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(chǔ)上由學生最終完成對所學知識的意義建構(gòu)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(guān)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(guān)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(guān)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(shè)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(shè)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(guān)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(nèi)容,總結(jié)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?qū)W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(guān)鍵。

2.思維訓練,協(xié)作學習——隨機情境式教學涉及的教學內(nèi)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(nèi)在的性質(zhì)和問題之間的相互聯(lián)系。重新設(shè)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(guān)系。解決的辦法是建立自己的“錯題集”,總結(jié)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(nèi)?

(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(zhì)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(zhì)是什么?

學生代表:通過分析計算我們得出結(jié)論,這三個問題都是關(guān)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 ?？梢?解題貴在抓住問題的本質(zhì),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(zhì)量為m=0.5kg的盛水容器,以繩的一端為圓心,在豎直平面內(nèi)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(chǔ)上由學生最終完成對所學知識的意義建構(gòu)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(guān)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