心，廣東 珠海 519000；2. 珠海市斗門區(qū)城南學(xué)校，廣東 珠海 519000)

1 物感的概念

“物感”是我們在研究“基于知識發(fā)生過程的物理教學(xué)”中類比“數(shù)感”提出來的一個全新教學(xué)概念．2001年頒布的《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》首次提出了要使學(xué)生“建立初步的數(shù)感與符號感,發(fā)展學(xué)生抽象思維”．并在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的3個學(xué)段都分別闡述了培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生數(shù)感的問題,“數(shù)感”一詞首次進(jìn)入我國的數(shù)學(xué)課程．[1]“數(shù)感”成為一個嶄新的內(nèi)容進(jìn)入基礎(chǔ)教育視野后,人們從數(shù)感的內(nèi)涵、數(shù)感的形成、數(shù)感的發(fā)展、數(shù)感的教學(xué)進(jìn)行了10多年的實(shí)踐和研究,對中小學(xué)數(shù)學(xué)教育產(chǎn)生了積極的影響．

物感可以通俗地認(rèn)為是人們對“物”的感悟．2017年7月,我國新一輪基礎(chǔ)教育高中課程改革頒布的《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了新的要求,普通高中的培養(yǎng)目標(biāo)是進(jìn)一步提升學(xué)生綜合素質(zhì),著力發(fā)展核心素養(yǎng),在“三維目標(biāo)”的基礎(chǔ)上提出以“核心素養(yǎng)”來統(tǒng)領(lǐng)高中物理課程的實(shí)施．首次提出了以物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)責(zé)任與態(tài)度為內(nèi)容的高中物理核心素養(yǎng)．基于核心素養(yǎng)價值追求的物理教學(xué)須著重培養(yǎng)學(xué)生的時空觀念、物質(zhì)觀念、相互作用觀念、運(yùn)動觀念、能量觀念.這些觀念都是屬于“物”的表現(xiàn)范疇．而“感悟”是外界刺激作用于主體而產(chǎn)生的,它含有經(jīng)驗(yàn)和直覺的成分,為了促進(jìn)中學(xué)生對這5大物理觀念的整體認(rèn)知,筆者認(rèn)為中學(xué)物理很有必要提出“物感”概念并開展相關(guān)教學(xué)．

物感有邏輯推理的成分,更含有直覺的成份,是人們依據(jù)建構(gòu)的物理學(xué)知識、科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐體驗(yàn)以及堅(jiān)定的科學(xué)信念,對物理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特征、運(yùn)動規(guī)律等問題所產(chǎn)生的一種直接而迅速的認(rèn)知過程．物感與數(shù)感、語感、美感、質(zhì)感等都代表了學(xué)生認(rèn)識世界的一種相關(guān)能力,也代表各種思維過程,是人們對物質(zhì)世界的一般理解.這種理解可以幫助人們用便捷的方式作出判斷或者解決復(fù)雜的問題而作有價值的判定．

2 物感的內(nèi)涵

物感由于涉及到邏輯思維和直覺思維兩個方面,這兩個方面的表現(xiàn)形式和思維本質(zhì)截然不同,直覺思維是與邏輯思維是完全不同的一種思維方式,甚至說不上緣由,非邏輯性是直覺思維的本質(zhì)特征,是一種跳躍式的具有突發(fā)性的思維方式,難以捉摸和駕馭,直覺類似于靈感、頓悟、奇妙啟示等．而邏輯思維主要包括歸納、演繹、推理、等形式,在論述物感的內(nèi)涵與本質(zhì)時我們有必要介紹直覺與邏輯思維．

2.1 直覺思維

物感含有直覺思維的成分,直覺思維是一種特殊的思維類型.它是主體借助于智慧迅速認(rèn)識對象的本質(zhì)及其特點(diǎn)的思維活動,是直接按照對象進(jìn)行理解并做了判斷的思維能力,亦可以說是一種特殊的理性洞察力、思維透視力,是認(rèn)識活動中一種敏感的思維狀態(tài)．我國著名科學(xué)家錢學(xué)森認(rèn)為:“直覺是一種人們沒有意識到的對信息的加工活動,是在潛意識中醞釀問題而后與顯意識突然溝通,于是一下子得到了問題的答案”．在物理學(xué)研究中,直覺是人們依據(jù)自己的物理學(xué)知識、科學(xué)的研究經(jīng)驗(yàn)以及堅(jiān)定的科學(xué)信念,對物理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特征和運(yùn)動規(guī)律等問題所產(chǎn)生的一種直接而迅速的認(rèn)知過程．

直覺是一種重要的創(chuàng)新性思維方式．憑借邏輯思維只能在具有邏輯聯(lián)系的事物之間進(jìn)行思考,它只能發(fā)現(xiàn)領(lǐng)悟那些與原有知識具有一定邏輯聯(lián)系的新事物,要超出原有知識作出全新的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),單憑邏輯思維是無能為力的,而直覺往往在科學(xué)認(rèn)識過程中起著重要作用．

直覺思維具有非邏輯性,所以這種思維的結(jié)果由于沒有嚴(yán)密的科學(xué)邏輯指導(dǎo),而并非都正確,“直覺可以把你帶入真理的殿堂,但你如果只停留在直覺上,也可以使你陷入死角”．因此,在依照直覺行事之前,必須對它進(jìn)行一番再審視．直覺判斷并不等于“瞎猜”,沒有一定的知識結(jié)構(gòu)、實(shí)踐背景和創(chuàng)造性思維的發(fā)揮,是無法擁有深邃的直覺的．養(yǎng)成多思考的習(xí)慣,尤其注意發(fā)展廣泛的聯(lián)想.這是培養(yǎng)和形成直覺思維的一種重要方法.每當(dāng)學(xué)習(xí)新知識時就要聯(lián)想,就要形成一種新舊知識間的聯(lián)系的思維自覺,努力架設(shè)知識之間相互聯(lián)系的橋梁,更是要超越邏輯體系方面的廣泛聯(lián)想,在這科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的征途上,常能折射出絢麗的光華．

2.2 邏輯思維

邏輯思維又稱為抽象思維,是思維的一種高級形式．其特點(diǎn)是以抽象的概念,判斷和推理作為思維的基本形式,以分析、綜合、比較、抽象、概括和具體化作為思維的基本過程,從而揭露事物的本質(zhì)特征和規(guī)律性的聯(lián)系．

物理學(xué)中的決定論,就是典型的邏輯推理的過程．我們從已知的物理結(jié)論或者條件出發(fā),能夠由現(xiàn)在測未來,由現(xiàn)在知過去．

2.3 物感的內(nèi)涵與本質(zhì)

物感是人們在物理概念擴(kuò)展中產(chǎn)生的對物質(zhì)運(yùn)動的整體認(rèn)知和一般理解,物感是界于邏輯推理和直覺判斷之間的一種思維過程．它不是純粹的邏輯思維也不是純粹的直覺思維．物感是人腦對物質(zhì)對象的一種直覺,即對物質(zhì)世界的洞察與領(lǐng)悟,是一種物理直覺．它是通知感官而不是通過大腦的思維,它含有原始的、經(jīng)驗(yàn)性的成分,“悟”是通過大腦進(jìn)行思維的,因此,物感既含有感知的成分又有思維的成分．

成銳要求公司應(yīng)向其支付十三薪、住房補(bǔ)貼和特種工津貼，但其未就公司應(yīng)向其支付上述款項(xiàng)提交證據(jù)，公司對此亦不認(rèn)可，成銳應(yīng)承擔(dān)舉證不能的法律后果，故對成銳相關(guān)訴訟請求，法院不予支持。

要感悟必須有實(shí)踐體驗(yàn),例如汽車轉(zhuǎn)彎問題,當(dāng)汽車的速度太大時容易被“甩”向外側(cè).這些學(xué)生均有實(shí)踐性體驗(yàn),因此轉(zhuǎn)彎的馬路設(shè)成內(nèi)低外高就憑直覺可以建立,學(xué)生不需要再用牛頓第二定律的模型進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯推理明白其中道理．這些如果要進(jìn)行邏輯推理,也十分容易．還有,一個新的物理量的建立,學(xué)生應(yīng)該知道其大小,如速度為1 m/s有多大?質(zhì)量為1 kg的物體有多少?這也是對物理量的基本感知要求．

物感主要是學(xué)生后天習(xí)得的結(jié)果．是學(xué)生在大量學(xué)習(xí)和生活實(shí)踐中積累起來的種種儲存在潛意識中的內(nèi)隱的、非結(jié)構(gòu)的關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律的程序性知識.這種過程不是一蹴而就的,是在學(xué)習(xí)過程中不斷強(qiáng)化和理解物理規(guī)律和概念的本質(zhì)中逐漸體驗(yàn)和建立起來的．

例如學(xué)生要判斷靜止在斜面上的物體受到的靜摩擦力方向,初學(xué)者要回到靜摩擦力方向定義的本源來判斷:先判斷相對運(yùn)動趨勢,再根據(jù)靜摩擦力與相對運(yùn)動趨勢相反,而相對運(yùn)動趨勢又要假設(shè)斜面光滑,物體將沿斜面向下運(yùn)動．事實(shí)上,學(xué)生物感形成后,可以忽略上述環(huán)節(jié)快速且準(zhǔn)確地判斷摩擦方向．

3 物感的教學(xué)價值

立德樹人是課程改革的根本任務(wù)．學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是落實(shí)此任務(wù)的主要途徑．基于核心素養(yǎng)價值追求的物理教學(xué)須著重培養(yǎng)學(xué)生的時空觀念、物質(zhì)觀念、相互作用觀念、運(yùn)動觀念、能量觀念．學(xué)生通過形成五大物理觀念,不僅擁有了一種看世界的眼光,更獲得了一種幸福的能力．中學(xué)物理課程中的物理觀念包括描述物質(zhì)屬性的觀念和量度物質(zhì)運(yùn)動的觀念,只有教師清晰地、系統(tǒng)地理解這些物理觀念,才能以物理觀念統(tǒng)領(lǐng)物理教學(xué),實(shí)現(xiàn)物理課程目標(biāo)．

物感是人們自覺地理解物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律的態(tài)度和意識,建立物感的價值主要表現(xiàn)在提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)．有助于學(xué)生對物理知識的自我構(gòu)建,有助于教師開展知識發(fā)生過程的教學(xué),有助于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力． 學(xué)生物感的形成有賴于充分的感知和體驗(yàn),是對物理概念的意義建構(gòu),是學(xué)生歷經(jīng)不斷的試誤到頓悟的過程,更是物理知識與現(xiàn)實(shí)問題建立聯(lián)系的橋梁．在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生物感,目的就在于使學(xué)生學(xué)會物理地思考,學(xué)會用物理的方法理解和解決現(xiàn)實(shí)問題,讓學(xué)生有更多的機(jī)會接觸和體驗(yàn)物理和現(xiàn)實(shí)問題,表達(dá)自己對問題的看法,用不同的方式思考和解決問題．

3.1 物感有助于學(xué)生對物理知識的自我建構(gòu)

物感的本質(zhì)是對物理知識的自我建構(gòu)．建構(gòu)主義主張世界是客觀存在的,但是對于世界的理解和賦予意義卻是由每個人自己決定的．我們是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實(shí)的,每個人的經(jīng)驗(yàn)世界是用他自己的頭腦創(chuàng)建的.由于每個人的經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)生這些經(jīng)驗(yàn)的過程和社會文化歷史背景的不同,導(dǎo)致每個個體對外部世界的理解也迥異不同．所以,建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)不是由教師把知識簡單地傳遞給學(xué)生,而是由學(xué)生自己建構(gòu)知識的過程．學(xué)生不是簡單被動地接收信息,而是主動地建構(gòu)知識的意義.這種建構(gòu)是無法由他人來代替的．

學(xué)生是學(xué)習(xí)信息加工的主體,是意義建構(gòu)的主動者,而不是知識的被動接收者和被灌輸?shù)膶ο螅诮?gòu)主義學(xué)習(xí)中教師必須認(rèn)識到教學(xué)目標(biāo)不僅包括認(rèn)知目標(biāo),也包括情感目標(biāo)．教師要重視學(xué)生的情感領(lǐng)域,使教學(xué)與學(xué)習(xí)者個人相關(guān)聯(lián)．教學(xué)要逐漸減少外部控制,逐漸增加學(xué)生自我控制學(xué)習(xí)的過程．教師不僅需要在學(xué)習(xí)內(nèi)容方面輔導(dǎo)學(xué)生,而且更需要在新的學(xué)習(xí)技能和技術(shù)方面指導(dǎo)學(xué)生,并將監(jiān)控學(xué)習(xí)和探索的責(zé)任也由教師為主轉(zhuǎn)向?qū)W生為主,最終要使學(xué)生達(dá)到獨(dú)立學(xué)習(xí)的程度．

知識是人們對客觀世界的一種解釋、假設(shè)或假說,是他對客觀世界的心理體驗(yàn),它不是問題的最終答案,它必將隨著人們認(rèn)識程度的深入而不斷地變革、升華和改寫,隨之出現(xiàn)新的解釋和假設(shè)．知識并不能絕對準(zhǔn)確無誤地概括自然與社會的法則,提供對任何活動或問題都適用的解決方法．在具體的問題解決中,是需要針對具體問題的情境對原有知識進(jìn)行再加工和再創(chuàng)造的．

基于物理核心素養(yǎng)的構(gòu)成與內(nèi)涵,從物理學(xué)視角形成相關(guān)的基本認(rèn)識,形成基本的物理觀念．在物理教學(xué)中滲透物理觀念可以加深學(xué)生對物理概念、規(guī)律的理解．例如,學(xué)生可以在“物質(zhì)”思維基礎(chǔ)上建構(gòu)密度概念．而這個“物質(zhì)”基礎(chǔ)就是要讓學(xué)生對原始物理問題經(jīng)過同化和順應(yīng)來構(gòu)建屬于學(xué)生特有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)體系．這樣的問題結(jié)合實(shí)際環(huán)境,學(xué)生參與的熱情比較高,如果通過網(wǎng)絡(luò)查詢知道人體的密度和水的密度接近,我們怎么知道每個人的體積呢?對于關(guān)乎自己身體的問題,并且?guī)缀醪豢芍苯訙y量的問題,學(xué)生很有興趣,不知不覺中對公式變形V=m/ρ有一個深刻的應(yīng)用實(shí)踐．[2]

3.2 物感有助于教師開展知識發(fā)生過程的教學(xué)

知識發(fā)生過程教學(xué)是指教師引導(dǎo)學(xué)生去揭示或感受知識發(fā)生的前提或原因、知識概括或擴(kuò)充的經(jīng)過以及向前拓展的方向,它的價值表現(xiàn)在有利于遏止注入式教學(xué)和突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,從而有利于增強(qiáng)教學(xué)過程的發(fā)展功能,全面提高學(xué)生的探究欲望、探究能力等各方面的素質(zhì)．知識形成過程是人類思維獨(dú)創(chuàng)性的凝聚,它孕伏于知識體系中,具有極高智力價值;它反映了知識發(fā)明、發(fā)現(xiàn)者解決問題的途徑、手段、基礎(chǔ)以及視角．

感悟總是在“慢”的情境中培養(yǎng)起來的,物感的建立需要“慢”教學(xué),而知識發(fā)生過程教學(xué)要讓學(xué)生掌握知識的來龍去脈,充分地將知識還原與稀釋,重演知識形成的過程,最終形成經(jīng)典物理的物質(zhì)觀、運(yùn)動觀、能量觀、相互作用觀,并且能用來解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題,從而促進(jìn)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)．

圖1

例如在學(xué)習(xí)杠桿的平衡條件時,教師設(shè)計一個如圖1-圖3所示的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自己動手操作,教師甚至可以不規(guī)定條件和目標(biāo),學(xué)生也會通過多種平衡現(xiàn)象中找出杠桿平衡的規(guī)律和條件,自主建構(gòu)概念和規(guī)律．這比直接告訴孩子杠桿平衡需要滿足什么條件更有價值．

圖2

大多數(shù)學(xué)生需要借頭腦中形成視覺映象來解決物理問題,如通過上述的實(shí)驗(yàn)裝置和某些圖示．為了改變這種局面,教師要引導(dǎo)學(xué)生移去實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行再思考,不再借助實(shí)物的視覺映象,因此,物理規(guī)律和概念就在孩子腦海中快速自主構(gòu)建,這就是一個從“情境化”到“去情境化”的過程,也是一個從感性到理性認(rèn)識的過程．[3]

3.3 物感有助于重新認(rèn)識情境教學(xué)

物感的培養(yǎng)需要直觀經(jīng)驗(yàn)與理性思考的有機(jī)結(jié)合,物感是物理與現(xiàn)實(shí)問題建立聯(lián)系的橋梁,所以物感的教學(xué)需要物理現(xiàn)實(shí)背景的支持,更需要學(xué)生親身經(jīng)歷和實(shí)踐．物感好的人能主動地將現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題和適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)運(yùn)動規(guī)律形成聯(lián)系,并且靈活巧妙地找到恰當(dāng)

的解決問題的方法．

情境教學(xué)至少應(yīng)該包括3個環(huán)節(jié):情境化、去情境化與再情境化，如圖4所示．情境化是創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,去情境化是從具體情境中分離概括化的知識,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,再情境化是將知識運(yùn)用到新的情境,培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力．情境化、去情境化與再情境化3者相輔相成,教學(xué)中只有處理好3者之間的相互關(guān)系,才能更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展和有效提升學(xué)生解決問題的能力．[4]

圖4

物理知識是與環(huán)境交互的結(jié)果,學(xué)生只有通過情境建立感知與內(nèi)化,才能建立物感．由于物感總是伴隨著和現(xiàn)實(shí)情境產(chǎn)生的．如果沒有學(xué)生的積極參與,學(xué)生的物感培養(yǎng)無從談起,如果都是單一的題海和推導(dǎo),缺少實(shí)踐,物感是建立不起來的．概念是在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,不經(jīng)感性認(rèn)識階段,就不會在頭腦中形成概念,因此,情境創(chuàng)設(shè)很重要,情境以一種強(qiáng)有力的方式影響著學(xué)習(xí)及其遷移．再情境化就是指思維由抽象到具體的過程,即在思維中把握客觀具體對象的各個方面的本質(zhì)以及它們的內(nèi)在聯(lián)系和相互作用,再情境化側(cè)重學(xué)生對知識的應(yīng)用,設(shè)置的情景問題綜合性也比較強(qiáng),這體現(xiàn)學(xué)生思維發(fā)展的一次飛躍．