張建波

摘 要：本文通過揭示物理知識學(xué)習(xí)與掌握過程中的動態(tài)結(jié)構(gòu)和規(guī)律，闡述各個認(rèn)知階段和環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化依據(jù)，從而探明哪些認(rèn)知的階段或環(huán)節(jié)出現(xiàn)“認(rèn)知障礙”的頻率較高，以此來構(gòu)建相應(yīng)的物理知識學(xué)習(xí)的過程模型，尋求消除這些障礙的策略，減少低效重復(fù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高教學(xué)效率，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：物理知識學(xué)習(xí)；認(rèn)知障礙；過程模型

一、緣起

高中很多學(xué)生會出現(xiàn)的問題：聽聽都懂、做做不會。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)科是一個多數(shù)人認(rèn)為偏難的學(xué)科。筆者對這個問題進(jìn)行了一些思考，希望能與各位同行一起分享。

二、探因

物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和核心是物理知識的學(xué)習(xí)?？茖W(xué)的探究思想和邏輯思維能力的提高、物理應(yīng)用能力的提高、科學(xué)的解題方法等均要以物理知識為依據(jù)，或緊密結(jié)合物理知識的學(xué)習(xí)而展開。

從認(rèn)知心理角度來講，物理知識的學(xué)習(xí)是學(xué)生個體的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)與物理環(huán)境相互作用的過程，也是物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化的過程，即物理心理結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過程。具體而言，學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程是不斷地形成、發(fā)展、完善自己認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程，也就是使物理現(xiàn)象、物理概念和物理規(guī)律在學(xué)生心智中合理組合、配置、形成認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的過程。從學(xué)習(xí)的具體過程和認(rèn)知活動角度講，物理知識的學(xué)習(xí)是通過一系列的心理活動，如感覺、知覺、表象、記憶、判斷、思維、推理、想象、抽象、概括、具體化、系統(tǒng)化等，對外來信息或存在資料進(jìn)行加工處理而完成的。即在現(xiàn)實(shí)的物理教學(xué)情境中，學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)通常要經(jīng)歷感知物理現(xiàn)象、建立物理表象、形成概念和掌握規(guī)律、認(rèn)知結(jié)構(gòu)重組、運(yùn)用鞏固幾個基本階段。

所以，只要某個認(rèn)知活動過程出現(xiàn)偏差，或在某個學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)“認(rèn)知障礙”，即會妨礙學(xué)生進(jìn)一步有效學(xué)習(xí)，阻礙形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)，造成學(xué)生“聽聽都懂、做做不會”的問題。不少學(xué)生正是由于逾越不了物理學(xué)習(xí)中的障礙而喪失繼續(xù)學(xué)習(xí)的信心。要改變這種局面，教師就得深入研究學(xué)生物理知識學(xué)習(xí)的過程，新舊知識銜接的環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)化通道，從中探索和發(fā)現(xiàn)學(xué)生在哪些節(jié)點(diǎn)上會出現(xiàn)認(rèn)知障礙，其特點(diǎn)和形式有哪些，如何有效地消除這些認(rèn)知障礙，避免學(xué)生浪費(fèi)時間和精力去填平知識的鴻溝，跨越認(rèn)知障礙，把他們從“題海戰(zhàn)”的泥潭里拔出來，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，幫助學(xué)生更高效地進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)。

三、行動一：研究物理知識學(xué)習(xí)的具體過程，探求“認(rèn)知障礙”出現(xiàn)的環(huán)節(jié)和表現(xiàn)形式

1.人的認(rèn)識過程模型

2.物理知識學(xué)習(xí)和掌握過程中的典型認(rèn)知階段和環(huán)節(jié)

（1）物理知識是人類認(rèn)識物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的具體成果，是物理學(xué)習(xí)的直接對象。物理知識包括物理現(xiàn)象、物理概念和物理規(guī)律三個要素。

物理現(xiàn)象即實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)以及自然界中與物理有關(guān)的實(shí)際現(xiàn)象。它們可以通過感官觀察或借助儀器觀測對自然界和實(shí)驗(yàn)室中發(fā)生的物理事件直接描述。如：“電流的磁效應(yīng)”“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”“自由落體運(yùn)動”“薄膜干涉現(xiàn)象”“彩虹”等。

物理概念是組成物理知識的基本元素，是一類物理現(xiàn)象的共同特征和本質(zhì)屬性在人腦中概括和抽象的反映。物理概念的學(xué)習(xí)在整個物理學(xué)習(xí)中處于核心地位，概念理解得如何從根本上決定了學(xué)習(xí)的效果。

物理規(guī)律是物理知識的骨架，它表現(xiàn)為若干物理概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，反映出物理現(xiàn)象和過程在一定條件下發(fā)展、變化的必然趨勢。物理規(guī)律的學(xué)習(xí)同物理概念的學(xué)習(xí)一樣，在整個物理學(xué)習(xí)中居于核心地位。物理規(guī)律的描述往往有三種基本形式，即文字?jǐn)⑹?、?shù)學(xué)公式和函數(shù)圖像。對物理規(guī)律的掌握程度直接決定學(xué)生應(yīng)用能力的高低。

（2）不同類型的物理知識對思維活動的要求側(cè)重點(diǎn)不同，但都要遵循認(rèn)識活動的基本規(guī)律。關(guān)于人的認(rèn)識的發(fā)展過程，列寧曾作過這樣的概括：“從生動的直觀到抽象的思維，并從抽象的思維到實(shí)踐，這就是認(rèn)識真理、認(rèn)識客觀實(shí)在的辨證的途徑?！睂ξ锢碇R的認(rèn)知過程正是經(jīng)歷了這樣的途徑，通過認(rèn)識上的兩次飛躍而不斷完成的。抓住了認(rèn)識上的兩次飛躍，就抓住了物理學(xué)習(xí)認(rèn)知過程的關(guān)鍵。

第一次飛躍，即從感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識的飛躍。感知階段是感性知識的形成過程。物理知識學(xué)習(xí)中有兩種感知形式，一種是以觀察實(shí)驗(yàn)為形式的對正在發(fā)生的物理現(xiàn)象的感知，另一種是以聽講、閱讀為形式的對教材中材料的感知。比如，在感知單擺運(yùn)動的觀察實(shí)驗(yàn)中，要測量擺動周期，就需要學(xué)生用眼盯準(zhǔn)擺同平衡位置重合的時刻，同時用手起動秒表，用口數(shù)著擺動次數(shù)，用耳鑒聽自己的讀數(shù)。當(dāng)看到擺最后一次通過平衡位置時，及時止動秒表。整個過程交織著多種感官活動，在觀測中互相制約、協(xié)調(diào)進(jìn)行，使學(xué)生對單擺的運(yùn)動獲得比較完整的感性認(rèn)識。

建立物理表象階段是對感性知識的加工改造，是從具體感知到抽象思維的過渡和橋梁。表象既是對事物的直接和形象的認(rèn)識，又是對事物的初步概括和抽象的認(rèn)識，表象是從感知過渡到思維的中間環(huán)節(jié)。在物理知識的學(xué)習(xí)中，學(xué)生自覺地進(jìn)行表象活動，利用表象使物理概念形象化，促成從形象思維到抽象思維的轉(zhuǎn)化，從而順利地掌握概念。例如：學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，通過觀察實(shí)驗(yàn)獲得了一些物理現(xiàn)象：導(dǎo)線在磁極間作某種運(yùn)動時，連在電路中的電流會顯示回路中有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁鐵插入或拔出線圈時，與線圈相連的電流表會顯示線圈中有電流產(chǎn)生；當(dāng)改變原線圈中的電流時，與副線圈相連的電流表會顯示副線圈中有電流產(chǎn)生。從中概括出：在與電流表相連的回路所包圍的區(qū)域中，如果磁場有了變化，電流表會有電流產(chǎn)生。

形成物理概念和掌握物理規(guī)律是學(xué)生將感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的核心階段。本階段實(shí)質(zhì)上是思維過程。具體而言，學(xué)生經(jīng)過感知而獲得的物理表象在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有知識經(jīng)驗(yàn)的支持下，轉(zhuǎn)化為頭腦中的抽象規(guī)定，是通過分類、概括、抽象等思維加工活動完成的。例如，在理解“位移”這一概念時，要明確：①為什么引入這一概念？②它的內(nèi)涵，如是描述什么的物理量？是否是矢量？它的大小和方向如何定義？它的單位是什么？③它的外延，即概念所反映的本質(zhì)屬性的對象，也就是概念的適用范圍。④了解它與路程的區(qū)別與聯(lián)系。物理規(guī)律是物理過程中各概念之間的必然聯(lián)系，是在形成物理概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它的主要思維活動是抽象、判斷和推理。

物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重新組合階段是感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的一個重要環(huán)節(jié)，它是一個回憶、歸類、概括、判斷、推理、分析、綜合的思維加工過程。物理認(rèn)知結(jié)構(gòu)的變化，主要是使頭腦中已知的散亂的物理現(xiàn)象形成秩序，或使頭腦中的知識結(jié)構(gòu)擴(kuò)展、更新或重建。例如，學(xué)生在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已經(jīng)有了相互并列的概括：紙片比粉筆下落得慢，紙團(tuán)和粉筆幾乎同時落地。兩種現(xiàn)象的對比能夠推理得出沒有空氣阻力，不同質(zhì)量的物體下落速度一樣。這樣就會改變以往的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使物理知識結(jié)構(gòu)重新組合。因?yàn)槔斫饬耍匀菀子涀　?/p>

第二次飛躍，即通過運(yùn)用知識解決物理問題的過程，學(xué)會應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的方法。一方面，需要從已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中提取有關(guān)的知識和方法；另一方面，解決問題將鞏固、深化、活化認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的已有知識，并有可能進(jìn)一步豐富認(rèn)知結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。通過解決問題，學(xué)生靈活地把理性知識運(yùn)用于實(shí)際，思維從抽象上升到具體，使知識從弄懂到會用，從而完成認(rèn)識上的第二次飛躍。具體而言，學(xué)生通過感知、表象、形成概念、整合，對所學(xué)的物理知識已有所領(lǐng)會，但實(shí)際掌握過程到此并沒有完結(jié)，而是在教師的引導(dǎo)下提出更深層次的問題，需要在新情境中推廣、應(yīng)用物理知識。

3.物理知識學(xué)習(xí)和掌握過程中各階段之間的聯(lián)系及轉(zhuǎn)化依據(jù)

首先，這些階段是由低到高、由簡單到復(fù)雜依次深入和上升的，后一階段都是在前一階段順利完成的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，同時后一階段又是前一階段的提升和發(fā)展。

其次，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的順利轉(zhuǎn)化的依據(jù)是：（1）完整地觀察實(shí)驗(yàn)、模型，仔細(xì)閱讀教材、查閱數(shù)據(jù)，并能正確體會其中含義，同時激活已有知識，將新、舊知識有機(jī)結(jié)合起來，歸納、概括出概念、規(guī)律和定律。（2）正確理解概念、規(guī)律、定律的要素，并有遷移應(yīng)用的能力和分析、辨析新問題的能力，并順利延伸到實(shí)踐應(yīng)用中。

上述這些必須條件或依據(jù)中，只要其中某一環(huán)節(jié)或節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)認(rèn)知障礙，物理知識的學(xué)習(xí)就會中斷或變得零散，不成系統(tǒng)，還會導(dǎo)致其他環(huán)節(jié)出現(xiàn)學(xué)習(xí)障礙，在應(yīng)用時遇到困難。所以有必要測查在哪些環(huán)節(jié)上最易出現(xiàn)認(rèn)知障礙。

4.物理知識學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中的認(rèn)知障礙的特征及表現(xiàn)形式

根據(jù)筆者的教學(xué)實(shí)踐，有意識地針對學(xué)習(xí)困難學(xué)生的認(rèn)知階段進(jìn)行觀察，并進(jìn)行一年的跟蹤測查，方法主要有“談話法”“分析診斷法”“自我反省法”等。最終總結(jié)出以下幾種典型的認(rèn)知障礙。

（1）感知信息障礙。物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，離開了對正在發(fā)生的物理現(xiàn)象的觀察，物理學(xué)就成了無源之水，無本之木。但由于實(shí)驗(yàn)觀察的局限性，查閱資料、數(shù)據(jù)的不完整性，感知物理環(huán)境的局限性，會造成感知信息障礙。例如，沒有觀察到足夠多的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，就不可能很好地理解和掌握電磁感應(yīng)這一概念，更不可能理解電磁感應(yīng)定律。

（2）新舊知識銜接障礙。新知識在形成結(jié)論前往往需要以舊知識作為依托，由于沒有及時鞏固，遺忘率較高，使新舊知識不能有機(jī)地連貫起來，造成新舊知識銜接障礙。例如：在應(yīng)用牛頓第二定律解決動力學(xué)的兩類基本問題時，有的學(xué)生把勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律及一些推論忘記了，感覺無從下手，難以掌握。

（3）相關(guān)知識干擾障礙。物理概念之間既相互聯(lián)系，又相互區(qū)別。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理概念時，常常不能區(qū)分相鄰、相近的物理概念。例如，很多學(xué)生不能正確區(qū)分速度和加速度的概念，在理解速度和加速度的概念時，所犯的錯誤主要是：不能把特定的瞬時速度和特定的時刻聯(lián)系起來；不能區(qū)別速度和速度變化，忽視速度發(fā)生變化時的時間間隔；另外，還有前科學(xué)概念對物理概念的干擾。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前，頭腦中并不是一張白紙，他們從日常生活中積累了不少與物理有關(guān)的感性經(jīng)驗(yàn)，對事物的物理屬性有了一定的認(rèn)識，形成一定的觀念，即前科學(xué)概念。其中有些經(jīng)驗(yàn)形成的觀念是錯誤的或片面的，從而干擾了正確概念的形成。例如：認(rèn)為鐵球比紙團(tuán)下落得快；摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動；甲把乙推倒了，說明甲推乙的力比乙推甲的力大；物體受力才運(yùn)動等。

（4）知識遷移障礙。由于對概括得出的結(jié)論的本質(zhì)要素理解不夠深刻、清晰，所以缺乏對知識進(jìn)行模仿、延伸、再造的能力。因此，即使是簡單的模仿應(yīng)用都不順暢，更不用說將知識進(jìn)行變換、聯(lián)想、類比了，從而造成知識遷移障礙。例如，如圖所示，AB是半徑為1米的光滑圓弧，在A點(diǎn)與水平面相切。已知AB弧長為4厘米，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球從B點(diǎn)由靜止釋放，設(shè)小球下滑到圓弧低端A所需時間為t，為使小球下滑時間增為2t，可采用下列方法中的哪一種？

A.小球質(zhì)量增加為原來的兩倍

B.將圓弧的半徑增加為原來的4倍

C.將圓弧的長度增加為原來的兩倍

D.將小球從圓弧的中點(diǎn)C有靜止釋放。

有的學(xué)生把簡諧運(yùn)動的周期公式背得滾瓜爛熟，但若換成上題，很多學(xué)生卻答不上來，這就是遷移障礙。其實(shí)只要將小球的運(yùn)動看成是單擺，問題就迎刃而解。

（5）定勢作用的障礙。在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常受到心理定勢或知識定勢的影響，主觀意志凌駕于客觀分析之上，只會沿著一個方向挖掘，不善于變換角度思考，從而造成認(rèn)知障礙。例如，有一人在勻速行駛的列車上豎直向上拋出一小球，則小球?qū)⒙湓趻伋鳇c(diǎn)的：

A.前面 B.后面 C.原地 D.無法判斷

很多學(xué)生會選B，這就是思維受到定勢作用，認(rèn)為小球在做豎直上拋運(yùn)動這段時間里，列車在向前運(yùn)動，而忽略小球在拋出時同時還具有向前的速度。

（6）知識體系形成障礙。由于已有的物理知識結(jié)構(gòu)不清晰，概念模糊，在已建立起來的長時記憶系統(tǒng)中各知識點(diǎn)的橫向聯(lián)系和縱向?qū)哟侮P(guān)系不是很明確，造成新知識納入困難，找不到合適的歸屬位置，從而使得知識零散，不僅不能運(yùn)用自如，而且容易遺忘，這便是知識體系形成障礙。

例如，在學(xué)完了高中力學(xué)部分內(nèi)容以后，在腦子里分散著很多概念、定理、定律、原理，搞不清各部分之間的邏輯關(guān)系，不明確各知識點(diǎn)在知識結(jié)構(gòu)中所處的地位，各概念及規(guī)律之間的聯(lián)系與區(qū)別，找不到力學(xué)知識體系的主線——力和運(yùn)動的關(guān)系，直接影響知識的整體應(yīng)用。

綜上所述，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往受到上述認(rèn)知障礙的阻擋，而不能順利地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，所以需要構(gòu)建一種學(xué)習(xí)的過程模型，在實(shí)施過程中教師進(jìn)行有目的的引導(dǎo)和訓(xùn)練，針對性地消除學(xué)生可能出現(xiàn)的認(rèn)知障礙，從而避免學(xué)習(xí)中的低效重復(fù)，切實(shí)減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，提高學(xué)習(xí)的效率。

四、行動二：構(gòu)建物理知識學(xué)習(xí)的過程模型，探求克服認(rèn)知障礙的策略

知識的掌握必須通過一系列的認(rèn)識活動才能實(shí)現(xiàn)，因此，從物理知識學(xué)習(xí)與掌握過程的動態(tài)規(guī)律入手，構(gòu)建一種物理知識學(xué)習(xí)的過程模型、它的特征是符合人的認(rèn)識活動規(guī)律，按學(xué)習(xí)和掌握知識的各個認(rèn)知階段和環(huán)節(jié)安排學(xué)習(xí)過程，有目的地在學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行針對性訓(xùn)練，以便幫助學(xué)生成功逾越認(rèn)知障礙，提高學(xué)習(xí)能力，激活學(xué)習(xí)氛圍，使學(xué)生能夠愉快地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，最終達(dá)到提高成績的目的。

1.物理知識學(xué)習(xí)過程模型的基本結(jié)構(gòu)

2.在課堂教學(xué)中貫徹過程模型的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)有效克服認(rèn)知障礙的策略

在課堂教學(xué)中教會學(xué)生“怎么學(xué)”，即幫助學(xué)生構(gòu)建物理知識學(xué)習(xí)的過程模型的初步框架，讓學(xué)生了解怎樣去觀察、思考、概括，如何編織出知識網(wǎng)絡(luò)，建立完善的物理知識的基本框架，同時訓(xùn)練學(xué)生研究和認(rèn)識事物的科學(xué)方法，即觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、查閱資料、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論。通過觀察、操作、分析、整理、類比、歸納等過程，提高學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑺季S能力、創(chuàng)新能力等。在整個高中階段的物理知識學(xué)習(xí)中讓學(xué)生逐步熟練運(yùn)用該過程模型進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并在學(xué)習(xí)過程中不斷地加以完善。

下面就“平拋物體的運(yùn)動”一節(jié)課談?wù)勅绾谓Y(jié)合課堂教學(xué)中實(shí)施該過程模型，及如何有效地將克服認(rèn)知障礙的策略有機(jī)地結(jié)合到教學(xué)實(shí)踐中。

（1）課前預(yù)習(xí)，消除新舊知識銜接障礙。有意識地指導(dǎo)學(xué)生課前復(fù)習(xí)相關(guān)舊知識。教師在引入時，只需簡單的幾句話就能迅速地切入正題，達(dá)到激發(fā)學(xué)生求知欲的目的。如布置課前預(yù)習(xí)物體做曲線運(yùn)動的條件，牛頓運(yùn)動定律的內(nèi)容，勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律，運(yùn)動的合成遵循的規(guī)律，等等。

（2）指導(dǎo)直觀，消除感知信息障礙。本節(jié)課的重點(diǎn)是研究平拋運(yùn)動的規(guī)律，關(guān)鍵是做好演示實(shí)驗(yàn)和分析閃光照片。教師要用啟發(fā)性的、能揭示要點(diǎn)的語言指導(dǎo)學(xué)生，設(shè)問應(yīng)有一定的梯度，讓學(xué)生在探究過程中經(jīng)過努力就能達(dá)到目標(biāo)，從而將學(xué)生的注意力和思維不斷引向深入，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動力，實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展。例如，通過演示1（沿水平拋出一小球）讓學(xué)生看到平拋運(yùn)動的軌跡，得到物體做平拋運(yùn)動時，在水平方向和豎直方向都有運(yùn)動這個事實(shí)，然后提出研究這兩個方向上的運(yùn)動具有什么特點(diǎn)；出示演示2（用平拋豎落儀演示同時做平拋運(yùn)動的小球A和自由落體運(yùn)動的小球B同時落地），使學(xué)生認(rèn)識平拋運(yùn)動在豎直方向的運(yùn)動是自由落體，提示想進(jìn)一步知道平拋運(yùn)動在水平方向是什么運(yùn)動怎么辦？這時及時出示平拋運(yùn)動的閃光照片，提出分析他人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，也相當(dāng)于做實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生通過自己的操作得出結(jié)論。

（3）幫助概括，消除知識類化、整合障礙。解析上述兩個演示實(shí)驗(yàn)和閃光照片，依據(jù)表象及獲得的實(shí)驗(yàn)信息，概括出平拋物體在水平方向的運(yùn)動是勻速的，在豎直方向上是自由落體運(yùn)動，這兩個運(yùn)動互不干擾、相互獨(dú)立。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生通過所學(xué)的動力學(xué)知識去認(rèn)識其中的道理，引導(dǎo)學(xué)生自己列出一條知識主線，得出平拋運(yùn)動的規(guī)律，并將它納入質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械運(yùn)動一類。

（4）設(shè)計(jì)習(xí)題，消除遷移障礙及思維定勢障礙，鞏固、深化所學(xué)知識。在學(xué)生知識遷移能力較弱時或新知識層次較高完全領(lǐng)悟較困難時，要避免設(shè)計(jì)跳躍性訓(xùn)練題。應(yīng)從低層次開始，逐漸提高，先讓學(xué)生學(xué)會簡單地模仿，再上升到會變換角度思考，并進(jìn)一步要求他們獨(dú)立聯(lián)想、對比。例如，理解了平拋物體在水平方向的運(yùn)動是勻速的，在豎直方向上是自由落體運(yùn)動，得出平拋運(yùn)動的規(guī)律以后，就可解決一些實(shí)際問題。

例題1 飛機(jī)在810米的高空中水平飛行，速度是252千米/小時。為了使飛機(jī)上落下的物體能落在指定地點(diǎn)，應(yīng)該在離開指定地點(diǎn)的水平距離多遠(yuǎn)的地方落下？物體落地時速度如何？

例題2 在水平路上騎摩托車的人，遇到一個壕溝（如右圖所示），摩托車的速度至少要有多大，才能越過這個壕溝？

在“新課教學(xué)”以后圍繞本節(jié)課的重點(diǎn)知識安排“課堂討論”，幫助學(xué)生概括、消化、理解所學(xué)的內(nèi)容。

討論1 用m、v0、h分別表示平拋運(yùn)動物體的質(zhì)量、初速度和拋出點(diǎn)離水平地面的高度，在這三個量中：A.物體在空中運(yùn)動的時間是由————決定的。B.在空中運(yùn)動的水平位移是由————決定的。C.落地時瞬時速度的大小是由————決定的。D.落地時瞬時速度的方向是由————決定的。

討論2 伽利略在1638年寫的《兩種新科學(xué)的對話》一書中曾說，一顆石子從船上一根桅桿頂上落下時，不論船是靜止的還是勻速航行的，它都將落在桅桿的腳下，并親自做了這個實(shí)驗(yàn)。請由平拋運(yùn)動的規(guī)律解釋這一現(xiàn)象。

討論3 一架飛機(jī)水平勻速飛行。從飛機(jī)上每隔1秒鐘釋放一個鐵球，先后共釋放4個。若不計(jì)空氣阻力，從地面上觀察4個球，下列說法正確的是：A.在空中任何時刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)是等間距的。B.在空中任何時刻總是排成拋物線，它們的落地點(diǎn)是不等間距的。C.在空中任何時刻總在飛機(jī)正下方排成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)是等間距的。D.在空中任何時刻總在飛機(jī)正下方排成豎直的直線，它們的落地點(diǎn)是不等間距的。

討論4 獵人用槍水平地射擊停在樹枝上的一只猴子，就在子彈從槍口射出的瞬間，猴子從樹上由靜止開始自由落下，子彈能擊中猴子嗎？為什么？

通過討論不僅可以活躍課堂氣氛，讓學(xué)生積極參與，充分體現(xiàn)學(xué)習(xí)的主動性，還可以使學(xué)生加深對平拋物體運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識，并能從多角度去理解題目所給的物理過程，往往可以使學(xué)生大開眼界，既能拓展知識，還能培養(yǎng)學(xué)生的想象能力。

五、實(shí)施物理知識學(xué)習(xí)之過程模型的效果調(diào)查與反思

在對所教班級的后十五名學(xué)生跟蹤測查近一年后，掌握他們頻繁出現(xiàn)認(rèn)知障礙的幾個環(huán)節(jié)，讓他們嚴(yán)格按照上述過程模型進(jìn)行明確的學(xué)習(xí)，教師采用針對性措施，盡可能預(yù)防和消除其中的認(rèn)知障礙。經(jīng)過一年多的實(shí)踐，獲得了較明顯的效果。

首先，這些學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的畏懼情緒有了很大的轉(zhuǎn)變。從原來一看到物理題就怕、煩，慢慢轉(zhuǎn)變成可以接受，甚至有些喜歡，并能主動地發(fā)問。

其次，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生自己學(xué)會了各種物理學(xué)習(xí)方法。如問題討論法實(shí)驗(yàn)探究法、局部探求法、對比練習(xí)法、信息綜合法、推理學(xué)習(xí)法，等等。眾多的學(xué)習(xí)方法交替應(yīng)用在學(xué)習(xí)過程中，從而對各種物理學(xué)習(xí)方法熟練運(yùn)用，大大提高了物理學(xué)習(xí)的效率。

再次，學(xué)生在不斷使用各種物理方法解決實(shí)際問題時，物理學(xué)習(xí)能力大幅度提高。如運(yùn)用實(shí)驗(yàn)的方法，鍛煉了學(xué)生的觀察能力、設(shè)計(jì)能力、操作能力；在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和問題討論過程中，強(qiáng)化了邏輯思維能力、發(fā)散思維能力和創(chuàng)造思維能力；在查閱資料解決問題時，提高了閱讀能力、自學(xué)能力、獲取信息的能力。

總之，構(gòu)建物理知識學(xué)習(xí)的過程模型，其主要目的是改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，把學(xué)生當(dāng)作學(xué)習(xí)的主人，讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，明確學(xué)習(xí)的各個環(huán)節(jié)和步驟，看到自己在學(xué)習(xí)中的問題所在。同時掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法去探究物理知識的本質(zhì)和內(nèi)涵，充分開發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能。教師在學(xué)習(xí)過程中起好導(dǎo)演和點(diǎn)撥的作用，幫助學(xué)生去跨越知識的鴻溝，消除認(rèn)知障礙。實(shí)踐證明，按這種過程模型學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅學(xué)會了知識，更掌握了學(xué)習(xí)方法，提高了學(xué)習(xí)的能力，繞過了學(xué)習(xí)過程中的攔路虎，讓學(xué)習(xí)由被動轉(zhuǎn)為主動，切實(shí)地減輕了學(xué)生的負(fù)擔(dān)，真正做到高效有意義地學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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