●余俊文

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要 （2010－2020 年）》戰(zhàn)略主題之一：“堅持能力為重。 優(yōu)化知識結構，豐富社會實踐，強化能力培養(yǎng)。 著力提高學生的學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力，教育學生學會知識技能。”高中物理通過“體驗式學習”探究物理問題（尤其原始物理問題），是提高學習者學習能力、實踐能力、創(chuàng)新能力的有效途徑之一。體驗式學習是一種原始的基本的學習方式，強調“感覺記憶”和思維的完美結合、做中學、知行合一，強調學習者單獨反思或同他人一起思考交流。操作非常簡單，從體驗中感知、模仿、提煉、生成知識，包括“具體體驗、觀察思考、形成概念、移植他處”四個步驟。高中物理體驗式學習，將所探究物理問題融入實際應用情景（即原始狀態(tài)）中，或者進行原始物理問題改造，進行“感覺記憶”體驗，再進行提煉、上升、理性化的思維體驗，不斷的獲得認知上的沖突而理解更加深刻。 高中物理體驗式學習，極大限度地釋放出學習者的潛能，更能“促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考”，滿足其自主學習、自我教育、終身學習的需要。

一、物理實驗的體驗式學習

物理是一門實驗學科，物理知識是在觀察和實驗的基礎上，加以提煉上升到理性而來的。不論演示實驗還是分組實驗，都是學習物理的基礎與關鍵，都是經過精心篩選、改造，能極大程度地再現(xiàn)知識情景的準原始物理問題，是體驗式探究物理問題的極好題材。

（一）基本物理量測量工具的體驗式學習

長度、質量、時間屬于基本物理量，由于基本物理量測量精度不斷提高，測量工具不斷更新，體驗式學習基本工具操作要領（知識）效果最好。這里以“長度測量工具使用操作” 為例： 長度測量由粗糙到精密，工具即從刻度尺（木尺→透明塑料尺→鋼尺）→游標卡尺→螺旋測微器→光的干涉條紋等不斷地發(fā)展，都需要熟練掌握使用。如果學習者沒有直接的操作體驗，僅僅停留在教師講述的間接經驗上，不會深刻理解它的設計原理和操作注意事項， 也不會達到熟練使用不出現(xiàn)錯誤、 減小誤差的要求。 因此運用“體驗式學習”來認識儀器的設計原理、構造、使用程序、注意事項等等，有著其它學習方式無法取代的優(yōu)勢。 首先，要認真體驗用木尺測量（比如書的厚度），總結出刻度尺的使用規(guī)則， 以及測量中的注意事項（提高精度的方法）等等；其次要分析思考，測量估讀產生誤差過大的原因， 在于木尺的刻度線設計過于簡單；再次要反思：對“刻度線”進行改造是提高長度測量精度的關鍵嗎？能改造嗎？再通過與他人交流反思：只有通過改造刻度尺“刻度線”的設計形式才能提高其測量的精度； 最后再把此思維移植到怎樣操作新的（比如透明塑料）刻度尺，再認真體驗一番透明塑料尺的使用，就會發(fā)現(xiàn)透明塑料尺比起木尺，物體與刻度有更大的接觸面，可觀察性更強，更便于讀數(shù)；觀察中又發(fā)現(xiàn)塑料尺過厚（視線側移）、刻度線過粗影響測量精度；回過來再體驗使用鋼尺，雖然鋼尺很好地解決了塑料尺過厚、刻度線過粗的問題，但是它沒有解決毫米刻度以下只能估讀，不準確的問題；又再進一步體驗游標卡尺， 是怎樣巧妙解決毫米刻度以下的準確（到0.02 毫米）的問題，但游標卡尺也不能解決精度更高的實際需求； 再進一步體驗螺旋測微器， 是怎樣巧妙解決毫米刻度以下的準確 （到0.01 毫米） 的問題； 再進一步體驗利用光的干涉條紋，來檢驗平面的平整度，是如何解決機械工具不能達到的極高精度要求工作原理。

（二）探究類物理實驗的體驗式學習

高中物理教科書中，探究類物理實驗有很多，比如“探究斜拋運動的射程、射高”。學習者在進行探究類實驗之前， 往往對相關現(xiàn)象并沒有有意識地去體驗、觀察、思考。 有的探究類實驗是直接的原始物理問題：比如坐電梯、坐過山車體驗身體的超重失重；有的探究類實驗是簡單改造后的原始物理問題：比如課堂上用細線拴上小物體甩一甩， 感知一下向心力的大小。因此進行探究類物理實驗，經過刻意地體驗式學習所獲得印象與知識更加深刻。 這里以體驗式學習“感知向心力大小”為例：首先，用細線一端拴有一小球，另一端用手拉住并甩動小球，使小球在水平面內做圓周運動， 就能感知體驗到手必須施加給小球一個拉力（向心力存在），而且還能體驗到向心力大小的變化；其次，自然會去思考猜想：體驗到的向心力大小變化與哪些因素有關？什么關系？能夠定量測量嗎？再對猜想進行交流、討論、反思：手上的感覺總是很粗略， 必須想辦法測量出向心力大小以及相關物理量的大小，比如研究一個機器之類的，來解決控制變量法所需的條件和定量測量數(shù)據， 通常思考無果；最后將此沒有實現(xiàn)的思維，移植到學習別人專門為解決此問題設計的實驗裝置， 帶著思考無果的問題， 主動地去體驗去學習去研究去理解別人設計原理、使用操作，從而更容易加深理解物理規(guī)律?？梢婓w驗式學習探究類物理實驗，還使創(chuàng)新思維得到充分啟發(fā)和訓練。

（三）驗證類物理實驗的體驗式學習

高中物理教科書中，驗證類物理實驗也很多，比如“驗證力的平行四邊形定則”，“驗證機械能守恒定律”等等。通常是學習者先通過理論推導出某個規(guī)律之后，再用實驗定量檢驗理論推導的正確與否。驗證類物理實驗的體驗式學習，主要體驗理論與實際的差異、理論與實踐的結合、辯證地處理問題等。 這里以“驗證機械能守恒定律”為例：首先要體驗①理論推導機械能守恒定律的表達式，②實驗驗證的原理、需要測的物理量、及其測量的順序，③儀器的工作原理、怎樣裝配、怎樣協(xié)調工作，④小組成員分工與協(xié)調。其次思考驗證守恒的關鍵點：△Ek是否等于△Ep？再不斷地進行討論交流反思：實驗測定的△Ek與△Ep不嚴格相等原因在哪里？ 想什么辦法可以減小△Ek與△Ep的差異？ 在什么情況下可以認為機械能守恒定律得到驗證？ 還能不能設計用其他辦法（原理）來更加精確地驗證？等等。最后將驗證類物理實驗的體驗式學習過程，移植到其他的驗證類物理實驗中去，不僅能體驗實驗的具體過程、定量的細小的數(shù)據差異，還能體驗到細節(jié)決定成敗的人生態(tài)度以及客觀嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

二、觀察物理現(xiàn)象的體驗式學習

觀察物理現(xiàn)象，包括觀察實際應用中的原始物理問題或改造后重現(xiàn)的物理情景（實驗現(xiàn)象），是學習物理的（除“實驗”以外的）另一個最基本方法，也是體驗式學習物理的重要起點。在體驗式學習中，觀察各種原始物理現(xiàn)象要做到：①要刻意地進行觀察。主要體驗：怎樣觀察已經注意的現(xiàn)象，怎樣觀察還沒有引起注意的現(xiàn)象。只要是刻意地觀察，哪怕是天天見的最熟悉的現(xiàn)象也會體驗到它的不同與異樣。 ②要能動地進行觀察。從觀察現(xiàn)象到產生問題，不是將“感覺記憶” 堆砌起來就會水到渠成自然而然地產生， 而是以觀察到的現(xiàn)象為起點能動地思考才能產生需要的真問題， 否則現(xiàn)象還是現(xiàn)象， 問題還是問題，成為偽觀察。 ③要養(yǎng)成能動的觀察習慣。 就任何一個事件， 要以發(fā)現(xiàn)問題為目的， 站在不同角度觀察、不同層次觀察，體驗從同一現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)不同問題的內涵和發(fā)現(xiàn)觀察過程的靈感與邏輯。 ④要落腳在各種知識點上。不管涉及知識的量與質，體驗式學習必須要以獲得各種知識為目的， 如果不能用知識去解釋現(xiàn)象，或者不能能動地從現(xiàn)象中提取知識，那現(xiàn)象觀察就毫無意義。 ⑤要有深度，需要現(xiàn)象觀察、分析、思考一步一步地引向深入。 比如“從屋檐處滴下水滴的運動”這樣一個現(xiàn)象：觀察水滴的“運動軌跡→運動速度→動能變化→勢能變化→能量轉換……”不斷深入。不同學段的體驗式學習需要達到不同的知識深度，不能老停留在最初的“運動軌跡”觀察層次。

三、物理思維過程的體驗式學習

（一）物理現(xiàn)象與規(guī)律相結合的體驗式學習

學習物理從入門到入行的關鍵點，在于將“感覺記憶”與規(guī)律能動地結合起來，將形象思維與邏輯思維完美地融合。體驗式學習更加強調思維訓練：①要刻意體驗在高中物理入門階段， 以形象思維為基礎進行模仿訓練，以實際例題分析、求解的過程為原型進行體驗；刻意突出原型特征：針對實例過程進行受力分析、運動分析、作圖分析等（形象思維的比重大），再尋找實例中有哪些過程、有哪些量、哪些已知、哪些不知；再抽象為量與量間的關系，尤其是那些變量獨立變量的關系；再抽象到某個函數(shù)關系，建立公式求解（邏輯思維的比重大）；再將結果放回實例中去討論，比如解的取舍，矢量的方向（形象思維的比重大）等等。 做到在整個實例原型中刻意強調：哪些是現(xiàn)象、哪些是規(guī)律、哪些思維屬于形象思維、哪些思維屬于邏輯思維；刻意強調它們相互滲透、相互影響、相互修正。 ②刻意引導學習者體驗如何“抽象”成物理規(guī)律：逐漸擺脫對實例原型的模仿，直接理解前提與結論間的必然聯(lián)系的內涵， 直接理解物理現(xiàn)象與規(guī)律的融合點。 ③刻意體驗在前面基礎上單刀切入邏輯思維，以逐步減少形象思維的比例。比如將一個物體的運動直接抽象為質點s-t 圖， 再抽象為 v-t 圖，再抽象為 F-t 圖、a-t 圖，以至于抽象為一般函數(shù)圖[1]。

（二）物理知識點提煉升華的體驗式學習

從各個直觀感性的現(xiàn)象個案到提煉出理性的普遍規(guī)律，是高中物理體驗式學習的重點也是難點。這里以“動量守恒”為例，體驗從物理現(xiàn)象入手，一步一步地提煉升華生成物理規(guī)律：首先感知“游泳時，手向后劃水身體則向前運動”過程中，手和水之間作用大小和方向，提煉出“物體間的作用是相互的”；再進一步提煉：設計一個能準確測定相互作用力大小和方向的實驗，并能在課堂進行具體操做體驗；再從實驗中提煉出作用反作用力的普遍規(guī)律（牛頓第三定律）；再體驗由牛頓第三定律推導出兩個物體組成系統(tǒng)的一位動量守恒；再體驗提煉升華一般情況下，二位或三位系統(tǒng)的動量守恒等等。 每一次提煉與升華體驗，都要突出演繹推理，都是知識與思維融合的質的飛躍。

（三）物理知識應用及拓展的體驗式學習

知識的應用主要指理論探究（發(fā)現(xiàn)新問題）和理論定量估算（解題）；知識的拓展主要指，物理規(guī)律與其它知識經驗結合起來不斷構建、完善、擴展自己的知識體系。 這兩個過程不論從學習的思維上還是程序上，體驗式學習都有自身的優(yōu)勢：從親身體驗的角度來切入學習， 更容易使學習者樂于成為課堂上知識應用與拓展的主角。 比如在學習勻速圓周運動規(guī)律之后，需要體驗分析解答水平面（豎直面）內各種情況下的圓周運動規(guī)律的拓展應用， 再拓展到帶電粒子在勻強磁場中的運動。 物理知識應用及拓展的體驗式學習，對突出自主學習、再學習、建構知識體系、鞏固提高知識利用率等有很好的幫助。

四、高中物理體驗式學習的實踐指導維度

（一）思維指導

思維模式指導是提高物理學習入門幾率和能否成功實施高中物理體驗式學習的難點。要堅持做到：①刻意加強學習者主動學習的方法指導， 積極能動地參與，沒有參與就不能產生任何體驗，就沒有體驗式學習。②刻意加強指導學習者主動感受到“樂”，樂中有學，學中有樂，形象思維與邏輯思維更進一步的融合成為可能，學習效果更好。③刻意加強學習者學以致用的方法指導， 體驗式學習為學習者及時提供了一個運用物理知識的空間，使生活、知識、社會三者不再割裂，學習高中物理不再越來越難。④刻意加強學習者還原物理情景， 體驗原始物理問題的真問題的思維指導， 體驗任一個邏輯推導并非虛擬的游戲，而是有與之對應的真實過程。

（二）反饋交流

反饋交流思考問題是實施高中物理體驗式學習，是提高獲取知識與技能質量高低的重中之重：通常抓住小組合作學習的方式，通常分為四人組（也可以分二人組），經過體驗原始物理問題之后，要求小組內交流，比如一人宣講三人聽，講者按照自己的理解進行講解，一邊講一邊在紙上畫草圖、演算或者理論推導，主要講這部分“講什么？是什么？為什么？怎樣表達？ 怎樣演算推理？ ”聽者也按照自己的理解來做到有準備地聽，小組內輪流講輪流聽，相互交流理解經驗，相互糾錯，相互提醒，相互完善理解[2]。

（三）方法移植

方法移植是進行體驗式學習，養(yǎng)成創(chuàng)新思維習慣，從而自主學習終身學習的重要途徑。①體驗式學習不僅適用于物理學科，學習者很容易將高中物理體驗式學習的經驗移植到其他學科。 ②突出學習物理知識的同時還可能通過方法移植、知識組合實現(xiàn)創(chuàng)新成為可能。③體驗式學習突出了能力全面發(fā)展，實踐中也許理解掌握某個知識技能略微差些，但體驗中有可能意外獲得其他知識。

綜上所述，體驗式學習不僅能夠“促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考”，而且能夠促進“自我教育”、滿足終身學習的需要。

[1]余俊文.中下層次學生學習物理入門切入點的理性思考[J].物理通報，2011（5）：31-33.

[2]余俊文.高中物理“教材精讀法”的課堂建構與維度研究[J].教育科學論壇，2012，（2）：19-21.