摘 要：本文從認知心理學的角度出發(fā)，探討高中物理課堂教學中心理認知能力與物理學科核心素養(yǎng)之間的辯證關系，進而明確心理認知能力在促進物理學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的重要作用，并提出相應的培養(yǎng)策略。這對于教學實踐具有重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：心理認知；核心素養(yǎng)；培養(yǎng)策略

1 引言

認知心理學研究人類的感覺、知覺、注意、思維、學習、記憶、分析、推理、言語和決策等心理認知過程。它深入探討了認知行為背后的思維發(fā)展、邏輯推理、決策制定等心理過程，以及在這些過程中的動機產生和情感投入。認知心理學強調了心理過程之間的相互聯(lián)系和相互制約。作為關鍵的認知能力，心理認知對學生在各學科的學習和發(fā)展中起著至關重要的作用。［1］因此，從心理認知的角度分析和實施關于物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略，對學生整體素質的提升具有重大意義。

2 心理認知與物理學科核心素養(yǎng)的辯證關系

物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面。［2］這些素養(yǎng)的培育都離不開心理認知的具體活動。心理認知能力對學生在物理學科中建立物理模型、理解知識、應用知識方面具有顯著影響。例如，培養(yǎng)觀察能力和注意力有助于學生更好地理解實驗現(xiàn)象和形成物理觀念；提升記憶能力和思維能力有助于學生更好地識記與理解物理知識；培養(yǎng)推理能力和應用能力則有助于學生更好地理解物理規(guī)律并進行實踐操作。這些心理認知能力與物理學科核心素養(yǎng)之間的辯證關系如圖1所示。因此，提升心理認知水平可以有效促進物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

3 心理認知在培養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)過程中的作用

心理認知相關內容涵蓋了人的思維、學習以及信息處理等多個方面。它對于高中學生在學習物理時理解抽象概念、建構理想模型、進行邏輯推理、解決問題以及設計實驗等高級思維活動起著至關重要的作用。因此，心理認知在培養(yǎng)物理學科核心素養(yǎng)的過程中扮演著重要角色。

3.1 心理認知能力促進學習策略的形成

心理認知相關研究指出，學生的學習策略對學業(yè)成就有重要影響。通過指導和培養(yǎng)學生在物理學科中的認知、元認知、資源管理等學習策略，他們可以更有效地組織和管理學習材料；同時，培養(yǎng)學生的元認知能力，使他們對學習過程和策略進行反思和調控，從而更好地了解自己的學習方式和需求，并據(jù)此靈活地調整學習策略，提高學習效率。

3.2 心理認知能力促進物理觀念的建立

科學系統(tǒng)地培養(yǎng)學生的觀察、注意、分析、推理等心理認知能力，可以有效提升他們對物理知識的理解能力和記憶能力，從而提高其學習效率。例如，在講授天體運行知識時，教師可以教授學生一些關于衛(wèi)星發(fā)射、運行、變軌方面的記憶技巧和思維方法，如詹姆斯的初級記憶法和次級記憶法。這有助于學生更好地形成物理觀念、建立物理模型、掌握和運用物理知識，進而樹立他們?yōu)槿祟惏l(fā)展不斷探索的遠大理想。在講授質點概念時，教師可以讓同學們認真觀察蝴蝶、籃球的機械運動情景，并提出問題：在什么情況下，我們只需關注物體的整體運動，而不用考慮物體的大小和形狀，從而可以把物體看作一個點來簡化問題呢？通過這樣的分析與思考，可以促進學生對質點概念的理解，使其形成物理觀念，并理解理想模型法在物理學科中的重要作用。本文關于質點概念的活動設計如表1所示。

3.3 心理認知能力促進科學思維的發(fā)展

心理認知能力的培養(yǎng)對于學生來說至關重要。它不僅有助于學生掌握物理知識，還能促進其科學思維的發(fā)展。例如，觀察力的培養(yǎng)既是提升心理認知能力的基礎，也是學好高中物理課程的關鍵，更是培養(yǎng)科學思維的核心。通過科學合理的觀察訓練，可以提高學生對細節(jié)的敏感度以及對問題的專注度，使他們能夠深入分析現(xiàn)象的特征，總結出現(xiàn)象背后的規(guī)律，從而促進其科學思維的發(fā)展。教師在講授“位置變化快慢的描述——速度”這一概念時，通過引導學生比較運動員在比賽中不同時段的運動快慢，可以幫助他們分析和理解表象背后的物理內涵。這樣的活動不僅能夠激發(fā)學生對過程量和狀態(tài)量的思考，還有利于他們思維的科學化，促使他們實現(xiàn)從抽象到形象、從知識到能力的轉變。本文關于速度概念的活動設計如表2所示。

3.4 心理認知能力促進解決問題能力的養(yǎng)成

理解和運用物理概念與理論，需要經歷抽象思維和邏輯推理等高階認知心理過程。這些高階認知心理過程不僅有助于學生更深入地理解和應用高中物理知識，還能夠促進他們解決問題技能的發(fā)展，包括問題分析、推理和創(chuàng)造性思考等。這樣，學生就能更有效地應對物理學科中的問題和挑戰(zhàn)。

4 心理認知視域下高中物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略

顯然，通過強化學生的注意力、觀察力、思維力、推理力、記憶力、實驗技能和問題解決等能力，可以顯著提升他們對物理知識的掌握程度，從而培養(yǎng)必要品格和關鍵能力。這有助于實現(xiàn)物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，并最終將這些素養(yǎng)轉化為遠大的理想，實現(xiàn)核心素養(yǎng)的育人功能。本文總結了心理認知視域下高中物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略，如圖2所示。

4.1 調動心理認知，優(yōu)先創(chuàng)設學習情境

4.1.1 創(chuàng)設情境，激發(fā)學生的觀察力和注意力

例如，在講授平拋運動時，教師可以設計一個“套圈”游戲。在這個游戲中，學生站在固定位置，嘗試將手中的套圈水平拋出以套中地面上的指定物品。這種輕松愉快的物理情境不僅能夠激發(fā)學生的好勝心理，還能讓他們在激動的心情下調動觀察能力和注意力。通過這樣的活動，學生能夠在實踐中鍛煉手腦協(xié)調的控制能力，并通過不斷地嘗試和總結，促進自身思維的快速進階發(fā)展。

4.1.2 理解內涵，幫助學生建立概念的框架

在講授庫侖定律時，教師可以引導學生觀察一個帶電小球在另一個固定帶電小球所產生的電場中的情況。具體來說，教師可以讓學生觀察懸于絲線上的帶電小球在電場作用下偏離豎直方向的角度變化。通過這種觀察，學生可以分析并得出影響靜電力大小的因素。接著，教師可以引導學生運用受力分析和控制變量等方法，來建立物理概念和培養(yǎng)科學思維。這樣的教學活動有助于促進學生物理學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

4.2 激發(fā)高階心理認知，適時引導深度思考

4.2.1 引導學生思考問題，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)

在講授天體運行時，教師可以引導學生深入分析太陽系中的行星究竟受到哪些力的作用。如果將天體運行的軌道近似地看作圓周，那么此時向心力的來源是什么？如果萬有引力提供了向心力，那么我們可以建立怎樣的方程？通過引導學生思考，讓學生逐步體會浩瀚宇宙中蘊含的物理規(guī)律和科學知識的巨大魅力，從而為后續(xù)衛(wèi)星的發(fā)射、變軌、回收等知識的學習打下基礎。當學生的知識足夠豐富、心理認知趨于穩(wěn)定后，他們自然而然能夠深入思考天體運行的奧秘，并將原本抽象難懂的問題融入到對知識的探索過程中。

4.2.2 設計啟發(fā)性學習任務，激發(fā)學生的學習興趣

教師應當引導學生充分調動感覺、知覺、思維、判斷和決策等心理活動，通過讓學生親身體驗和探索物理現(xiàn)象的過程，來培養(yǎng)自身的觀察力、實驗設計能力和問題解決能力，從而更有效地在課堂上培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。例如，在講授電磁感應現(xiàn)象及其應用時，教師可以設計一系列具有啟發(fā)性的學習任務，以優(yōu)化學生的心理認知過程，促進其核心素養(yǎng)的發(fā)展。同時，教師可以提供多樣化的學習資源，包括科普讀物、科學網(wǎng)站和實驗設備等。這樣做可以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)他們主動探究和自主學習的習慣和能力。

4.3 綜合運用心理認知，高效進行科學探究

4.3.1 提供實踐探究的機會，組織學生參與實踐活動

為了培養(yǎng)學生綜合運用心理認知的能力，教師應當鼓勵學生將抽象的物理知識應用于具體的實踐環(huán)境，以加深對物理學科核心規(guī)律的理解和掌握。同時，通過讓學生親自設計和操作實驗，能夠促進他們物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。例如，在講授加速度概念時，盡管高一學生已經掌握了力、質量、慣性、速度等基本概念，能夠理解力是改變物體運動狀態(tài)的原因，并且已經學會分析物體的受力情況，但他們對加速度這一概念的理解可能仍然不夠深入。

4.3.2 創(chuàng)設合作學習的氛圍，促進學生思維的碰撞

教師應充分調動學生自身的心理認知功能，引導學生與同伴積極互動和交流，這一方法能夠有效地激發(fā)學生的探索熱情，培養(yǎng)學生的批判性思維能力和合作能力，為科學探究打下堅定的思維基礎。隨后，教師可以引導學生進行科學探究，從而突破實驗的難點，讓心理認知活動得到升華，讓核心素養(yǎng)得到有力培養(yǎng)。因此，教材中專門安排了一節(jié)實驗，讓學生探究加速度與力、質量之間的關系。這一實驗旨在通過對觀察、實驗、分析和邏輯思維等心理認知能力的進一步運用，讓學生在科學探究過程中深刻領會加速度的實質，實現(xiàn)物理觀念的建構與科學探究方法的辯證融合。

4.4 反思評價，促進學生形成關鍵能力與必備品格

教師應鼓勵學生在學習過程中進行反思和自我評價，幫助他們分析自己的學習策略和過程。這可以更有效地調節(jié)學生基于心理認知的學習行為。這樣的做法能夠提高學生的科學思維能力、創(chuàng)新意識和問題解決技巧，培養(yǎng)必備品格和關鍵能力，從而全面提升物理學科的核心素養(yǎng)。同時，教師在教學過程中也應不斷更新教育理念和教學方法，以更好地契合學生的學習需求和認知發(fā)展的特點。

5 結論

心理認知能力在物理學科核心素養(yǎng)的落實與發(fā)展中扮演著關鍵角色。因此，為了在教育實踐中更有效地培養(yǎng)高中學生的物理學科核心素養(yǎng)，教師應當重視去激發(fā)學生的心理認知潛能，并持續(xù)探索與創(chuàng)新教學方法。這樣做可以為學生提供更廣闊的學習空間和更多的發(fā)展機會，從而促進其物理學科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

參考文獻

［1］易楷昊，李汶錦.物理學科核心素養(yǎng)指向下的學生認知內驅力診斷及教學建議［J］.中學物理，2024，42（11）：45-48.

［2］中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020：4.