知识构建在初中物理教学中的应用

张建忠

滨州市滨城区杨柳雪镇中心中学 山东滨州 256655

知识构建在初中物理教学中的应用

张建忠

滨州市滨城区杨柳雪镇中心中学 山东滨州 256655

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.01.077

1 前言

结构教学理论的代表人物布鲁姆说过：“不论我们教什么学科，务必使学生理解掌握学科的基本结构，……学生获得的知识，如果没有圆满的结构把它联在一起，那是一种多半会遗忘的知识。”建构主义学习理论认为：“情景”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素。

物理教学过程中，常发现学生上课听得懂、看书看得懂，但在解决问题时一做就容易错的情况。通过自己的反思与理论学习，笔者发现这种情况的主要原因是学生头脑中没有建构起完整、准确的物理情景。所以教师在物理教学中要充分利用建构主义学习理论来帮助学生对知识的意义的建构，营造良好的学习环境、不断明确学习目标、采取各种教学方式实现学习过程最优化，以达到充分发挥学生学习的积极性和主动性，提高学习能力的目的。所以将教师“学科知识建构”和学生“知识构建”引入物理课堂。

2 利用多媒体技术，帮助学生打造好物理认知结构的基石

1）教师要建构知识体系，为学生提供必要的探究学习资料。建构的模式可以是：物理学科知识总图——章节知识图——单元知识图——课时知识图。单元知识图包括：单元知识结构图——标注——知识链接。知识链接包括：前置探究作业——德育渗透点——重难点易错点标注——课时教案——课时课件——题库（课时练习、过关检测题）——视频/数据/文本/网页等

2）帮助学生建构完整、有序的物理认知结构，先要使学生理解物理概念、规律、观念、方法。怎样使学生理解物理概念、规律、观念、方法呢？这项工作必须通过实验或现象分析、数学推理，揭示物理现象、物理量之间定性或定量的关系。并通过分析、概括、推理等思维活动归纳出物理概念、规律。这一过程可以培养学生的观察、实验能力和思维能力，体会和认识物理学的研究方法和思维方法。通过对这部分内容的整体把握，归纳和梳理，利用知识构建地图软件，将相关概念、实验演示视频、现象分析、前置问题以及习题等与地图软件建立链接，形成结构图，再将知识结构图内在的联系建立网络链接，使之形成一个有机的整体，为学生探究和建构新知提供必要的支持，提高课堂教学效率。

例如，密度概念对初中学生来说较抽象，用传授式的方法是行不通的，教师要以学生动手、体验为主，借助教师知识建构中丰富的探究资源，师生互动，共同探究，测出不同体积的铜、铁的质量，并将数据记录在表格中。

然后通过设问“体积相同的铜块与铁块质量是否相同？体积不同的铜块（或铁块），它们的质量是否相同”，引导学生分析数据，初步感知质量不但跟体积有关，还和物质种类有关。进一步设问：“对铜块（或铁块）来说，它的质量跟体积有什么关系？质量与体积之比又有什么特点？铜、铁的质量与体积之比是否相同？它表明了什么？”通过学生对表格中数据的进一步分析讨论，认识到同种物质的质量与它的体积成正比；对同种物质来说，质量/体积的值不变，与质量、体积无关，而不同的物质，质量/体积的值一般不同；说明质量/体积的值反映了物质的一种特性，为了表示物质的这种特性，物理学中引进了密度这一物理量。

通过这种知识建构方法，将各章节知识建立网络链接，建构成为一个备课与上课的资源库，它的内容收录广泛，实用性强，让师生快捷地从中获得学习探究中所需的数据、演示记录、视频资料、历史史料、网页、题库等，形成“学科知识建构”，为学生的探究学习提供有效的保障。

另外，师生互动、学生主动参与、积极体验的过程使学生在一开始就对物理概念、规律有了较好的理解或掌握，对物理概念、规律形成过程中的科学思想、方法（如控制变量法、从特殊到一般的研究方法等）也有较深的领悟。

3 通过构建知识地图，帮助学生建构完整的物理认知结构

3.1 让学生弄清并画出每一单元概念、规律间的逻辑体系

每一单元内容学习完后，要让学生根据自己的理解画出头脑中这一单元的概念、规律间的逻辑体系图，学生画出的图丰富多彩，各具特色，对他们加以引导，学生有能力使自己画出的图更接近客观的逻辑体系图。

3.2 帮助学生将物理观念、方法和上述逻辑体系有机组合

在弄清并画出概念、规律间的逻辑体系的基础上，让学生将该逻辑体系与物理观念、方法有机联系起来，去了解完整的物理知识结构，弄清知识的基本结构和内在规律，使学生的物理学习跃上较高的层次。同样，通过引导，学生能画出较完整的某单元或几个单元有机联系的认知结构图,将零散的知识系统化、整体化，开发学生的智力潜能，提高联想、分析、判断等逻辑思维能力，提高学生的有效记忆能力和创新能力。

例如，学生将密度、压强、浮力几个单元的概念、规律间的逻辑体系图分别画出后，引导学生将物理观念、方法有机融合到这几个体系中去，使学生找到这些体系之间的有机联系。比如，用控制变量法可将密度、压强、液体压强等概念联系起来，因为这些概念的形成过程都用到了这一探究方法；用演绎推理的思维方法可将压力和浮力概念、密度、液体压强、阿基米德原理有机联系起来。

总之，要鼓励学生多角度寻找同一或不同体系中概念、规律间的联系，进行合理的建构，这样，学生头脑中的物理认知结构会逐渐变得纵横交错、变得稳固起来，逐渐变得灵动起来，也就逐渐建构起学生自己的具有个性化的认知结构。

3.3 构建物理情景和物理模型

物理是一门以实验为基础的自然学科，物理与实际生活紧密联系。因此，在教学过程中要注意情景的引入、实验课的教学、物理模型的讲解，让学生在学习过程中把一些物理情景、物理实验、物理模型深深地印在自己的大脑里面，这样比死记一些概念、规律效果应该好得多。而且学生这样学习知识掌握得更加牢固，也许终身都不会忘记。

下面一起来分析几个例子。

1）在学习光现象的时候就要让学生把相关的图深深地印在大脑里，这样光的反射规律就记得很牢固，而且也很容易理解反射规律的内涵。

2）在学习物态变化时，就要明确告诉学生一定要把当时做实验的过程深深印在自己的大脑里面，这样就很容易理解各种物态变化的真正含义。比如观察水的沸腾的实验，在水沸腾前和沸腾时，始终在对水进行加热，反过来说明液体沸腾前和沸腾时都要吸收热量，沸腾又是汽化的一种方式，也就说明汽化要吸热；而液化是汽化的逆过程，所以液化就要放热。

当然，要让学生学得有兴趣，需要教师多加引导，逐步培养学生自动建构物理情景和物理模型。