莊蘇維 許桂清

(華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院 廣東 廣州 510006)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》)提出了與過(guò)去有所不同的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程評(píng)價(jià)等.在此背景下,為達(dá)到《新課標(biāo)》提出的要求,教師要重視課堂的設(shè)計(jì)、組織與實(shí)施,而對(duì)教材進(jìn)行分析會(huì)直接影響課堂呈現(xiàn)效果,因此,掌握教材分析的方法顯得更加重要.通過(guò)查閱發(fā)現(xiàn)教師在分析教材時(shí)存在分析方法單一、缺乏理論指導(dǎo)等[1].本文從廣義知識(shí)階段論出發(fā)評(píng)析教材,以期為教師分析教材提供新的視角,設(shè)計(jì)更符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的物理課堂.

1 廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段論概述

皮連生結(jié)合多種學(xué)習(xí)理論提出了廣義知識(shí)理論,其中包含廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段論.學(xué)習(xí)階段論指出廣義知識(shí)的學(xué)習(xí)需要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段,如圖1所示.

圖1 廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段模型

第一階段的前三步由信息加工理論中的相關(guān)成分解釋,第四步是新知識(shí)與原有知識(shí)發(fā)生作用,新知識(shí)獲得意義的過(guò)程,可以用奧蘇泊爾的同化論解釋.這時(shí)的新知識(shí)都是以“命題網(wǎng)格”的方式呈現(xiàn),均為陳述性知識(shí).第二階段可以用產(chǎn)生式理論跟認(rèn)知策略學(xué)習(xí)理論解釋.一部分知識(shí)通過(guò)復(fù)習(xí)得到鞏固,另一部分知識(shí)通過(guò)在不同的情境中練習(xí)和運(yùn)用,轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇?dǎo)人們做事的規(guī)則,這時(shí)陳述性命題知識(shí)轉(zhuǎn)化為以產(chǎn)生式表征的程序性知識(shí).第三階段中不同的知識(shí)被用來(lái)解決不同的問(wèn)題.程序性知識(shí)中一部分被提取出來(lái)對(duì)外解決“怎么辦”的問(wèn)題,屬于智慧技能,另一部分用于對(duì)內(nèi)調(diào)控,屬于認(rèn)知策略.從知識(shí)形態(tài)看學(xué)習(xí)過(guò)程,不同知識(shí)的學(xué)習(xí)均需要經(jīng)過(guò)3個(gè)階段(見圖2).

圖2 廣義知識(shí)分類的學(xué)習(xí)階段模型

2 基于廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段論的教材評(píng)析實(shí)例

認(rèn)知心理學(xué)將知識(shí)分為陳述性知識(shí)和程序性知識(shí),廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段論很好地解釋了這兩類知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程.教材內(nèi)容是否符合這一理論,如果不符合，教師在使用教材中應(yīng)該做出怎樣的調(diào)整.下面以粵教版必修一第三章為例對(duì)教材進(jìn)行評(píng)析.

2.1 對(duì)“相互作用”一章的整體分析

由圖2可知程序性知識(shí)的習(xí)得需要先經(jīng)過(guò)陳述性知識(shí),第三章“相互作用”共分為6節(jié)(見圖3),前3節(jié)為陳述性知識(shí),后3節(jié)為程序性知識(shí),從陳述性知識(shí)邁向程序性知識(shí),符合學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程.將第4節(jié)與第5節(jié)合為一節(jié)“力的合成與分解”,再列出每一節(jié)的小標(biāo)題(見圖4),發(fā)現(xiàn)每一節(jié)都以“XX的應(yīng)用”結(jié)束.知識(shí)的應(yīng)用屬于程序性知識(shí),因此，每一節(jié)也符合從陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)向程序性知識(shí).

圖3 第三章目錄

圖4 第三章每節(jié)小標(biāo)題

2.2 以“彈力”一節(jié)為例的詳細(xì)分析

2.2.1 知識(shí)習(xí)得階段

新知識(shí)的習(xí)得階段共有4步,分別是注意與預(yù)期、激活原有知識(shí)、選擇性知覺以及新知識(shí)進(jìn)入命題網(wǎng)絡(luò),下面展開每一步對(duì)教材分析.

(1)注意與預(yù)期

在此階段中,引起學(xué)生注意是前提.加涅認(rèn)為,學(xué)習(xí)過(guò)程始于注意與預(yù)期,如果沒有學(xué)生的注意,那學(xué)習(xí)就不會(huì)發(fā)生.引起注意的方法多樣,教材中有的從學(xué)生日常生活或親身經(jīng)歷出發(fā)引入學(xué)習(xí)內(nèi)容,有的用跟學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的圖片、詩(shī)詞、故事作為導(dǎo)入引起學(xué)生注意.“彈力”一節(jié)中就在節(jié)引言“拉弓射箭、蹦極、跳水這些項(xiàng)目都利用了物體的彈性”與胡克定律這一小節(jié)開頭“東漢時(shí)期學(xué)者鄭玄所寫的《考工記》注解”兩次引起學(xué)生興趣.

預(yù)期指學(xué)習(xí)目標(biāo),任何學(xué)習(xí)活動(dòng)都是指向一定目標(biāo)的活動(dòng),它會(huì)影響學(xué)習(xí)者的努力程度和注意力集中水平[2].教材往往在每章、每節(jié)、每個(gè)小節(jié)的引言部分告知學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo).“彈力”中一共出現(xiàn)3次預(yù)期,第一次是指出本節(jié)就是研究與彈性相關(guān)的問(wèn)題,第二次是在認(rèn)識(shí)彈力這一小節(jié)中用疑問(wèn)的方式告知下面學(xué)習(xí)如何確定彈力的作用點(diǎn)和方向,第三次則是在胡克定律實(shí)驗(yàn)的開頭明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯繌椈蓮椓Φ拇笮∨c伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系.

(2)激活原有知識(shí)

奧蘇伯爾曾說(shuō)過(guò)：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一條原理的話,那么我將一言蔽之：影響學(xué)習(xí)唯一重要的因素就是學(xué)生已知道了什么,要探明這一點(diǎn),并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué).”由此可見他對(duì)原有知識(shí)的重視.事實(shí)上無(wú)論學(xué)習(xí)哪種知識(shí)技能,都是以已經(jīng)習(xí)得的知識(shí)技能為基礎(chǔ)的.教材從學(xué)生已有生活經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)出發(fā),抓住新舊知識(shí)間的聯(lián)系點(diǎn),為新知識(shí)提供認(rèn)知固定點(diǎn).“彈力”中有3處可以歸為激活原有知識(shí)部分,分別是觀察與思考欄目、認(rèn)識(shí)彈力這一小節(jié)的前3段以及胡克定律實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題思考.

(3)選擇性知覺

選擇性知覺指學(xué)生有選擇地接受新知識(shí),而知識(shí)的習(xí)得階段目的就是使新知識(shí)能被學(xué)生有選擇地感知,因此，這一步對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)而言是很重要的.呈現(xiàn)新知識(shí)的方式是多樣的：概念直接用文字表述,規(guī)律可以用文字加公式表述,選擇圖片、表格的方式展現(xiàn)抽象的知識(shí).根據(jù)知識(shí)的類型與特點(diǎn)選擇合適的呈現(xiàn)方式,可以幫助學(xué)生接受新知識(shí).“彈力”共有4個(gè)新知識(shí)：形變、彈力、放大法與胡克定律.形變以文字加圖片的方式呈現(xiàn),彈力與放大法是直接用文字表達(dá),而胡克定律選擇學(xué)生實(shí)驗(yàn)加文字表述的方式呈現(xiàn).

(4)新知識(shí)進(jìn)入原有命題網(wǎng)絡(luò)

這一步實(shí)際上是被學(xué)生感知的新知識(shí)與學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)知識(shí)發(fā)生相互作用,新知識(shí)獲得心理意義的過(guò)程.同化論依據(jù)新舊知識(shí)間的關(guān)系,把新知識(shí)進(jìn)入原有命題網(wǎng)絡(luò)的方式分為3種：上位學(xué)習(xí)、下位學(xué)習(xí)以及并列結(jié)合學(xué)習(xí)(見表1).因?yàn)槭菍W(xué)生內(nèi)部的心理活動(dòng),所以教材中這一步的內(nèi)容較少.經(jīng)過(guò)分析,“彈力”中“通常人們所說(shuō)的拉力、壓力、推力、支持力都屬于彈力”與“生活中常說(shuō)有的彈簧硬,有的彈簧軟,指的就是它們的勁度系數(shù)不同”兩句屬于這一步,并且都屬于上位學(xué)習(xí).

表1 新舊知識(shí)的3種同化形式

2.2.2 知識(shí)的鞏固和轉(zhuǎn)化階段

新知識(shí)以命題網(wǎng)格的表征方式進(jìn)入原有命題網(wǎng)絡(luò),此時(shí)新知識(shí)還沒發(fā)生分化,都屬于陳述性知識(shí).當(dāng)進(jìn)入第二階段時(shí),一部分知識(shí)得到鞏固,仍然是陳述性知識(shí),另一部分知識(shí)經(jīng)過(guò)變式練習(xí)轉(zhuǎn)化為程序性知識(shí).下面分別根據(jù)陳述性知識(shí)與程序性知識(shí)學(xué)習(xí)的第二階段對(duì)教材進(jìn)行分析.

(1)陳述性知識(shí)的鞏固階段

陳述性知識(shí)在這一階段通過(guò)適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)得到鞏固,同時(shí)原有命題得到改組或重建.認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為陳述性知識(shí)的復(fù)習(xí)往往運(yùn)用復(fù)述、精加工和組織3個(gè)策略.復(fù)述策略是指為了保持對(duì)知識(shí)的記憶而對(duì)知識(shí)進(jìn)行多次重復(fù)的學(xué)習(xí)策略.精加工策略是通過(guò)對(duì)新知識(shí)增加信息,尋求新舊知識(shí)之間的聯(lián)系,以加深對(duì)新知識(shí)理解的策略.組織策略是把分散孤立的知識(shí)集合成一個(gè)整體并表示出它們之間關(guān)系的方法.對(duì)簡(jiǎn)單的陳述性知識(shí)往往采用復(fù)述策略,對(duì)復(fù)雜的陳述性知識(shí)則采用精加工與組織策略.由于教材篇幅有限,一般只對(duì)復(fù)雜的知識(shí)進(jìn)行及時(shí)鞏固,比如“彈力”一節(jié)中就是通過(guò)舉例子的精加工策略對(duì)彈力的作用點(diǎn)與方向這一知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí).

(2)程序性知識(shí)的轉(zhuǎn)化階段

在此階段,以命題表征的知識(shí)向以產(chǎn)生式表征的程序性知識(shí)轉(zhuǎn)化,而轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵條件是變式練習(xí),即在其他有效學(xué)習(xí)條件不變的情況下,概念和規(guī)則例證的變化[2].因此，為了使學(xué)生能夠調(diào)動(dòng)陳述性知識(shí)分析物理問(wèn)題并解釋物理現(xiàn)象,形成程序性知識(shí),就需要轉(zhuǎn)換物理情境進(jìn)行變式練習(xí)[3].而在教材中往往通過(guò)圖形變式與文字變式體現(xiàn)情境轉(zhuǎn)換.“彈力”一節(jié)對(duì)放大法和彈力這兩個(gè)新知識(shí)進(jìn)行了轉(zhuǎn)化.教材以形變光線和液柱高度變化放大的兩張圖片向?qū)W生展示放大法的使用,又通過(guò)文字舉出彈力作用在4個(gè)方面的例子.

2.2.3 知識(shí)的遷移和應(yīng)用階段

在此階段程序性知識(shí)又分為智慧技能與認(rèn)知策略,因此在第三階段有陳述性知識(shí)、智慧技能、認(rèn)知策略3類知識(shí),不同的知識(shí)用來(lái)解決不同的問(wèn)題.其中陳述性知識(shí)用來(lái)解決“是什么”的問(wèn)題,其輸入與輸出是相同的；智慧技能用于對(duì)外解決“怎么辦”的問(wèn)題,由于它是從陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化而來(lái),因此輸入與輸出是不同的；認(rèn)知策略用于對(duì)內(nèi)調(diào)控提高學(xué)習(xí)效率,如精加工策略、組織策略等.“彈力”的“實(shí)踐與拓展”與“練習(xí)”欄目均是這一階段的內(nèi)容.

2.3 基于分析的新粵教版教材“彈力”一節(jié)評(píng)價(jià)

(1)本節(jié)編排合理,符合學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的規(guī)律.心理學(xué)研究表明,程序性知識(shí)的習(xí)得以陳述性知識(shí)為基礎(chǔ),而本節(jié)結(jié)構(gòu)為“形變—認(rèn)識(shí)彈力—胡克定律—彈力的應(yīng)用”,從小節(jié)標(biāo)題上看前面3點(diǎn)為陳述性知識(shí),第4點(diǎn)則是從彈力以及胡克定律兩個(gè)陳述性知識(shí)分化出的程序性知識(shí).

(2)本節(jié)內(nèi)容邏輯清晰,基本遵循廣義知識(shí)階段論.比如本節(jié)中出現(xiàn)兩次“注意”,通過(guò)咨詢一線教師了解到本節(jié)新課教學(xué)需要2個(gè)課時(shí),因此,教材保證了兩次課都能以吸引學(xué)生注意開始.又如在本節(jié)探究實(shí)驗(yàn)中“明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹伎紗?wèn)題—?jiǎng)邮植僮鳌贸鼋Y(jié)論”的流程,其實(shí)就是新知識(shí)習(xí)得的完整過(guò)程.

(3)本節(jié)重難點(diǎn)明確,難點(diǎn)所占篇幅多.本節(jié)難點(diǎn)為彈力方向的判斷以及胡克定律,依據(jù)廣義知識(shí)學(xué)習(xí)階段論對(duì)本節(jié)的分析也有所體現(xiàn).教材正文往往只包括陳述性知識(shí)學(xué)習(xí)的第一階段與程序性知識(shí)學(xué)習(xí)的第一、二階段,但本節(jié)中彈力作用點(diǎn)與方向這一知識(shí)達(dá)到了第二階段“鞏固”,說(shuō)明教材編排做到了將知識(shí)難度作為依據(jù),使學(xué)生在面對(duì)較難的知識(shí)時(shí)能夠及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固.

(4)本節(jié)引入的生活實(shí)例均為運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,缺乏多樣性.為了吸引學(xué)生注意,本節(jié)舉了拉弓射箭、蹦極、跳水3個(gè)生活實(shí)例.它們都是人們喜聞樂見的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,但無(wú)論是對(duì)處在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)還是落后地區(qū)的學(xué)生來(lái)說(shuō),這都不會(huì)是他們?nèi)粘Ｉ钪械囊徊糠?在選用生活實(shí)例編入教材時(shí),不止要考慮它對(duì)學(xué)生視野開拓的作用,更要考慮是否貼近學(xué)生日常生活.

3 基于評(píng)析的教學(xué)建議

(1)在注意環(huán)節(jié),組合舉例引入新知,引起學(xué)生注意興趣.新課導(dǎo)入可以借助信息技術(shù)或物理實(shí)驗(yàn),也能依托生活素材展開.而選擇生活素材作為導(dǎo)入時(shí),可以采用生活類與拓展類組合,保證素材的全面.比如在引入形變時(shí),可以用大部分學(xué)生有經(jīng)歷過(guò)的橡皮泥形變和全民關(guān)注的奧運(yùn)會(huì)跳水項(xiàng)目作為實(shí)例,既貼近生活,又能開闊學(xué)生視野.

(2)在預(yù)期環(huán)節(jié),關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),促使學(xué)生形成“預(yù)期”.成年人注意力高度集中的時(shí)長(zhǎng)在20 min左右,而學(xué)校中一節(jié)課往往是40 min,因此,學(xué)生的注意力難免會(huì)有開小差的時(shí)候.當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生注意力不集中時(shí),教師應(yīng)當(dāng)通過(guò)告知學(xué)習(xí)內(nèi)容使其產(chǎn)生學(xué)習(xí)目標(biāo),將精力集中回課堂.

(3)在新知識(shí)進(jìn)入原有命題網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié),把握學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)，幫助學(xué)生獲得新知.新知識(shí)進(jìn)入原有命題網(wǎng)絡(luò)的方式多樣,這是因?yàn)樾屡f知識(shí)間的關(guān)系是多樣的.大部分學(xué)生不能自己獨(dú)立構(gòu)建知識(shí)間關(guān)系,這就需要教師了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)與建構(gòu)能力,闡明那些學(xué)生自己想不到的新舊知識(shí)關(guān)系,以幫助學(xué)生獲得新知識(shí).