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物理教学中概念引入时学生的情感准备

李春红 王艳萍 吴海华 杨建宋
  
教育科研
2009年6期


  摘 要从人文主义教育理论和建构主义教育理论出发,学生的学习过程也是个情感体验的发展过程。学习初始状态对应着学生情感的准备状态。情感的准备状态是认知发展的重要基础。学生只有在情感上接受科学推理的过程,才能取得良好的教学效果。文中以实例讨论了学生的情感准备对教学的影响。
  关键词物理教育;概念引入;情感准备
  AbstractThe process of learning is a process of emotional experience according to the humanisttheory of education and the constructivist theory of education. At the beginning of study,it parallels the status of emotional preparation. The status of emotional preparation is an important foundation for the cognitive development. When the students accepted the process of scientific reasoning , they could achieve the good physics education. In this paper, there is one sample.
  KeywordsPhysics education;Introducing the physics concepts;Emotional preparation
  任何的学习都带有情感色彩。在物理学习的过程中,对物理学的美的体验是很重要的。物理概念是物理知识的重要组成部分。概念的教学是物理教育的重中之重。况且,在物理概念的教学时,引入概念是关键的一环。合理而有效地引入,为后来概念的展开、深化和应用做好积极的准备。但是,现实的物理教学引入概念时,广大的物理教师都注重学生的知识准备情况,都能有效的复习旧知识,为新概念的引入做好铺垫。然而,学生的学习过程也是个情感活动的过程。个体的学习是具有自身的情感特点的。所以关注并研究物理概念引入时学生的情感准备状态,可以提有效地提高物理教学的效果。
  
  一、理论体现
  
  (一)人文主义教育理论[1]
  人文主义教育理论有自身认识定位,可以概括为“以人为本”。他将人的发展置于人性的充分养成上,置于个体内在的潜能在后天的充分实现上。这种教育是以“完整的人”的发展为基本的价值取向,以培养充满活力、和谐发展的人为最基本的教育目的的。人文主义教育思想是脱胎于人本主义心理学思想的一种认识体系,把“完整的人”作为核心的概念,竭力主张教育应该介入学习者的身心、情感、认识等方面的成长。并力图证明:“外部的学习要求与每个人具有的生长趋势是一致的,学习可以作为带来及时的娱乐和兴奋的源泉来体验,而不是作为与别人竞争或保证个人在未来社会中的地位和工具。”每个人具有先天性的友爱、求知和创造等潜能,这些潜能必须充分发挥出来。教育者的情感活动是它的主体内容。情感的发展决定人的发展趋势,学习之初的情感准备状态对后续的学习会产生重要的影响。
  (二)建构主义教育理论[2]
  建构主义教育理论主要讨论人类的学习过程,是用原有的知识框架同化新的知识。知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境(即社会文化背景)下,借助学习获取知识的过程。在他人的帮助下,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获取知识。因此,学习环境中的“情境”必须有利于学生对所学内容的意义建构。故而教学设计不仅要考虑教学目标分析,还要考虑有利于学生建构意义的情景创设。通过情景创设来激发学生的学习兴趣,帮助学生形成学习动机,这样学生才能形成合理的“图式”,用以同化新的概念。正如人文主义教育理论所说,人类的学习过程也是一个情感的活动过程。所以在原有的用以同化新知识的“图式”当中,学生的情感准备状态是重要的组成部分。良好的情感准备状态,有利于形成同化新知识的合理的“图式”。
  由以上两个教育理论可以看出,对学生学习之初的情感准备状态的研究,有利于教育理论的发展,也是现代教育理论必须重视的工作;同时,对教育实践的发展也至关重要,可以改善教育现状。为了完善物理概念教学的过程,提高概念教学的效果,笔者对物理教学中概念引入时,学生在情感上所具有的初步体验和其对后续学习的影响做了一些讨论。
  
  二、何谓情感准备
  
  情感领域关注的是学生对学习经历的情感体验。学习者的态度、兴趣、注意力、意识和价值判断都是通过情感行为展现的[3]。良好的情感准备状态可以激发学生的求知欲、调动他们的学习积极性。
  物理感念引入时学生的情感准备状态,实质上是一个以动机为核心的学习动力系统。它包括三个子系统:①动机系统:好奇、兴趣、需要、期待、动机等。②情意系统:情绪、心境、自我意识、态度等。③气质系统:气质、性格等。这些情感因素虽然不直接参与认识及智力活动,但是对认知及智力活动具有始动、定向、调节、维持、强化等重要的作用。[4]
  教学强调学生的“整体人格”(Wholeperson)的形成。物理教学中引入概念时,物理教师要考虑学生的情感体验。提前营造良好的课堂气氛,使学生消除恐慌、紧张,激发参与意识,能积极投入到教学活动中来。人文主义教育理论的提出为传统的教育带来了深刻的变革。我国长时间以来在物理教育的过程中,以强调系统的物理学知识体系和解决问题的方法教育,充分地发挥了物理学的科学性,以培养学生的思维能力。对人的情感因素的忽略是现在物理教育的弊病。长期以来,由于物理学科的特点以及物理教材的编排情况,造成了物理学是较为不受欢迎的学科之一;对学生投票表决的习惯有保留的分析表明,学生对物理的兴趣远不及其他学科(Physics is one of the less popular subjects and a guarded interpretation of the students, voting habits may suggest that interest in physics cannot compete with interest in other subjects.)[5]。人是一个有着丰富情感体验的复杂的生命体。人文主义教育强调培养学生的情感,以促进学生的整体发展。然而,人的发展是有连续性和继承性的。学生在接受物理教育时,已经有了丰富的生活经验;对现实世界也有了一定程度的认识;对物理现象、事实的情感体验也有了一定的发展。这些方面对科学的物理概念的认知会产生重要的影响。这种情感上的准备状态是期待、渴望更深刻的了解,同时还带有一点迷茫和焦虑感。正确认识到学生的这种感觉,并且恰当地引导学生渴望认识物理规律的兴趣,会对物理概念的教学有很大的帮助。反之,如果不顾及学生的感受,一味地强调物理知识的科学性,学生会感到太枯燥乏味,则会巨大地打击学生的认知的积极性,为教育带来了不可挽回的损失。学习本来应该是一种快乐的事情,然而学生厌学的例子不胜枚举,这就是对情感因素的忽视而带来的严重后果。
  
  
  三、物理概念教学的现状分析
  
  (一)物理教材的不足
  1.教材中展示直接学习概念性知识[6]
  在新课程中学物理教材当中,概念的呈现方式是直接告知概念内容。例如第一章力学“力和力的图示:力是物理之间的相互作用------,力的种类------;重力------”;大学物理教材就更是如此了,如刚体力学、量子力学,等等。把这些抽象的概念直接呈现给学生,没有考虑学生的初始认知和情感准备状态。事实上从学生理解这一概念的角度看,他们是先有一些相应的前概念,对这一物理事实的认知有一种期待和向往的情感体验。所以应向学生提供建立概念的事实依据,让学生获得必要的感性认识,为建立科学的物理概念打好基础[7]。这是和科学知识建立过程相一致的--从经验性知识上升到概念性知识,再用概念性知识反思经验并同时检验所建立概念的合理性和有效性。从学生的情感角度来看,由最初对进一步了解认识物理规律的那种强烈的期待感,再到认识物理规律后的成功的娱乐感,这样才能体验到学习物理的快乐。但是如果不按照认知的规律进行物理概念的教学,学生可能对概念的认知模糊不清,则会损伤学生学习物理的积极性,并且产生惧怕的心理情感体验。如大学物理教材《量子力学》,笔者经过调查访谈得知,学习过的大学生多数不解其意,只是知道了几个公式,至于为什么有量子力学?它解决什么问题?学生一概不知。多数学生是厌烦、惧怕等情感体验。这当然也谈不上培养了大学生的物理素养。所以在编排物理教材时应当注意到概念不是从天上掉下来的,也不是人脑中固有的[7],它来源于生活、生产的实践,也是对生活的情感体验的科学概括。因此,为了让学生建立科学的物理概念,要关注学生的初始情感体验,关注学生的感受。必须向学生提供尽可能多的与概念关系密切的事实依据,使其具有丰富的人文色彩。古人云:“力,心之所以奋也。”要学习力的概念,可以从劳动时,肌肉紧张入手。让学生在课堂上,通过自身的现实体验入手。学习量子力学,要从现代物理实验入手,让学生先去体验微观世界,感受微观世界的奇妙,然后在学习量子力学的一系列概念和理论。学生有了物理事实的生活体验,也就有了学习的快乐情感体验。
  2.教材中缺少价值的判断和取舍的范例
  物理学一直都是人类文明的主要文化力量[8],作为一种文化现象的物理文化从属于科学文化,是科学文化的一个子系统。物理文化的一个重要内容就是科学精神,如追求真理的精神和实事求是的精神等等,都是物理文化的重要组成部分,这对学生的道德、情感和价值观的发展有着重要的作用。学生在学习物理概念时也非常希望了解物理概念的发展历史,有强烈的期待感。这些都可以通过在教材中引入物理学史来达到目的。虽然新教材中有物理学史的展现,然而对于引入的物理学史往往是以介绍历史的方式呈现的[6]。如:“在17世纪前人们普遍认为力是维持运动的原因,------伽利略根据实验指出,在平面上运动的物体之所以会停下来,是因为摩擦力的缘故。------笛卡尔进一步补充和完善了伽利略的论点,他认为------。”量子力学的创立和发展的历史,是近代伟大的物理学家们的思想变迁的历史,如薛定谔、爱因斯坦、波尔等,然而教材中很少展示,较少提到在科学观念的发展变迁过程中,人们的质疑、推理、取舍、判断的理由和过程。这不能很好地满足学生在学习物理概念时的那种期待、渴望的情感需求和认知态度,会对学生的后续学习和建立良好的价值观等造成不利影响。
  (二)物理课堂教学现状堪忧
  虽然新课程实施了,教育改革也嚷了好多年,但是物理教育在很大程度上受到了现有实际的直接的教育目标的限制。由于国情的影响,中学理科学生很大一部分还是为了高考学习。中学物理教师和学生以高考试卷为终极目标。老师没日没夜的讲题,学生没日没夜的做题。教育者很少去关注学生的学习情感体验。这对学生的健康成长是一种严重的摧残。当然物理的教学效果也不会好的,每年高考的物理分数就是最好的明证。
  大学物理教育,由于时间和课程内容等方面的原因,教师们都把时间花在系统理论知识上,并没有考虑学生的兴趣和内心感受,大多数的学生都是及格就好。要想提高大学物理的教学效果,高校教师应当在培养大学生的学习兴趣和自我体验上下功夫。
  学生成为有知识、有思想、有情感的健全人是我们教育的目标。我们应当深入了解学生的感受,学习物理的情感体验。要让学生体验到学习的快乐和成功感,才能优化物理教育。当然,作为一名物理教师,不可能在短时间内改变教材的结构和现有的教学环境,但是在物理的课堂教学上,我们可以从教学设计入手,密切关注学生的情感体验,关注学生在学习物理概念之初的内心情感状态,做好概念引入的教学工作。
  四、以学生的情感准备为依托设计物理概念引入的教学
  概念的引入,其实就是为了让学生理解将要讲述的概念所具有的必要性和重要性,同时也是讲好一堂课的基础[9]。在这一阶段中,学生对将要学习的概念有浓厚的兴趣和好奇感。如果能够充分地了解并合理的引导学生的感受,吸引学生的注意力,就会收到良好的教学效果。设计时一般都从学生的生活实际或者以提出问题的形式展开,让学生参与探讨,发挥他们的主体性,或从实验现象出发,也能很好的激发学生的求知欲,产生认识物理规律的强烈的期待感。笔者列举一个简单的实例:速度概念的引入教学设计[10]。
  (一)学生的情感准备情况
  由于学生已经了解一些有关速度的知识,在生活中对于速度也有较多的感性知识,所以学生在情感上有种亲和感,也渴望对速度的科学概念的了解,有学习速度概念的较好的驱动力。但用比值定义速度是第一次,通过通俗的比较运动快慢的方法,过度到一个统一的标准,自然地给出速度,使得学生在情感上有一个缓慢地接受过程,这样学生便于体验到成功感。同时引导学生了解现在的定义与以前的认识有什么不同,用比值定义速度有什么好处等等,激发学生探索的欲望。
  (二)教学目标
  情感、态度:勇于探究与日常生活有关的物理学问题;有主动与他人合作的精神和与他人交流的愿望;教学的过程注意学生的情感体验。
  知识与技能:速度的定义、公式;速度的特点;识别平均速度和瞬时速度;解决有关的实际问题。
  过程与方法:通过对物体运动的快慢的分析,采用比值定义法定义速度;运用平均速度的定义,把变速直线运动等效成匀速直线运动处理,渗透等效的方法;由平均速度引出瞬时速度,培养学生的迁移推理能力。
  重难点:怎样由平均速度引出瞬时速度。
  教具:教学录像、图片、光电门、气垫导轨、滑块。
  设计特点:密切联系实际,以刘翔110米栏为案例,作为本课的研究对象。用逻辑推理和实验的方法,注重对瞬时速度概念建立过程的探索。
  (三)教学过程
  放录像:刘翔参加奥运会110米栏得冠军的实况录像
  问题1:刘翔的平均速度是多少?
  问题2:有位学生100米成绩12秒,请学生判断他和刘翔谁跑得快?(学生可以讨论合作完成以上两个问题)
  点评:通过观看110米栏决赛的激烈比赛,给学生以丰富的感性认识,激发学生的学习兴趣,紧接告知学习目标,会让学生对学习的结果高度注意,使学生一开始就进入良好的学习心里状态之中。
  (四)新旧知识比较
  1.速度
  表示运动快慢的物理量,它等于位移S跟发生这段位移所用的时间t的比值。用V=■ 表示。从速度的定义式可以看出,v的单位由位移和时间共同决定,国际单位制中是米每秒,符号m/s或者km/s、cm/s等。速度既具有大小,又有方向,是矢量。速度的方向就是物体运动的方向。(让学生比较与初中学习的速度概念,寻找深化的地方。)
  
  2.平均速度
  在匀速直线运动中,在任何相等的时间内位移都相等,即 V=■是恒定的。那么如果在相等的时间内位移不等,则V=■ 就表示某段位移或时间内的平均速度。V平=■ 粗略描述运动的快慢,方向与物体运动的方向一致。注:我们前面算出刘翔110米栏比赛速度为8.25m/s.就是他运动的110米的平均速度。
  问题3:刘翔每秒都跑8.25米吗?如果想进一步了解刘翔跑步的快慢变化怎么办?(学生思考得出:分段处理。)
  问题4:结合录像请学生计算:①刘翔有起点到第三栏,运动的平均速度?②刘翔由第三栏到第八栏,运动的平均速度?③刘翔由第八栏到终点,运动的平均速度?
  (学生分组计算得出结果,在猜想并验证三段平均速度是否等于整段的平均速度?由此说明平均速度一定要指明那段的平均速度。)
  问题5:如果想再进一步了解刘翔跑步的快慢变化,该怎么办?
  (学生思考得出:将起跑阶段分成更多段,分别求出各段的平均速度,如果想了解更详细,分成更多段就可以了。)
  点评:通过实际问题讨论,学生直接参与活动,感受真切。自然由平均速度过渡到瞬时速度,如果知道物体在各个时刻的运动的描述就最精确了。物体在某一时刻运动时的快慢程度,就是瞬时速度。从学生的学习体验来看,从最初的粗略了解到精确地认知,逐步加深,逐步科学化的过程。情感上便于接受,会有一种成功的快乐感受。
  实验:测量物体从斜面上加速下滑时到达某点的瞬时速度。
  在excell中绘制图像s越小,平均速度就越趋近与某个值。(学生自主活动,及计算机直观教学,使学生有切身的感受。)
  结论:物体在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度。在直线运动中,瞬时速度的方向即物体在这时刻的运动方向。瞬时速度是矢量。
  放映:司机面前的速度计,指针所指的数值随着行驶的快慢而改变的录像。
  反思:以问题的形式推进教学,把学生的学习热情逐步推进。这是以学生的初始情感状态为依托的。生活中的实例是学生熟知的,并且兴趣盎然,在学生的情感上具有极大的亲和力。洋溢着浓厚的科学和人文气息。
  
  五、小结
  
  本文从人文主义教育理论和建构主义教育理论出发,总结出学生的学习过程也是个情感体验的发展过程。学习的初始状态对应着学生情感的准备状态。学生的最终的学习效果深受学习体验的影响。关注学习的情感状态,不仅仅是要表达学习的人文气息,更主要是教育自身的要求。情感的准备状态是认知发展的重要基础。学生对物理概念的认知,是从感性认识开始的。文中通过教学设计实例,展现教学注重学生情感体验。学生只有在情感上接受科学推理的过程,才能取得良好的教学效果。
  
  参考文献
  [1] 方展画. 当代人本主义教育理论评述 [J].河北教育学院学报,2005.9.22.
  [2] 陈越. 建构主义与建构主义学习理论综述[J].教育学研究,2006.11.6.
  [3] 教育技术百科. 知识库 ,网址:www.zsku.net.
  [4] 易小文、陈杰.《教育心理学》[M]. 北京工业大学出版社, 2006.7.
  [5] Hans Ernst Fischer,Michaela Horstendahl.Motivation and Learning Physics.Research and Science Education,1997,27(3),414.
  [6] 肖敏.从物理教材的知识呈现方式谈科学观点的培养[J].物理教学探讨.
  [7] 吴雨芳.物理概念教学规律探讨[J].苏州教育学院学报,1996.3.P37
  [8] 程民治,汪业群.物理文化论[J].安徽巢湖学院成教部,现代物理知识
  [9] 陈鹏.概念讲述课的教学设计.网址:http://www.wlxkc.cn/Article
  [10] 蔡希祥.将生活融入物理课.物理教学探讨,第253期,第23卷.网址:http://www.wlxkc.cn/Article.
  
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