物理知識建構與教學設計
(三)平衡
平衡是指個體通過自我調節機制使認知發展從一個平衡狀態向另一個較高平衡狀態過渡的過程。皮亞杰認為,個體認知圖式是通過同化和順應而不斷發展,以適應新的環境的。就一般而言,個體每當遇到新的刺激,總是試圖用原有圖式去同化,若獲得成功,便得到暫時的平衡。如果用原有圖式無法同化環境刺激,個體便會作出順應,即調節原有圖式或重建新圖式,直至達到認識上的新平衡。平衡不是絕對停止不動,一種較低水平的平衡狀態,通過個體與環境的相互作用,就會過渡到一種較高水平的平衡。
三、物理知識建構的基本方式
總體上講,物理教學過程屬于科學探究過程。從活動過程來看,科學探究包含觀察或調查,提出問題,查閱書刊及其他信息源以了解別人所做工作情況,設計實驗或調研方案,根據實驗情況來檢驗、修正方案,或者運用各種手段搜集、分析和解讀數據,提出答案、解釋和預測,進行交流,共享研究結果等等。按照特征類型,這些活動可分解為操作性建構、觀察性建構、言語性建構和研討性建構四種基本形式。1、操作性建構,是指以操作實驗來獲得新知識的過程,表現為操作技能的發展與動作圖式的形成,可以是個人自主進行,或者小組合作進行。2、觀察性建構,是指通過觀察別人的操作來實現自己對知識建構的過程,主要表現為表象圖式的形成,例如課堂上觀察老師演示實驗、觀看錄象、課件、動畫等。3、言語性建構,是指以語言或文字學習進行的知識建構,表現為為邏輯延展或意義同化與順應,思維技能和認知圖式的發展,如聽老師講課,自己閱讀教材,認識物理量的表示和意義,進行數學推演,甚至解題等。4、研討性建構,也稱為社會性建構,是指通過師生之間或同學之間的某種溝通方式等社會性活動獲得知識的過程,表現為別人對自己認知的暗示與激勵,暗示包括肯定與否定。例如討論、交流、辯論等。
在實際物理教學中,上述的基本形式可以單獨進行,也可組合起來,形成課堂教學過程,來建構物理知識,發展科學探究能力和培養科學態度和科學精神。
四、物理知識建構的教學設計要點
按學生主動性程度劃分,物理教學的開展有三種形式:教師演示,學生模仿探究;教師引導,學生探究;教師提示點撥,學生自主探究。這三種形式中,學生探究的主動性、主體性與創造性程度不相同。物理教學中具體采用哪一種形式,一方面要看學生的技能、能力水平,另一方面還要看客觀條件(如時間、實驗設備)情況。但是不管哪一種探究,都要做好如下設計工作。
1、摸清基礎,做好認知措施設計
建構主義特別強調新舊知識、經驗之間的對接、整合,實現有效的同化和有準備的順應,達到認知的進步與發展,因此,任課教師非常有必要在課前對學生關于新知識的適應情況作全面調研。在傳統教學中,這一點往往被忽視。那么,究竟作哪些調研呢?筆者認為,主要有兩方面:一是哪些新知識可以通過同化進行認知,要調研學生新舊知識間的差距或臺階,是否具有表象基礎、是否學過類似的方法,數學知識是否具備等方面。如由速度概念來建立對加速度的理解,前者表示位置變化的快慢,后者表示速度變化的快慢,這里方法相同,容易遷移,但后者物理意義更難以理解;磁場概念可以運用電場的表象同化來建立,但要注意它們有區別。二是哪些知識必須運用順應,這是我們常常所說的難點。一般地,新舊知識在方法、表述上相差太大的,或者本身無法被同化時,則要通過順應讓學生接受,如電磁感應現象,初中是閉合回路的一部分導體“切割磁感線”,高中描述為“穿過閉合回路的磁通量的變化”,這兩種表述差別較大,需要順應學習。除了新知識的認知調查外,問題解決方面的情況也應作好相應準備。