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运用表象性语言  实施智慧物理教学

运用表象性语言  实施智慧物理教学

作者:佚名     来源:本站原创     更新:2015-3-8 19:40:28     阅读:
摘要:表象是思维加工的对象,物理语言具有的表象性有助于学生建立相应的表象。物理教师在日常教学中要注意发掘物理语言的表象性,从而实施智慧的物理教学。  
关键词:物理语言;表象性;物理学习  
学习心里学认为,人在学习过程中,思维加工的对象不是具体需要感知的事物,而是感知之后留在思维中的表象。  
表象不是常说的表面现象,其是心理学的一个基本概念,常被定义为“人们对过去感知过、但现时并不直接感知的那些事物的感性映象”。我们可以这样通俗地理解:凡是我们经历过的事物总会在我们头脑中会留下的痕迹,当这些痕迹在我们后来的活动中恢复或再现的时候,就成为表象。  
一、物理语言表象性的意义  
   众所周知,物理中的显性知识都是通过语言来描述的。研究人员发现,用语言描述物理概念时,有些语言具有帮助学生建立表象的作用,即语言具有表象性,有助于物理老师实施物理教学时把准学生学习的脉搏,对激发学生学习兴趣、打破原有认知平衡、提高物理教学效率有重要的作用。  
二、物理语言的表象性对掌握知识的正、负作用  
当描述物理知识的语言具有的表象性作用能够促进学生学习物理知识时,我们称这种作用为语言表象性的“正作用”。  
【案例1】中学物理中电磁感应的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。这段描述中的“切割”一词极具表象性,其对于学生理解并掌握这句话的真正含义具有重要的辅助理解的作用,因为“切”、“割”在学生头脑中具有丰富的感性经验,该词有助于学生想象到生活中菜刀切菜、镰刀割麦子等情形,当学生据此情形理解导线切割磁感线时,学生建立另一种表象——导线像镰刀切割麦子一样切割磁感线的想象表象——就可帮助学生判断导体在磁场中做什么样的运动时才能产生电流。  
    并不是所有具有表象性的语言对学生掌握物理知识都有正作用。事实上,由于前概念的影响,一些物理知识的表述可能让学生错误地理解物理概念或规律,从而影响学生掌握相应的知识,我们称这种作用为负作用。  
【案例2】中学物理中的“电流”概念,由于“流”字的影响,多数学生会认为越靠近电源正极的用电器通过的电流大,位于后面的用电器通过的电流是前面用电器用剩下的(中学生常认为用电器“耗电”耗的是电流,而没有“耗电能”的认识),所以电流就小些;同时,学生还会认为用电器工作的原因不是因为电流“流经”用电器,而是电流“流进”用电器,并且最终被消耗,由于这些理解,学生对“串联电路中的电流处处相等”等规律很长时间内都难以真正接受,或者解题时能运用这些规律,但内心并不真正认可。这就是物理语言对学生学习产生的负作用。  
 有意思的是,物理学史上关于电的科学研究,也“流”字的影响导致了一些有趣的结果。在伽伐尼发现电现象之后,人们对电深入、多方面的研究。后有人把电想像成是流体(这大概是电流概念产生的最初的形式),在这一概念的影响下,当时的另一些研究者就产生的一个设想:能不能把电流体装起来?结果,莱顿瓶被发明了。  
 过去的历史和当下事实表明,物理概念的表象性确实对物理知识的接受与理解存在着影响作用。  
三、物理语言的表象性在教学中的应用  
在实施教学前,研究物理语言对学生掌握物理知识可能产  
生的作用,并因势利导,可以让我们的教学更加有的放矢。  
    当物理语言的表象性起正作用时,教师要注意围绕起表象性作用的关键词,通过变式、反例等方式的选择,在对比、分析、综合等思维方法的使用中努力丰富知识的发生过程,丰富学生的认知过程,让学生围绕这些个关键词做详尽的思考,以建立合理的表象。  
在【案例1】中的感应电流产生的条件,要想让“切割”一词发挥表象性的正作用,教师就不宜直接将切割的情形呈现给学生,而应该先增设一个情境。笔者的做法是这样的:放置磁铁,使磁感线呈上下走向,然后将闭合电路的一部分导体在磁场中做三种形式的运动——上下、左右、前后运动(对应的结果分别是不能产生电流、能产生电流、不能产生电流),再然后让学生比较产生电流的不同情形,让学生分析产生电流与否时导体的运动情况并进行比较,如斯对学生而言,导体相对于磁感线的“切割”就不是孤立的,而是有“平行”的运动方式可供对比的。当然,此时“切割”一词尚未出现,因此需要留给学生时间,以思考用什么样的语言来描述感应电流产生的条件。这是一个学生个性化思考的过程,学生得出的结果不尽相同,适当时间以后,教师让学生将自己的思考结果与科学表述中的“切割”进行比较,然后思考这种科学表述的合理性。事实表明,经过这样的情境与思考过程,学生对感应电流产生条件的理解要深刻得多。  
 值得一提的是,学生建立并深化表象的过程需要一个凝神静气的环境。表象建立以后,教师还要注意引导学生进行小组交流——研究表明,学习小组之间的讨论交流可以使得学生思考、推理和建立表象的过程外显,同时还有利于老师考察学生掌握的概念与科学概念之间的距离与差异。  
 如果物理语言的表象性对学生掌握知识起负作用,那么教师就需要通过辨析、建模等方法做好校正前概念、说明科学概念的工作。  
仍以【案例2】中的“电流”概念为例,一般教材都会以“流”为突破口,借助于水流、车流、人流等现象概念,帮助学生建立抽象的电流概念。在享受类比带来的理解电流概念的好处的同时,“流”字本身也给学生理解电流规律带来了上述的一些困难。要克服这些困难,教师必须帮学生建立适当的“电流”模型(必要时可辅以多媒体等教学手段):电流有像水流一样的“形体”,导线就是其流通的道路;电流会以相同的“流动强度”通过串联的用电器,又常常以不同的“流动强度”通过并联的用电器;电流通过用电器时会将携带的能量转化为其它形式的能,同时产生一些特殊的现象,如发热、发光等……如此,学生对电流的理解与掌握将更接近科学本质。  
【案例3】在研究并联电路的分流规律后,有部分学生得出了这样一个结论:并联电路中,一条支路上的电流变大时,另一条支路上的电流会变小。我一开始听她们的说法后,怎么也搞不懂她们怎么会这么想。于是我跟她们聊,她们其中一个说:“老师你看啊……并联电路是分流的是吧。”我点头。她继续说:“既然是分流,就说明总电流是一定的,那一条支路上的电流变大,另一条支路上的电流自然变小了。”一般情况下,教师在备课时是想不到学生会因为“分流”这一说法而产生这一错误的。很显然,她们思维加工的表象应该是这样的:干路上的总电流是一样的,走到了分支点后分到各支路上去,然后,假如一条支路上的电流变大,另一条支路上的电流就变小。有了这一分析之后,我开始修正她们的表象:我现让她们想像出原来的表象,然后进行语言描述,并提醒她们根据我的语言进行想像——一条支路上的电流变大对另一条支路没有影响,影响的是干路上的电流,干路的电流变大。在这样的分析与重建模的过程中,正确的表象得以建立。表象是思维加工的对象,物理语言具有的表象性有助于学生建立相应的表象。物理教师在日常教学中要注意发掘物理语言的表象性,从而实施智慧的物理教学。
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