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摘要：本文運(yùn)用現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)中的圖式理論，將理論和教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合來指導(dǎo)當(dāng)前的復(fù)習(xí)，從幫助學(xué)生建立正確完備的認(rèn)知圖式入手，旨在培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建基本圖式的能力，從而理解基本的物理概念。

關(guān)鍵詞：圖式；物理概念；復(fù)習(xí)教學(xué)

物理概念是整個(gè)物理學(xué)知識(shí)體系的基礎(chǔ)，如果把物理這門學(xué)科比作高樓大廈，那么物理概念就是構(gòu)成這座大廈的基石。因此，物理概念教學(xué)成為物理教學(xué)的核心。李政道在回答怎樣才能學(xué)好物理這一問題時(shí)就曾強(qiáng)調(diào)：學(xué)習(xí)物理的首要問題是要弄清物理學(xué)中的基本概念。物理概念教學(xué)的效果如何，直接關(guān)系到學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的認(rèn)知程度，進(jìn)而影響到學(xué)生整體知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建與拓展，可以說學(xué)好物理概念是學(xué)好物理的關(guān)鍵。然而，很多學(xué)生卻往往忽視對(duì)基本概念的掌握,特別是不能夠形成概念網(wǎng)絡(luò),更不能夠比較深刻地了解概念間的聯(lián)系。

因此，無論是在新授課中，還是在復(fù)習(xí)課中都應(yīng)重視物理概念的教學(xué)，以此為基礎(chǔ)來教好、學(xué)好物理知識(shí)。怎樣才能使學(xué)生在復(fù)習(xí)課中加深對(duì)概念的理解，對(duì)物理概念的復(fù)習(xí)有興趣，并能通過學(xué)習(xí)真正理解概念。圖式理論是現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的重要理論之一，圖式理論作為一種教學(xué)策略,它以直觀形象的方式表征知識(shí)。利用圖式的形象性、直觀性、層次性、關(guān)系性和可擴(kuò)展性等特點(diǎn),將它引入到中學(xué)物理復(fù)習(xí)教學(xué)中,有利于學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí),從而提高學(xué)習(xí)效果。

一、圖式理論的內(nèi)涵

現(xiàn)代圖式理論是在吸收了理性主義和經(jīng)驗(yàn)主義，又在信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展以及心理學(xué)關(guān)于表征研究的基礎(chǔ)上，于20世紀(jì)80年代興起。對(duì)現(xiàn)代圖式的理解從三個(gè)方面入手，一是“一般性”，即圖式中貯存知識(shí)具有一定程度的概括性；二是“知識(shí)性”，圖式既描述某類事物的必要性特征，又描述其特點(diǎn)性特征；三是“結(jié)構(gòu)性”，圖式中各個(gè)知識(shí)結(jié)點(diǎn)之間按一定關(guān)系聯(lián)系組成一種層次網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，圖式還可以是一種等級(jí)結(jié)構(gòu)。所謂圖式是指圍繞某一個(gè)主題組織起來的知識(shí)的表征和貯存方式。人的一生要學(xué)習(xí)和掌握大量的知識(shí)，這些知識(shí)并不是雜亂無章地貯存在人的大腦中的，而是圍繞某一主題相互聯(lián)系起來形成一定的知識(shí)單元，這種單元就是圖式。比如，我們見到某種動(dòng)物的圖片，就能很快想起它的名稱、性情、生活習(xí)性等很多有關(guān)該動(dòng)物的知識(shí)。這說明該動(dòng)物的外觀特征是與它的名稱、性情、生活習(xí)性等有關(guān)知識(shí)聯(lián)系在一起貯存在人的大腦中的。

所以說，圖式實(shí)際上是一種關(guān)于知識(shí)的認(rèn)知模式。圖式理論研究的就是知識(shí)是怎樣表征出來的，以及關(guān)于這種對(duì)于知識(shí)的表征如何以其特有的方式有利于知識(shí)的應(yīng)用的理論。

圖式描述的是具有一定概括程度的知識(shí)，而不是定義，圖式所描述的知識(shí)由一部分或幾部分按一定的方式組合起來，其中的組成部分稱之為變量或槽道。圖式不是各個(gè)部分簡(jiǎn)單機(jī)械相加，而是按照一定規(guī)律由各個(gè)部分構(gòu)成的有機(jī)整體。圖式是在以往經(jīng)驗(yàn)的舊知識(shí)與新信息相互聯(lián)系的基礎(chǔ)上，通過“同化”與“順應(yīng)”而形成的，是以往經(jīng)驗(yàn)的積極組織，“同化”和“順應(yīng)”是皮亞杰圖式理論的兩個(gè)重要概念。“同化”就是把外界的信息納入已有的圖式，使圖式不斷擴(kuò)大，“順應(yīng)”則是當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，原有的圖式不能再同化新信息，而必須通過調(diào)整改造才能建立新的圖式。

二、圖式理論在物理概念教學(xué)中的應(yīng)用

1.從圖式的結(jié)構(gòu)看物理概念教學(xué)

圖式是由變量或槽道組成的，每個(gè)物理概念也都是由相互關(guān)聯(lián)的幾個(gè)部分構(gòu)成的。如果我們把物理概念看成是一個(gè)圖式的話，構(gòu)成物理概念的幾個(gè)部分便是這一圖式的變量或槽道。因此，在物理概念教學(xué)中，要想使學(xué)生形成關(guān)于某一概念的圖式，首先要分析該物理概念是由哪幾部分構(gòu)成的，即該物理概念圖式的變量，然后從中找出起關(guān)鍵作用的變量，以便從全局上把握整體與部分的關(guān)系，這樣就能為準(zhǔn)確地理解和掌握該物理概念打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如關(guān)于“向心力”這一物理基本概念的教學(xué)，我們首先要找出它的圖式的變量。它包括質(zhì)量、線速度、角速度、半徑、力的方向、力的特點(diǎn)。在教學(xué)中，深入透徹地分析這幾個(gè)關(guān)鍵變量，可以使學(xué)生形成關(guān)于“向心力”的正確圖式，進(jìn)而準(zhǔn)確地掌握這個(gè)重要物理概念。

2.從圖式的關(guān)系看物理概念教學(xué)

在物理概念教學(xué)中，我們不僅要分析物理概念的構(gòu)成部分，更重要的是要搞清這些構(gòu)成部分之間以及物理概念之間的內(nèi)在聯(lián)系。圖式理論指出，圖式不是變量的機(jī)械相加，而是按一定規(guī)律結(jié)合的有機(jī)整體，圖式的變量之間有相互約束的關(guān)系。

物理概念的圖式也是如此，復(fù)習(xí)時(shí)還要從整體的高度重新認(rèn)識(shí)所學(xué)的知識(shí)，抓住重點(diǎn)，了解知識(shí)間的縱橫聯(lián)系，形成知識(shí)結(jié)構(gòu)。如復(fù)習(xí)力學(xué)知識(shí)時(shí)，要了解受力分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，而運(yùn)動(dòng)定律則將原因(力)和效果(加速度)聯(lián)系起來，為解決力學(xué)問題提供了完整的方法，曲線運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)部分屬于運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用。動(dòng)量和機(jī)械能則從空間的觀念開辟了解決力學(xué)問題的另外兩條途徑，提供了求解系統(tǒng)問題、守恒問題等的更為簡(jiǎn)便的方法。有了這樣的分析，整個(gè)力學(xué)知識(shí)就不再是孤立和零碎的，而是為了研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的有機(jī)整體。

3.從圖式的形成看物理概念教學(xué)

在物理概念教學(xué)中，學(xué)生物理概念的形成是一個(gè)從對(duì)物理變化的感性認(rèn)識(shí)出發(fā)，經(jīng)過抽象、概括而達(dá)到對(duì)物理現(xiàn)象理性認(rèn)識(shí)的過程。在這個(gè)過程中，它首先是建立在以往經(jīng)驗(yàn)的舊概念和新知識(shí)聯(lián)系的基礎(chǔ)上，然后通過新知識(shí)與原有物理概念的相互作用，構(gòu)建新的物理概念。這一過程正是圖式理論所描述的原有的圖式可通過“同化”和“順應(yīng)”形成新的圖式的過程。

比如對(duì)“功”的概念的構(gòu)建，應(yīng)該說到了高中，學(xué)生對(duì)功的學(xué)習(xí)跨了一大步，功的量度公式由W＝Fs擴(kuò)展到W＝Fscosα，提出了正功、負(fù)功概念。繼而深入討論了功能關(guān)系，用能的轉(zhuǎn)化來說明功：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。初中由功說明能的做法被顛倒過來，這是對(duì)功的認(rèn)識(shí)的飛躍。教學(xué)實(shí)踐告訴我們，多數(shù)學(xué)生的認(rèn)識(shí)并沒有做到跟教材同步，他們并沒有真正理解功的概念，原因在于功和能都是非常抽象的概念。我們?cè)诮虒W(xué)中必須注意不斷地通過具體的事例讓學(xué)生理解各種力所做的功。在學(xué)習(xí)了力學(xué)后，再學(xué)習(xí)熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)時(shí)應(yīng)不斷充實(shí)有關(guān)功的內(nèi)容，以便學(xué)生真正理解功的概念，運(yùn)用功和能的知識(shí)解決實(shí)際問題。

如講到熱學(xué)時(shí)，可根據(jù)分子力做功跟重力做功的相似性，將分子力做功與分子勢(shì)能的減少關(guān)系表示為W＝EP1－EP2；根據(jù)內(nèi)能改變的兩種方式：做功和熱傳遞，可以將功、熱量和內(nèi)能的改變聯(lián)系起來。其遵循的規(guī)律就是熱力學(xué)第一定律，這是包括內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律，公式為△E＝Q+W。從這個(gè)公式可求得外界對(duì)系統(tǒng)所做的功為W＝△E－Q。熱力學(xué)第一定律使功和能的關(guān)系擴(kuò)展到功、熱量和能的關(guān)系，對(duì)于功的認(rèn)識(shí)又深入了一步。

在講到電學(xué)時(shí)，根據(jù)電場(chǎng)力跟重力的相似性，電場(chǎng)力做功可以根據(jù)電勢(shì)能的變化來計(jì)算，電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的減少，即W電＝EP1－EP2＝qU1—qU2＝qU，式中U1、U2為電勢(shì)，U為電壓，U＝U1－U2。這是電學(xué)中常用的計(jì)算公式，電場(chǎng)力做功用電勢(shì)能的變化來表示，這是靜電場(chǎng)具有的一種性質(zhì)。在直流電路中，電流做的功為W＝UIt。學(xué)習(xí)磁場(chǎng)知識(shí)時(shí)，我們知道洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。這是由于洛侖茲力始終垂直于運(yùn)動(dòng)電荷的速度。由此可以推得磁場(chǎng)與靜電場(chǎng)具有不同的性質(zhì)。在光電效應(yīng)問題中，可根據(jù)功能關(guān)系得出光電子克服金屬原子的引力所做的逸出功為W＝hγ－E0，其中hγ為光子的能量，E0為光電子的最大初動(dòng)能。通過這樣在后續(xù)的學(xué)習(xí)中不斷充實(shí)、強(qiáng)化功的概念的內(nèi)涵，學(xué)生頭腦中功的認(rèn)知圖式得到了逐步擴(kuò)展，最終達(dá)成了對(duì)功的概念的較為深刻的理解。

那么，根據(jù)圖式理論，在進(jìn)行物理概念教學(xué)時(shí)，對(duì)于新概念圖式的形成，一方面要看它是否能通過“同化”學(xué)生已有物理概念圖式的方式來實(shí)現(xiàn)；另一方面，則應(yīng)考慮通過“順應(yīng)”的方式，不過運(yùn)用這種方式，教師必須精心設(shè)計(jì)或選擇形成物理概念圖式的一些例子，既要比較它們的必要特征，又要比較它們的無關(guān)特征，以使學(xué)生形成完整的有關(guān)物理概念的圖式。

總之，圖式理論是關(guān)于知識(shí)的心理組織結(jié)構(gòu)的理論。我們這里所講的圖式是一種認(rèn)知圖式，它不僅可以用來表征各種概念和理論的知識(shí)，而且還可以表征不同操作水平的知識(shí)，它對(duì)知識(shí)的獲得具有重要意義。在物理概念教學(xué)中，運(yùn)用圖式理論可以使教師從教育心理學(xué)水平上更好地指導(dǎo)學(xué)生形成、理解和掌握物理概念。超級(jí)秘書網(wǎng)：

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