物感的内涵及其教学价值

熊志权 刘芳霞

(1. 广东省珠海市教育研究中心，广东 珠海 519000；2. 珠海市斗门区城南学校，广东 珠海 519000)

1 物感的概念

“物感”是我们在研究“基于知识发生过程的物理教学”中类比“数感”提出来的一个全新教学概念．2001年颁布的《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》首次提出了要使学生“建立初步的数感与符号感,发展学生抽象思维”．并在内容标准的3个学段都分别阐述了培养和发展学生数感的问题,“数感”一词首次进入我国的数学课程．[1]“数感”成为一个崭新的内容进入基础教育视野后,人们从数感的内涵、数感的形成、数感的发展、数感的教学进行了10多年的实践和研究,对中小学数学教育产生了积极的影响．

物感可以通俗地认为是人们对“物”的感悟．2017年7月,我国新一轮基础教育高中课程改革颁布的《高中物理课程标准》提出了新的要求,普通高中的培养目标是进一步提升学生综合素质,着力发展核心素养,在“三维目标”的基础上提出以“核心素养”来统领高中物理课程的实施．首次提出了以物理观念、科学思维、实验探究、科学责任与态度为内容的高中物理核心素养．基于核心素养价值追求的物理教学须着重培养学生的时空观念、物质观念、相互作用观念、运动观念、能量观念.这些观念都是属于“物”的表现范畴．而“感悟”是外界刺激作用于主体而产生的,它含有经验和直觉的成分,为了促进中学生对这5大物理观念的整体认知,笔者认为中学物理很有必要提出“物感”概念并开展相关教学．

物感有逻辑推理的成分,更含有直觉的成份,是人们依据建构的物理学知识、科学研究经验和实践体验以及坚定的科学信念,对物理系统的结构、特征、运动规律等问题所产生的一种直接而迅速的认知过程．物感与数感、语感、美感、质感等都代表了学生认识世界的一种相关能力,也代表各种思维过程,是人们对物质世界的一般理解.这种理解可以帮助人们用便捷的方式作出判断或者解决复杂的问题而作有价值的判定．

2 物感的内涵

物感由于涉及到逻辑思维和直觉思维两个方面,这两个方面的表现形式和思维本质截然不同,直觉思维是与逻辑思维是完全不同的一种思维方式,甚至说不上缘由,非逻辑性是直觉思维的本质特征,是一种跳跃式的具有突发性的思维方式,难以捉摸和驾驭,直觉类似于灵感、顿悟、奇妙启示等．而逻辑思维主要包括归纳、演绎、推理、等形式,在论述物感的内涵与本质时我们有必要介绍直觉与逻辑思维．

2.1 直觉思维

物感含有直觉思维的成分,直觉思维是一种特殊的思维类型.它是主体借助于智慧迅速认识对象的本质及其特点的思维活动,是直接按照对象进行理解并做了判断的思维能力,亦可以说是一种特殊的理性洞察力、思维透视力,是认识活动中一种敏感的思维状态．我国著名科学家钱学森认为:“直觉是一种人们没有意识到的对信息的加工活动,是在潜意识中酝酿问题而后与显意识突然沟通,于是一下子得到了问题的答案”．在物理学研究中,直觉是人们依据自己的物理学知识、科学的研究经验以及坚定的科学信念,对物理系统的结构、特征和运动规律等问题所产生的一种直接而迅速的认知过程．

直觉是一种重要的创新性思维方式．凭借逻辑思维只能在具有逻辑联系的事物之间进行思考,它只能发现领悟那些与原有知识具有一定逻辑联系的新事物,要超出原有知识作出全新的重大科学发现,单凭逻辑思维是无能为力的,而直觉往往在科学认识过程中起着重要作用．

直觉思维具有非逻辑性,所以这种思维的结果由于没有严密的科学逻辑指导,而并非都正确,“直觉可以把你带入真理的殿堂,但你如果只停留在直觉上,也可以使你陷入死角”．因此,在依照直觉行事之前,必须对它进行一番再审视．直觉判断并不等于“瞎猜”,没有一定的知识结构、实践背景和创造性思维的发挥,是无法拥有深邃的直觉的．养成多思考的习惯,尤其注意发展广泛的联想.这是培养和形成直觉思维的一种重要方法.每当学习新知识时就要联想,就要形成一种新旧知识间的联系的思维自觉,努力架设知识之间相互联系的桥梁,更是要超越逻辑体系方面的广泛联想,在这科学发明和发现的征途上,常能折射出绚丽的光华．

2.2 逻辑思维

逻辑思维又称为抽象思维,是思维的一种高级形式．其特点是以抽象的概念,判断和推理作为思维的基本形式,以分析、综合、比较、抽象、概括和具体化作为思维的基本过程,从而揭露事物的本质特征和规律性的联系．

物理学中的决定论,就是典型的逻辑推理的过程．我们从已知的物理结论或者条件出发,能够由现在测未来,由现在知过去．

2.3 物感的内涵与本质

物感是人们在物理概念扩展中产生的对物质运动的整体认知和一般理解,物感是界于逻辑推理和直觉判断之间的一种思维过程．它不是纯粹的逻辑思维也不是纯粹的直觉思维．物感是人脑对物质对象的一种直觉,即对物质世界的洞察与领悟,是一种物理直觉．它是通知感官而不是通过大脑的思维,它含有原始的、经验性的成分,“悟”是通过大脑进行思维的,因此,物感既含有感知的成分又有思维的成分．

成锐要求公司应向其支付十三薪、住房补贴和特种工津贴，但其未就公司应向其支付上述款项提交证据，公司对此亦不认可，成锐应承担举证不能的法律后果，故对成锐相关诉讼请求，法院不予支持。

要感悟必须有实践体验,例如汽车转弯问题,当汽车的速度太大时容易被“甩”向外侧.这些学生均有实践性体验,因此转弯的马路设成内低外高就凭直觉可以建立,学生不需要再用牛顿第二定律的模型进行严格的逻辑推理明白其中道理．这些如果要进行逻辑推理,也十分容易．还有,一个新的物理量的建立,学生应该知道其大小,如速度为1 m/s有多大?质量为1 kg的物体有多少?这也是对物理量的基本感知要求．

物感主要是学生后天习得的结果．是学生在大量学习和生活实践中积累起来的种种储存在潜意识中的内隐的、非结构的关于物质运动规律的程序性知识.这种过程不是一蹴而就的,是在学习过程中不断强化和理解物理规律和概念的本质中逐渐体验和建立起来的．

例如学生要判断静止在斜面上的物体受到的静摩擦力方向,初学者要回到静摩擦力方向定义的本源来判断:先判断相对运动趋势,再根据静摩擦力与相对运动趋势相反,而相对运动趋势又要假设斜面光滑,物体将沿斜面向下运动．事实上,学生物感形成后,可以忽略上述环节快速且准确地判断摩擦方向．

3 物感的教学价值

立德树人是课程改革的根本任务．学生核心素养的培养是落实此任务的主要途径．基于核心素养价值追求的物理教学须着重培养学生的时空观念、物质观念、相互作用观念、运动观念、能量观念．学生通过形成五大物理观念,不仅拥有了一种看世界的眼光,更获得了一种幸福的能力．中学物理课程中的物理观念包括描述物质属性的观念和量度物质运动的观念,只有教师清晰地、系统地理解这些物理观念,才能以物理观念统领物理教学,实现物理课程目标．

物感是人们自觉地理解物质运动规律的态度和意识,建立物感的价值主要表现在提升学生的科学素养．有助于学生对物理知识的自我构建,有助于教师开展知识发生过程的教学,有助于发展学生的创新精神和实践能力． 学生物感的形成有赖于充分的感知和体验,是对物理概念的意义建构,是学生历经不断的试误到顿悟的过程,更是物理知识与现实问题建立联系的桥梁．在物理教学中培养学生物感,目的就在于使学生学会物理地思考,学会用物理的方法理解和解决现实问题,让学生有更多的机会接触和体验物理和现实问题,表达自己对问题的看法,用不同的方式思考和解决问题．

3.1 物感有助于学生对物理知识的自我建构

物感的本质是对物理知识的自我建构．建构主义主张世界是客观存在的,但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的．我们是以自己的经验为基础来建构现实的,每个人的经验世界是用他自己的头脑创建的.由于每个人的经验和产生这些经验的过程和社会文化历史背景的不同,导致每个个体对外部世界的理解也迥异不同．所以,建构主义认为学习不是由教师把知识简单地传递给学生,而是由学生自己建构知识的过程．学生不是简单被动地接收信息,而是主动地建构知识的意义.这种建构是无法由他人来代替的．

学生是学习信息加工的主体,是意义建构的主动者,而不是知识的被动接收者和被灌输的对象．在建构主义学习中教师必须认识到教学目标不仅包括认知目标,也包括情感目标．教师要重视学生的情感领域,使教学与学习者个人相关联．教学要逐渐减少外部控制,逐渐增加学生自我控制学习的过程．教师不仅需要在学习内容方面辅导学生,而且更需要在新的学习技能和技术方面指导学生,并将监控学习和探索的责任也由教师为主转向学生为主,最终要使学生达到独立学习的程度．

知识是人们对客观世界的一种解释、假设或假说,是他对客观世界的心理体验,它不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深入而不断地变革、升华和改写,随之出现新的解释和假设．知识并不能绝对准确无误地概括自然与社会的法则,提供对任何活动或问题都适用的解决方法．在具体的问题解决中,是需要针对具体问题的情境对原有知识进行再加工和再创造的．

基于物理核心素养的构成与内涵,从物理学视角形成相关的基本认识,形成基本的物理观念．在物理教学中渗透物理观念可以加深学生对物理概念、规律的理解．例如,学生可以在“物质”思维基础上建构密度概念．而这个“物质”基础就是要让学生对原始物理问题经过同化和顺应来构建属于学生特有的认知结构体系．这样的问题结合实际环境,学生参与的热情比较高,如果通过网络查询知道人体的密度和水的密度接近,我们怎么知道每个人的体积呢?对于关乎自己身体的问题,并且几乎不可直接测量的问题,学生很有兴趣,不知不觉中对公式变形V=m/ρ有一个深刻的应用实践．[2]

3.2 物感有助于教师开展知识发生过程的教学

知识发生过程教学是指教师引导学生去揭示或感受知识发生的前提或原因、知识概括或扩充的经过以及向前拓展的方向,它的价值表现在有利于遏止注入式教学和突出学生学习的主体性,从而有利于增强教学过程的发展功能,全面提高学生的探究欲望、探究能力等各方面的素质．知识形成过程是人类思维独创性的凝聚,它孕伏于知识体系中,具有极高智力价值;它反映了知识发明、发现者解决问题的途径、手段、基础以及视角．

感悟总是在“慢”的情境中培养起来的,物感的建立需要“慢”教学,而知识发生过程教学要让学生掌握知识的来龙去脉,充分地将知识还原与稀释,重演知识形成的过程,最终形成经典物理的物质观、运动观、能量观、相互作用观,并且能用来解释自然现象和解决实际问题,从而促进学生开展深度学习．

图1

例如在学习杠杆的平衡条件时,教师设计一个如图1-图3所示的实验,让学生自己动手操作,教师甚至可以不规定条件和目标,学生也会通过多种平衡现象中找出杠杆平衡的规律和条件,自主建构概念和规律．这比直接告诉孩子杠杆平衡需要满足什么条件更有价值．

图2

大多数学生需要借头脑中形成视觉映象来解决物理问题,如通过上述的实验装置和某些图示．为了改变这种局面,教师要引导学生移去实验装置进行再思考,不再借助实物的视觉映象,因此,物理规律和概念就在孩子脑海中快速自主构建,这就是一个从“情境化”到“去情境化”的过程,也是一个从感性到理性认识的过程．[3]

3.3 物感有助于重新认识情境教学

物感的培养需要直观经验与理性思考的有机结合,物感是物理与现实问题建立联系的桥梁,所以物感的教学需要物理现实背景的支持,更需要学生亲身经历和实践．物感好的人能主动地将现实生活中遇到的问题和适当的物质运动规律形成联系,并且灵活巧妙地找到恰当

的解决问题的方法．

情境教学至少应该包括3个环节:情境化、去情境化与再情境化，如图4所示．情境化是创设教学情境,激发学生的学习兴趣,去情境化是从具体情境中分离概括化的知识,发展学生的科学思维,再情境化是将知识运用到新的情境,培养学生解决问题的能力．情境化、去情境化与再情境化3者相辅相成,教学中只有处理好3者之间的相互关系,才能更好地促进学生科学思维的发展和有效提升学生解决问题的能力．[4]

图4

物理知识是与环境交互的结果,学生只有通过情境建立感知与内化,才能建立物感．由于物感总是伴随着和现实情境产生的．如果没有学生的积极参与,学生的物感培养无从谈起,如果都是单一的题海和推导,缺少实践,物感是建立不起来的．概念是在感性认识的基础上产生的,不经感性认识阶段,就不会在头脑中形成概念,因此,情境创设很重要,情境以一种强有力的方式影响着学习及其迁移．再情境化就是指思维由抽象到具体的过程,即在思维中把握客观具体对象的各个方面的本质以及它们的内在联系和相互作用,再情境化侧重学生对知识的应用,设置的情景问题综合性也比较强,这体现学生思维发展的一次飞跃．