林勝鍋

摘 要：高中物理難學(xué)主要表現(xiàn)在物理解題困難上，專家的解題能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于新手的重要原因是專家領(lǐng)域知識(shí)技能化，領(lǐng)域技能自動(dòng)化，而領(lǐng)域知識(shí)系統(tǒng)化是基礎(chǔ)和前提，要提高學(xué)生的物理問題解決能力，教師要在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生從“典型物理知識(shí)口訣化，相似知識(shí)類比、易混知識(shí)比較表格化，章內(nèi)知識(shí)層級(jí)化，章間知識(shí)邏輯化，模塊知識(shí)系統(tǒng)化”五個(gè)方面對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化。

關(guān)鍵詞：物理知識(shí)；口訣化；表格化；層級(jí)化；邏輯化；系統(tǒng)化

高中物理難學(xué)，“物理課一聽就懂，物理練習(xí)一做就錯(cuò)”是大多數(shù)高中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的過程中的共同體驗(yàn)。從某種意義上講高中物理難學(xué)主要表現(xiàn)在物理解題困難上。

新手和專家在領(lǐng)域問題解決的研究表明，系統(tǒng)化的知識(shí)是專家的解題能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于新手的一個(gè)重要原因，專家具以下特點(diǎn)：有組織的知識(shí)結(jié)構(gòu)（領(lǐng)域知識(shí)系統(tǒng)化），領(lǐng)域技能自動(dòng)化[1]。因此要提高學(xué)生的物理問題解決能力，教師在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)化，并以此促進(jìn)知識(shí)的技能化。物理知識(shí)系統(tǒng)化主要包括：（1）章節(jié)知識(shí)系統(tǒng)化。（2）模塊知識(shí)知識(shí)系統(tǒng)化。（3）模塊間知識(shí)系統(tǒng)化。物理知識(shí)系統(tǒng)化的方法主要有：（1）列表法；（2）畫結(jié)構(gòu)圖法；（3）邏輯圖法。不同知識(shí)的系統(tǒng)化采用的方法也有所不同，具體的做法如下。

1 典型物理知識(shí)口訣化

“口訣化”即對(duì)知識(shí)的高度的概括，這有助于對(duì)知識(shí)的記憶和理解，口訣化在很多學(xué)科的學(xué)習(xí)中都有廣泛的應(yīng)用，我們對(duì)小時(shí)候?qū)W習(xí)過的“乘法口訣表”有深刻印象?！翱谠E化”在一些陳述知識(shí)較多的科目如：政、史、地、化、生都有較為廣泛的應(yīng)用，實(shí)踐表明“口訣化”可以提高這些學(xué)科的學(xué)習(xí)效率。高中物理的很多知識(shí)都可以進(jìn)行口訣化。

例如：閉合電路動(dòng)態(tài)分析問題中的“串反并同”；楞次定律的應(yīng)用中的“增反減同”和“來拒去留”；機(jī)械波的傳播規(guī)律口訣“上坡下，下坡上”，還可以歸納出“帶動(dòng)法”和“同側(cè)法”等。

實(shí)際上這些口訣對(duì)于物理解題而言就是一種“強(qiáng)方法”，正確理解這些口訣能大大提高物理的解題效率。

2 相似知識(shí)類比、易混知識(shí)比較表格化

皮亞杰認(rèn)為：“智慧行為依賴于同化與順應(yīng)這兩種機(jī)能從最初不穩(wěn)定平衡過渡到逐漸穩(wěn)定的平衡”[2]，根據(jù)皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識(shí)論，學(xué)習(xí)是主動(dòng)適應(yīng)的過程，人在學(xué)習(xí)過程中總是把知覺到的事物與腦內(nèi)已有的認(rèn)識(shí)統(tǒng)一聯(lián)系，當(dāng)新知識(shí)與原有的知識(shí)相似時(shí)，就通過同化將新知識(shí)納入原有的圖式中，當(dāng)原有的知識(shí)不能同化新知識(shí)時(shí)，就會(huì)通過順應(yīng)調(diào)節(jié)原有圖式或重建新圖式，起到認(rèn)識(shí)上達(dá)到新的平衡，于是學(xué)習(xí)就在圖式、同化、順應(yīng)、平衡的過程不斷發(fā)展。物理中有很多容易混淆的知識(shí)和相似的知識(shí)，這些知識(shí)很容易引起學(xué)生提取知識(shí)混亂，理解起來又很費(fèi)勁，其原因主要就是在同化、順應(yīng)、平衡出了問題；對(duì)這些物理知識(shí)、物理概念和物理規(guī)律進(jìn)行列表PK，就象玩“找不同”的游戲一樣，這有利于同化、順應(yīng)、平衡的進(jìn)行，有利于學(xué)生在相對(duì)輕松的環(huán)境下對(duì)相似、易混知識(shí)進(jìn)行辨認(rèn)、區(qū)分、理解、掌握和提取。

2.1 相似知識(shí)、規(guī)律、問題、模型進(jìn)行類比PK，促進(jìn)知識(shí)的同化。

高中物理的很多知識(shí)、規(guī)律、問題、模型表面相異，但本質(zhì)上又相似的，因?yàn)樘嗨屏耍杂袝r(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候會(huì)感覺很亂，抓不到問題的本質(zhì)，不能有效地借助模型來解決問題。例如平拋運(yùn)動(dòng)和類平拋運(yùn)動(dòng)；萬(wàn)有引力定律（F=G）和庫(kù)侖定律（F=k），電場(chǎng)和磁場(chǎng)；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和電磁振蕩；豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中“管道-小球”和“輕桿-小球”等；豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和類豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)；豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中“輕繩-小球”PK“輕桿-小球”；圓錐擺和倒圓錐擺；完全非常彈性碰撞和各種內(nèi)力不同系統(tǒng)相互作用等。

這時(shí)可以用列表PK比較的方法，促進(jìn)同類問題的同化，使看似零亂、性質(zhì)相異知識(shí)、問題、模型變得有規(guī)律性，讓學(xué)生易于接受、掌握、提取、應(yīng)用。

2.2 易混知識(shí)、問題、模型的列表PK，促進(jìn)知識(shí)的順應(yīng)

高中物理中很多物理知識(shí)、規(guī)律、問題、模型表面相似，但本質(zhì)上又相異，且有諸多關(guān)聯(lián)。如：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)諧波；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像和簡(jiǎn)諧波圖像；滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力；洛侖茲力和電場(chǎng)力；動(dòng)能定理和動(dòng)量定理等，這些問題也可通過列表PK的辦法來促進(jìn)知識(shí)的順應(yīng)，從而促進(jìn)物理知識(shí)的系統(tǒng)化。

這種通過列表PK的方法，既有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，幫助學(xué)生對(duì)新知識(shí)的同化、順應(yīng)和平衡，同時(shí)又象“找不同”的游戲，能激發(fā)好奇心和求知欲，能讓學(xué)生自己在主動(dòng)思考的前提下進(jìn)行比較學(xué)習(xí)，通過這樣的訓(xùn)練可以使學(xué)生更輕松、更清楚、更全面、更深刻地區(qū)別掌握易混、相似的物理知識(shí)，有利于物理知識(shí)的系統(tǒng)化。

3 章內(nèi)知識(shí)層級(jí)化

在很多場(chǎng)合下物理解題困難，表現(xiàn)在物理知識(shí)的遺忘、混淆和提取困難，用錯(cuò)規(guī)律或不知道用什么知識(shí)。這與學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中，知識(shí)的混亂、無序有關(guān)，特別是在所學(xué)知識(shí)多的時(shí)候，前攝干擾、后攝干擾使得這種現(xiàn)象就顯得尤其突出。這種情況就像沒有檢索目錄在圖書館找一本書一樣。

通常情況下，同一章的物理知識(shí)通常存在上下位關(guān)系，如果將這種上下位關(guān)系通過層次分明的層級(jí)圖的方式表達(dá)出來，則非常有利于學(xué)生理順知識(shí)關(guān)系，便于這些知識(shí)在應(yīng)用的過程中快速提取應(yīng)用。例如

3.1 “力”的知識(shí)層級(jí)化（如圖1）

3.2 “牛頓第二定律”知識(shí)層級(jí)化（如圖2）

4 章間知識(shí)邏輯化

物理的同一個(gè)模塊的不同章的知識(shí)之間往往存在很明顯的邏輯關(guān)系，理順這種邏輯關(guān)系有利于學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)學(xué)習(xí)、記憶、理解、掌握和綜合應(yīng)用。

4.1 物理必修1的內(nèi)容之間的關(guān)系歸納為（如圖3）

4.2 運(yùn)動(dòng)和力學(xué)的邏輯關(guān)系圖（如圖4）

通過以上的邏輯化的歸類，促使學(xué)生對(duì)各種運(yùn)動(dòng)的原因和運(yùn)動(dòng)的規(guī)律的脈絡(luò)有了清晰、簡(jiǎn)潔、有條理的認(rèn)識(shí)，這樣，再學(xué)習(xí)起力學(xué)知識(shí)來就不會(huì)覺得那么雜、那么亂，而有利于知識(shí)的提取和靈活應(yīng)用。

5 模塊知識(shí)系統(tǒng)化

物理是一門邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、注重邏輯思維的自然學(xué)科，除了個(gè)別物理知識(shí)是自成體系之外（比如幾何光學(xué)知識(shí)），其他的各部分知識(shí)之間都是有關(guān)聯(lián)的，而其關(guān)聯(lián)的線索就是“能量”和“力”。即每一種力都會(huì)涉及做功，功是能轉(zhuǎn)化的量度，每一種力做功都會(huì)涉及某種形式的能量與其他形式的能量之間的轉(zhuǎn)化。

如果在教學(xué)中利用窮舉法，讓學(xué)生回憶并寫出所有與功有關(guān)的關(guān)系式，在學(xué)生寫出：

功的定義：

W=Fscosθ；

動(dòng)能定理：W合=Ek2-Ek1；

重力做功與重力勢(shì)能的改變：WG=EP1-EP2；

功和功率：W=Pt；

電場(chǎng)力做功：WAB=qUAB=qφ1-qφ2；

電流做功：W=UIt；

光電效應(yīng)：mv02=hf-W等等。

之后當(dāng)學(xué)生正在為記住這一個(gè)個(gè)知識(shí)發(fā)愁的時(shí)候，老師再引導(dǎo)學(xué)生將這些看起來散亂的且又沒有什么關(guān)系的知識(shí)用圖5所示的關(guān)系圖表達(dá)出來，那么學(xué)生對(duì)“功”的理解就會(huì)有質(zhì)的飛躍，學(xué)生的思維就會(huì)一下子豁然開朗，在其頭腦中就會(huì)形成“功的發(fā)散圖”，就會(huì)立即想到與之相對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)和物理規(guī)律，看到W=qU就會(huì)聯(lián)想到電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能改變的關(guān)系；看到W=hf-mv02就會(huì)聯(lián)想到光電效應(yīng)和光電方程；看到W=ΔE-Q就會(huì)聯(lián)想到熱力學(xué)第一定律等。

這樣，我們就可以通過啟發(fā)引導(dǎo)，使學(xué)生通過主動(dòng)思考后，用一個(gè)小小的放射狀關(guān)系圖把整個(gè)高中物理中除光學(xué)以外的物理知識(shí)系統(tǒng)化，形成一塊完整的知識(shí)體系，會(huì)大大提高物理的學(xué)習(xí)效率，也可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高自我效能感，最后提高學(xué)生的解題能力。

總之，系統(tǒng)化的知識(shí)是知識(shí)技能化，解題技能自動(dòng)化的前提和基礎(chǔ)，因此要提高高中物理解題效率，就必需從以上五個(gè)方面做好知識(shí)系統(tǒng)化。實(shí)踐表明通過以上的“五化”能大大促進(jìn)高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性，從而提高物理解題效率，能在一定程度上改變物理難學(xué)的狀況。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳慶麟，胡誼.教育心理學(xué)—獻(xiàn)給教師的書 [M] .上海：華東師大出版社，2008：232-237.

[2]施良方.學(xué)習(xí)論 [M] .北京：人民教育出版社，2008： 172-173.