唐小舒

（哈爾濱師范大學教師教育學院 黑龍江·哈爾濱 150025）

0 引言

中學物理教學中，由于物理概念自身具有抽象性，使其成為教學難點，也是學生容易在理解上出現困難的之處。但物理概念可以用來解釋生活中的物理現象，深化學生對概念的理解。為了使抽象的物理概念變得更直觀、更容易理解，本文采用奧蘇貝爾有意義學習理論進行物理概念教學設計，以達到高效的豐富學生的認知結構的目的。

1 奧蘇貝爾的有意義學習理論

奧蘇貝爾認為，學生的學習可以分為機械的與有意義的兩類。他們都分為接受學習和發(fā)現學習。機械學習的心理機制是聯想，有意義學習的心理機制是同化。同化過程是學習者認知結構中的原有觀念與要學習的新觀念相互作用過程。有意義的學習也就是學習者認知結構中的原有知識吸收并固定要學習的新知識的過程。有意義學習必須具備三個條件：第一，學生具備有意義學習的心向。第二，學生認知結構中具有同化新知識的理論基礎。第三，要學習的新材料本身具有邏輯意義。學生的學習需要一定的動機。奧蘇貝爾提出了三種驅使學生學習的內驅力：認知內驅力、自我提高的內驅力和附屬內驅力。認知內驅力是一種內在的學習動機。因此在實際教學中應合理地組織學習材料，激發(fā)學生的內在學習動機。自我提高內驅力指的是學生通過獲得成績來提高自己在家庭或集體中的地位，屬于外部動機。教師在與學生交往過程中應考慮到學生的自尊心，采用合適的方式鼓勵學生，利用外在動機督促學生學習。附屬內驅力指的是小學生想得到長者的認可從未獲得派生地位的動機，屬于外在動機。在教學中對于學生的進步要及時的給予肯定。

實現有意義學習需要教師了解學生的認知結構。奧蘇貝爾把認知結構定義為：“個體的觀念的全部內容和組織，或者，就教材學習而言，指個體的特殊知識領域的觀念和內容和組織?！闭J知結構形成后，又會成為影響新的學習與保持的另一個關鍵變量，奧蘇貝爾稱之為認知結構變量。認知變量包括三個特征，被奧蘇貝爾稱為認知結構的三個變量。第一個變量是原有觀念中起固定作用的觀念；第二個變量是起固定作用的觀念與新觀念之間是否可以清晰的分辨；第三個變量是學習者在學習新的觀念時，認知結構中起固定作用的觀念是否鞏固。教師應關注學生對舊知識的掌握程度、關于新知識的前概念以及新舊知識之間的邏輯關系等。如果學生掌握了位移的概念，就可以將位移的概念作為認知結構中起固定作用的觀念，再聯系位移與時間的關系，就可以得出速度的概念，既表示位移隨時間變化快慢的物理量，速度的概念就屬于已經同化到認知結構中的新概念。

有意義學習過程涉及歸屬作用、上位學習和并列學習三種學習形式。若原有概念的概括程度比新學習的概念的概括程度高，此時新學習的概念是下位概念。這種較具體的下位概念被納入較概括的上位概念并發(fā)生相互作用稱為歸屬作用，例如：學生學習摩擦力的概念時，與認知結構中力的概念發(fā)生作用，將摩擦力具有的特征歸屬到力的特征中，加深對摩擦力的理解。若原有概念的概括程度比新學習的概念的概括程度低，此時新學習的概念處于上位，這樣的學習屬于上位學習。例如，學習者已經學習了動能和勢能的概念之后，再進行機械能的學習，并把三者聯系起來。假若學生的認知結構中有與新觀念進行類比的觀念來解釋新觀念，這種學習屬于并列結合學習。例如，學生在學習磁感應強度時，可以用電場強度理解磁感應強度。

2 物理概念的特點

物理學是由事實、概念、規(guī)律與方法構成的系統化理論體系，本身具有內在統一性。物理概念是對客觀事物進行科學抽象和概括的結果，需要學生利用想象力理解物理概念。物理概念比物理規(guī)律更加抽象。

物理概念的內涵是指概念所反映的物理現象、物理過程所特有的本質屬性，是判斷和推理的基礎。物理概念的外延是指具有概念所反應的本質屬性的對象，通常指概念

的適用范圍，說明了概念反映的是哪些對象。抽象的概念需要輔以具體的適用范圍才能被學生理解，具體的內容需要抽象的內涵進行解釋。例如：試探電荷在電場中會受到電場力，這是物理概念的內涵。若置于某一金屬導體附近的試探電荷由靜止開始運動，說明試探電荷受到電場力，金屬導體是帶電體。此外，物理概念之間存在關聯，例如牛頓第二定律加速度、質量和合外力的關系。

3 教學設計原則

依據奧蘇貝爾的有意義學習理論和物理概念的特點制定了如下的教學設計原則。

3.1 教學目標設計原則

教學目標的設定要依據課程標準、課程內容和學生的學習情況確定。因此教學目標的確定應注意針對性原則、直觀性原則、可操作性原則。教學目標要依據學生的認知結構進行合理的選擇，要增強學生學習新知識的信心，激發(fā)學生學習的內在動機，能夠將新知識與學生已經學到的舊知識聯系起來。同時能夠采用邏輯推理、觀察現象等方式同化新知識。

3.2 教學手段選擇原則

教學手段的選擇要依據教學內容的特點確定，通過人們日常經驗得出的物理概念應通過直觀的生活實例進行說明。幫助學生掌握概念之間的關系；或引導同學們回顧、總結該主題的內容；也可或通過類比實驗幫助學生理解抽象的物理概念。例如速度和加速度的關系、用水流類比電流等。

3.3 教學方法應用原則

教學方法應采用高效性、準確性原則。因為學生課堂學習時間有限，教師應采取合適的教學方法在教學過程中的較短時間內幫助學生同化較多的知識。由于物理學是人類智慧的結晶。學生不可能在課堂上經歷科學家全部的探索過程，卻在短時間內理解并掌握物理知識，并將物理知識應用于現代生活中。

4 以“機械能”的概念為例進行教學片斷設計

見表1。

表1

5 啟示

根據奧蘇貝爾有意義學習理論和物理概念的特點，進行教學設計時可以考慮如下流程：首先利用已有知識激發(fā)學生的內部動機并建立起新舊知識之間的聯系、引導學生觀察實驗現象或生活中的現象、利用物理概念說明和解釋現象，并理解概念的意義，同化概念。最后利用物理概念解決實際問題。達到提高學生的抽象思維能力、培養(yǎng)學生物理學核心素養(yǎng)的目的。