认知心理学视角下“曲线运动”知识系统化的教学实践

汪海林

摘 要：从认知心理学的视角概要阐述知识系统化的必要性，并结合“曲线运动”的章节内容，应用知识系统化的组织方法进行了具体的教学实践。

关键词：认知心理学；知识系统化；曲线运动；教学实践

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）2-0015-4

奥苏贝尔认为，有意义学习的心理本质，就是符号代表的新知识与学习者认知结构中已有的适当观念建立非人为和实质性的联系，并且认为有意义学习的心理机制是同化，原有认知结构变量是影响新的学习与保持的主要因素。从常识的角度看，我们都能理解自己所习得的知识在头脑中不是孤立存储的，而是相互间形成联系。比如，在学习曲线运动的内容后，学生会自觉或不自觉地从运动形式上与直线运动进行比较，也可能会将运动的合成与分解跟力的合成与分解进行对比。但是，对于所学的知识，不是每一个学生都会主动去将学过的相关知识有机地组织起来。即便有这种意识，也未必能组织得合理，从而形成良好结构的知识体系。因此，教师在教学实践中引导学生将知识组织好并系统化就显得尤为必要了。

1 章节知识系统化的必要性

1.1 系统化的知识是影响学习者问题解决的主要因素

在对于影响问题解决的因素上，多数学习心理学家存在较为一致的观点，即将组织化的知识视为影响问题解决的重要因素。研究表明，学习是新旧知识相互作用的过程，知识的系统化是影响问题解决的主要因素。因此，在物理教学过程中，教师应帮助学生将习得的知识系统化。

1.2 系统化知识的表征方式

系统化的知识是一种学习结果，其内部表征方式为命题网络和图示。

1）命题网络

现代认知心理学家认为，贮存在人长时记忆中的任何信息单位，并非孤立地存放在那里，其中分享同一主题的若干命题会发生相互联系。认知心理学家一直尝试用各种方式来揭示这种联系，其中“命题网络结构”就是一种重要的方式。在他们设想的命题网络中，所有的组成单位都是命题，通常用结点表示信息的基本单位，用连线或箭头表示命题中的论题和关系，以及本命题与他命题之间的联系。

2）图式

所谓图式，就像是围绕某个主题组织起来的认知框架或认知结构，它是一些概念及其关系的集合。人们对材料的理解是缘于能识别图式。图式比较抽象，它为相互联系的观念留有“空位”，当学习者学习材料中的新信息时，便能按图式捕捉关键信息并填入空位。在学习《曲线运动》这章内容的过程中就存在很多图式。比如，对物理量的学习和认识可以从以下几个方面进行：

定义： ；性质（矢量或标量）： ；公式：

；单位： ；物理含义： ；典型实例： 。

总之，学习者习得的陈述性知识不是孤立存储的，而是形成相互联系的一种网络结构。网络结构是通过知识间的某种关系构成的，相互联系的不同观念能够被激活扩散。不同的学习者组织而成的知识有差异，初学者知识记忆结构中的结点层次相比能熟练应用知识者的结点层次要低，解决问题的效率也要低。

2 “曲线运动”知识系统化的组织方法及教学实践

学习者对习得的知识不仅要形成相应的联系，更重要的是形成的这种联系要清晰，而且知识结构要是良好的。因为，不良的知识结构不能确切反映知识间的内在关系。例如，图1所示的知识结构因为没有标明形成联系的关系如何，因而就不是良好的。

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图1 知识结构图

方法是用来提高认知活动效率的，在知识系统化这一认知过程中也存在一些方法。笔者认为，在组织形成“曲线运动”内容这一章节的知识系统化的教学实践过程中，可采取列表、层级（树形）结构图、逻辑关系图等方法。

2.1 运用列表的方法梳理知识横向之间的关系

由于有些不同知识具有部分相同的属性，并且在同一属性方面存在不同或相同之处，那么，这部分知识间可采用列表的方法来梳理它们之间的联系。

《曲线运动》这一章的内容中有线速度和角速度、向心加速度和向心力、抛体运动和圆周运动、直线运动和曲线运动这些物理量或概念，它们之间存在相同或不同之处，并且存在一些关系。因此，这样的知识就比较适合运用列表的方法来组织，如表1～4所示：

2.2 运用层级结构图的方法构建知识的体系

在进行复习课教学的过程中，教师应重视概念的整理和联系以使知识系统化，而层级结构图可以作为对知识表征的有效工具。它以简洁明了的图形形式表现复杂的知识结构，形象地呈现各知识点之间的联系，包括新旧知识间的关系。确定因果联系，区分概念的优先次序和组织概念，显示其他有意义的观点模式，产生有意义的学习，从而提高对概念和规律的理解并建立良好的知识体系。对于《曲线运动》的章节内容的知识间存在的层次关系，教师可以将这部分知识用层级结构图来引导学生，使知识形成系统化，如图2所示：

2.3 运用逻辑关系图的方法以深化知识间的联系

在《曲线运动》这一章节的内容中很多知识点之间存在逻辑关系。因此，可以通过逻辑关系形成相应的知识系统，从而深化知识间的联系，使知识系统化，如图3所示：

笔者认为，教师应该帮助学习者将习得的知识形成良好的网络结构，从而使知识系统化。由于组织系统化知识的过程中运用了一定的方法，学习者有运用方法的经历。因此，教师最好还要引导学习者自己获得各知识点间的关系，同时帮助学习者学习组织知识的方法，使学习者将知识的学习与方法的学习并重。

参考文献：

[1]陈刚，舒信隆.新编物理教学论[M].上海：华东师范大学出版社，2006.

（栏目编辑 赵保钢）