“小细节”在物理知识建构中的大作用

周彤明

（大连市第八十三中学，辽宁 大连 116021）

“小细节”在物理知识建构中的大作用

周彤明

（大连市第八十三中学，辽宁 大连 116021）

关注学生的认知需求，注重实验探究过程的细节改进，设计合理的学生体验活动，揣摩建立物理概念过程能够引发认知冲突的细小问题，这些教学细节对学生自主建构知识的深入程度会产生深远的影响。

细节；初中物理教学；知识建构；作用

教育质量是《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》中的核心词汇之一，课堂教学直接决定了教育质量。课堂教学是学生通过意义建构的方式获得科学知识、科学思想、科学方法和科学精神的过程。用先进的理念指导教学，并不意味着课堂教学一定要有翻天覆地的变革。细节决定成败，若在我们原有教学的基础上做出一点点的改进和优化，就会像在水中加一点盐，就可能使我们的教学变得“有滋有味”。

一、“小改进”凸显先进的教学理念

学生的学习不是单纯的输入和接收，而应是从他原有的认知结构出发，先是对新知识发生质疑，进而产生猜测、思考、观察、测量、分析等一系列有意义的活动，然后到理解和认同。这个过程是对原有认知结构的调整和改变，是新、旧知识之间相互作用的过程。

学生在运用物理概念和规律来分析、解决实际问题的过程中，时常会出现一些错误，其原因是多方面的，其中重要的原因之一在于知识建构的过程缺少认知冲突，没有实现有效的同化和顺应，对知识没有形成正确、全面而深刻的认识。例如学生在分析下面这个问题时，经常会出现一些错误：

甲、乙两盆水里都有一些冰块，甲盆里的冰块多些，乙盆里的冰块少些，甲盆放在阳光下，乙盆放在背阴处（都在1标准大气压下），两盆里的冰块都未完全熔化。对甲、乙两盆中水温的判断正确的是（ ）

A．甲盆中水的温度比乙盆中水的温度高

B．乙盆中水的温度比甲盆中水的温度高

C．两盆水的温度相同

D．条件不足，无法判断哪盆水的温度较高

由于“两个盆里的冰块都未完全熔化”，两盆冰水混合物的的温度都是0℃，所以正确的答案是C。但学生选A、B和D的占有相当大的比例。有的老师希望使用反复强化的方法，通过重复性的应试训练使学生巩固对基础知识的理解。这样即使练了很多次，讲了很多遍，学生表面上学会了这道题，但具体问题稍有变化，学生的错误马上又会暴露出来，看来这种试图用灌输的方法来扭转学生头脑中的认识是不可能从根本上解决问题的。

其实学生所产生的错误，也是有其原因的。学生的头脑不是空的容器，不会是教师向他们填充什么知识，他们就接受和记住什么内容。学生是在已有经验和知识的基础上，形成自己的观点。学生时常通过环境以及各种信息渠道形成对自然现象的朴素理解。“太阳底下会比阴凉处温度高一些”、“冰越多，温度越低”、“物体吸收热量，温度就会升高”……类似的前概念具有顽固性。

影响学生学习的最重要的因素是学生已经知道了什么，因此要根据学生原有的知识状态进行教学。如果在海波熔化实验中，增加一支测量水温的温度计，引导学生既要关注海波的温度和状态的变化，还要注意周围环境（水的温度）的变化以及它们之间的关联。这样在探究中，学生更加深刻体验到：水温逐渐缓慢上升，但正在熔化的海波吸收热量，温度保持不变；外界温度的高低可能影响晶体熔化的时间，但不会改变它的熔点…。这样使学生的已有经验得到改变、发展和完善，使学生对晶体熔化规律形成一个更加科学、完整的认识。在分析上述问题时，学生就会少犯“环境影响冰水混合物的温度”，“冰的多少影响冰水混合物的温度”的错误。

在传统的实验中增加一支测量水温的温度计，这样一个小小的改进，把教学的出发点和归宿点放在学生认知的需求上，使学生感受的信息更充分，思考的问题更深入，知识的理解更全面。细节的改进能够使学生的学习过程实现真正意义的知识建构，使我们的教学实践更加科学合理，更加符合学生学习的需求，起到事半功倍的效果。

二、“小拓展”突破学生的认知障碍

建构主义认为，建构知识是由认知个体来完成的。由于认知的经验和对外部世界理解的不同，形成的认知结构会因人而异。认识存在偏差，也是正常的。

“两个灯泡L1和L2串联在电路中，如果通过灯泡L1的电流是0.3A，那么通过灯泡L2的电流多大？”学习了串联电路中电流规律的初中生能够很顺利的运用规律解答这个问题。如果再问“在该电路中再串联一个灯泡L3，那么通过灯泡L3的电流多大？”很多同学的第一反应是“0.3A”。出现这种错误的同学大多忽视了“串联电路中各处电流相等”这一规律的适用条件。忽视物理规律成立的条件和适用的范围是初学者经常出现的问题。善于驾驭静态的知识，解决静态的问题，却难以驾驭动态的知识和变化的问题是初中生常见的认知障碍之一。如果在探究串联电路电流规律的实验中，在学生充分研究两个灯泡串联之后，再串联第三个小灯泡，研究三个灯泡串联的电路，这样可以使学生深刻理解“串联电路中各处电流相等”的含义，感悟到电路的变化对电流的影响。这个在原有实验基础上的小小拓展，对突破学生的认知障碍，使学生准确、深层次的把握规律，正确、灵活运用规律有很大的帮助。为了使学生对知识理解得更准确、更深入，教师需要科学地设计建构过程的每一个细节。

三、“小问题”渗透解决问题的重要方法

学生的学习过程不仅使学生获得了知识，而且能使学生获得能力和方法，这对于学习者的今后发展将是非常重要的。我们在帮助学生建构压强概念的过程通常采用这样的做法:首先通过各种事实或实验，例如让学生用手指夹住一端削尖的铅笔（如图1所示），引导学生体验，使学生通过思考和交流认识到压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。如果此时引出压强的概念，就会显得突然和轻率，而且没有充分发挥概念建构的价值。

在学生明确受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；压力的大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显的基础上，提出新的问题“（如图2所示）铅笔对B和C哪一个手指的压力效果明显？”这是个压力和受力面积两个因素都不相同的新问题，这个“小问题”的提出，体现了通过高水平的思维来学习，基于问题解决来建构知识的基本思路。通过引导，学生会用力的大小与受力面积的比值来比较（学生也可能提出其他有创意的方法）。通过师生之间的交流，学生会认识到：用力的大小除以受力面积得到的单位面积上分摊的压力大小，这样把压力的大小和受力面积的大小均不相同的复杂问题转化为面积相同（单位面积）的简单问题，使学生领略到“转化”是解决复杂问题的重要策略之一，这是建构压强概念过程至关重要的一环，使学生在解决具有挑战性问题的过程中，掌握了方法，形成了能力。学生有了这种能力和方法，就具备了按照自己的需要，继续扩充知识的本领，并有可能进行各种创造性的活动。由此可见，“小问题”的深入思考使得探究过程比概念本身更重要。

一滴水能够折射出太阳的光辉。教学细节是外显的教学行为的最小单位，是教学行为的具体分解。那些处于教学关键节点上的教学细节具有激活、推动、提升教与学的功能。关注细节，就是关注学生自主学习的需求，关注新课程理念能否落到实处，关注教学实践智慧与教育科学的统一。

（责任编辑：张华伟）