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1、谈高中物理概念的学习策略上海市凤城中学 徐劲潮物理概念是物理知识大厦的基石，让高中学生在物理概念的学习中掌握并自觉地运用学习策略，这对于提高学习的效果和学习能力都是十分重要的。近年来学习心理学领域出现了一个崭新的研究课题元学习（Biggs Moose，1993） 。元学习理论认为：人是积极主动的机体，能够计划未来。监视现在，有效控制自己的学习过程。人一旦具备了元学习能力，就会激励自己勤奋学习；会确立学习目标；善于选择能达到目标的最适当的学习方式方法；善于检测达标情况，必要时采取补救措施；善于总结自己达成目标的成功经验和失败教训，及时调节自己的学习方式方法。正是因为人有元学习的潜力，所以认知策略
2、（学习策略）在认知过程中的作用就显得尤为突出。美国教育心理学家加涅（EllendD Gagne）认为： “认知策略是一种特殊的、非常重要的技能，是学生用来指导自己注意、学习、记忆和思维的能力” 。基于以上理论，我们可以认为，所谓概念学习策略就是在学习活动前、中、后三个过程中，学生依据一定的目标、环境、自身特点和教师的指导而灵活地选择、组合、应用概念学习的有关技能；也是自觉地对整个学习过程加以调控的计策谋略。也只有具备了正确的策略意识，学生对概念的理解才会出现从具体水平向概念性水平的发展，从不科学的甚至错误的日常概念向科学概念的发展。根据认知心理学理论，结合高中物理概念学习的现状，本文从以下四个
3、方面对概念学习策略加以分析。一、物理概念的识记策略概念识记策略就是记住学习材料或保持新信息的有效方法。它又可以分为复述策略和重复策略，为了使概念能较长时间内保持在短时记忆中，我们可以采取复述的方法。经过多次复述之后，新概念就更容易进入长时记忆。由于长时记忆存在“先快后慢”的遗忘规律，所以我们不得不依据“遗忘曲线”采取“重复”的办法巩固记忆。（）复述策略现代心理学研究表明，学生中存在着两种不同的认知缺陷（Flavell，1970，1977）：一为具备性缺陷（Availability deficiency） ，有些学生根本不具备复述策略或复述能力；二为应用缺陷（ctionaenciency ） ，
4、学生实际上已具备复述能力，但就是在应该复述时不知道去使用这种策略。对于高中生来说，如果能够在适当的时机，从自己的实际出发，精心选择物理概念的复述方法，就能编织出一张适合自己记忆的概念结构网，为物理原理的运用打下坚实的基础。如何对物理概念进行合理有效的复述呢？笔者以为可参照以下的流程图从概念的定义、图像、公式三个方面进行复述。图一如加速度概念的复述。加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量（高中物理上科版第二章）或加速度同作用在物体上的力成正比，同物体的质量成反比（高中物理上科版第四章） 。与这两个概念的定义复述相对应的图像复述为：图二由定义和图像的复述，显然可抽象地复述出数学表达式：avvt
5、Fm又如电阻概念的复述。电阻是导体阻碍电流通过的能力或电阻与导体的电阻率成正比，与导体长度成正比，与导体横截面积成反比。图像复述为：图三抽象出的公式复述为：RUI LS通过这样的复述，学生不仅最大限度地运用了已知的信息来扩展和充实物理概念，也为信息的长时记忆和精加工打下了良好的基础。（二）重复策略复述策略主要用于保持短时记忆中的信息，而重复则能够使知识信息进入长时记忆中。心理学家文宾浩斯（Ebbinghaus，1885）发现，记忆中的信息会出现遗忘，遗忘速度遵循“先快后慢”的规律。根据“遗忘规律” ，我们应采取适当重复的策略来克服概念学习中的遗忘。笔者提出重复策略时间、方法两方面的技巧。利用“
6、卡片”进行时间分散记忆是最有效的复习法。把卡片分为正反两面，分别写上代表物理概念的字母符号和字母符号的中文意义，公式名称和公式的字母符号代表式等。每隔一定时间进行回忆和自我检测，复习时，要对回忆失败的项目作上记号，下次主要复习做了记号的项目，以提高时间的利用效率。一般来说，学习材料越是意义性不强，那么分散复习的时间间隔就应该越短。在各种复习形式中，采用小组集体复习的效果是很好的。英国哲学家培根说过：“谈话使人敏捷” ，通过小组的讨论交流，互答，能最大限度地提高注意的集中程度，提高大脑中枢的兴奋性，从而有效提高概念的记忆效果，并帮助小组的每一成员提高对概念学习的自我诊断和自我约束能力。以上介绍的
7、复述策略和重复策略，其作用仅仅在于“维持”大脑中输入的概念，并未涉及对概念的“理解” ，即将新概念与头脑中的已有知识相联系。所以，这种识记策略还必须和更高级的策略相结合，才能进一步提高概念学习的效果。二、物理概念的精加工策略精加工策略（Elabolaion straopes）是一种寻求字面意义背后的深层意义的策略，是将新学习的材料与头脑中已有知识联系起来的策略。如果学生能自觉使用精加工策略，就会影响学习概念过程中的注意指向，也会影响理解、记忆和应用过程。高中物理是一门意义性很强的学科，概念之间存在广泛的内在联系，概念的学习本身就是一个“生成过程” （Methemagenicactivity）
8、。大量实验证明：比喻、类化策略在理科概念学习中都是十分有效的。（一） 比喻策略比喻策略，就是将概念及概念本身包含的信息，类比成某一认知图解中的策略。例：欧姆定律的正规表述为 RUI，我们想象这样一个类比：一个男孩在一个有斜度的公路上向上推一部小车，斜度的倾斜度就像电阻，小孩的推力就相当于电压，小车的实际速度就像电流强度。推力越大，小车运动的速度就越大而斜坡倾斜度不变。学生若能将概念转化为类比图解，那么他们对概念性信息的保持必将提高。（二）类化策略类化策略，就是将具有相似信息的不同概念整合成同一类型的策略。例如比值定义概念中的 vSt，avt ，EFq，CQU ， RU I 等的类化，万有引力定
9、律 FGmMR 2 与库仑定律 FKqQr 2 的类化。掌握并运用类化策略，有利于概念性知识的储存，并构建似乎“无关”概念之间的网络。三、物理概念的群集策略如果说精加工策略的主要作用是使新概念与已有知识取得联系，从而加深对新概念的理解，那么群集策略的目的正在于建构新概念之间的内在联系，形成新的认知结构。群集策略实际上是一种对所学的新概念进行归类整理，从而使知识呈现有机的结构和组块，便于记忆和检索的策略。高中物理教材通常存在以下五种结构：概括（Genralization） 。列举（Enumeration ） 、顺序（Sequence） 、分类（Classification ）和比较对照（Comp
10、are contrast ） 。例如，关于运动概念的群集可构成以下的层次网络图：图四物理概念的部分与部分，整体与部分之间是按照一定规律有序排列组合的。依据群集策略可区分高位信息与低位信息，并且可以有效地利用高位结构表来统率对整个教材概念内容的记忆和理解。四、物理概念的元认知策略学生在学习物理概念时，通常包含如下一些认知加工过程：将新知识与某种熟悉的旧知识进行类比或异同比较；将所学概念理论化；扩展概念的例子和发现例外等。此时包含了扩散性和符合性思维加工。为达到理解的目的，学生可能采取许多行动，如广泛阅读，和老师同学讨论，深入思考，从事实际操作或实验等。本文所指的元认知策略就是学生个人对概念学习过
11、程的自我觉察、自我评价、自我调节的策略。笔者认为物理概念的元认知策略可分解为计划、监控、评价三种策略，以下列举的是与采取这三种策略相对应的问题单。（）计划策略1这个概念是什么？2关于这个概念，目前我们知道些什么？已经给我哪些信息？这些信息对我有什么用？3我们计划怎样学习这些概念和信息？4还有其他办法吗？5下一步我们做什么？（二）监控策略1我们是否遵循了计划或策略？需要新的激化吗？需要一个新的不同策略吗？2我们的目标变了吗？现在的目标是什么？3我们是否踏入了轨道？我们是否正逐步接近目标？（三）评价策略1哪些措施起了作用？哪些没有起作用？2下一次我们应该采取什么不同措施？学生在自主学习活动中，参照
12、元认知策略的问题单，通过反复的实验观察、质疑讨论和分析归纳，不仅能加深对新知识信息的感知、记忆、理解，而且能提高自身的实验能力和研究能力。例如，在“端压的变化”学习中，可采用如下图五的流程图。图五在具体的学习过程中，辅之以层层深入的设问与讨论：设问 1 当变阻器滑片滑动电阻 R 减小时，为什么电流强度会变大？设问 2 伏特表测的是电源两端电压，为什么伏特表读数增大？讨论 1 对于外电路，能否用 U 外 =IR 见来讨论？能否用 U 外 =E-U 内 讨论？讨论 2 若电阻 R 趋近于零时，安培表、伏特表读数又如何 ？讨论 3 若电阻 R 趋近于无完大时，安培表、伏特表读数又如何？学生的思维通过
13、以上的活动在扩散中不断地得到修正，最终上升至掌握端压变化的规律，如表一所示表一对元认知的研究表明，元认知能力不同于一般认知能力。若没有元认知策略的使用，一个人即使有很强的一般认知能力，在学习过程中还是得不到有效发挥；反之，如果一个人具有很好的元认知知识，因为即使一般认知能力不高，却仍能在学习过程中表现得很好，元认知能力可以弥补概念学习中一般认知能力的不足。高中物理概念的教学效果直接取决于学生在学习时头脑中已具备了哪些知识（认知结构）和实际如何加工面临的新概念。同样在听讲，同样在看书，不同学生的理解或认知过程不同，学习结果也就不同。因此，我们要研究学生如何学习概念的策略。要充分利用课堂教学，传授
14、概念学习的策略知识，唤醒学生的主体意识，调动他们学习的积极性和自觉性，促进学生自主精神、奋斗精神和责任感等优秀品质的形成。评析：本文从增强学生主体意识、促进自主精神发展的视角出发，运用认知心理学和近代元认知学习理论，对高中物理概念的学习策略进行探讨，这对于当前开展物理教学改革、提高物理教学质量具有较大的现实意义。文中所涉及的识记策略、精加工策略、群集策略和元认知策略，确实抓住了认知过程中的几个重要环节，既有理论上的阐述，又有实际上的应用；既源于实践，又高于实践。在物理教学中，教师若能指导学生掌握和运用这些策略，这对于提高学生的学习效果和学习能力无疑是有效的，文中例举的一些实例也很有说明力，会使读者颇受启发。不同学科在学习策略的应用上并不完全相同，在物理概念的学习中，学生最大的困难可能并不在于记忆，而在于理解和应用上，若能根据物理学科与物理概念的这一特点作出进一步的探讨，将会使本文更具特色。学科导师徐国庆
