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1、高中物理学习困难成因及对策的研究成果主报告徐立海 徐招茂 （玉环楚门中学 浙江玉环 317605 13967622055）中学生物理学习困难，是指中学生在物理学习中不能有效地理解和掌握知识，不能利用知识解决问题，学习成绩明显落后于同龄学生。消除中学生物理学习困难，实现人人在学习中得到最大的发展，是教学追求的目标和实施素质教育的根本要求。本报告针对高中物理学习困难形成的原因提出教学的对策。一、形成物理学习困难的原因物理学习困难的成因极其复杂，本文只简要列举以下五点：1物理知识储备量严重不足认知加工水平与相关的知识储备量有着密切的关系。物理学习困难学生，往往伴随着物理知识储备量的不足，即物理知识基
2、础薄弱。从物理学习的角度讲，物理认知结构中缺少与新知识相关的旧知识，将影响其后有关知识学习上的记忆能力、理解能力和思维能力，导致机械学习；从物理教学角度讲，后继教育在认知结构缺乏相应的知识储备的影响下，丧失了应有的成效。例如，没有掌握受力分析，是不可能有效解决牛顿第二定律、动能定理等问题的。值得说明的是，知识是能力的基础，物理知识贫乏，则理解困难，思维不灵活，这看似是学生智能有问题，实际部分要归因于物理知识基础薄弱。2物理知识的组织程度低学生对某一概念(以“电势”为例)的理解、掌握程度，不仅决定于学生对这个物理概念(电势)所具有特征的了解程度，而且还决定于学生对其他概念(包括电势差、电势能、电
3、场强度、零势面等有关概念)的理解和掌握程度。头脑中存在知识并不代表它能得到有效的应用，物理学习困难学生有时能记住或回忆起动量守恒定律的表达式和适用条件，却不能正确地应用于有关题目之中，这说明他们的物理知识是零散的，物理知识之间没有建立起本质的联系或是某种联系建立得不够完善。这种认知结构可视为低组织程度的结构，它限制了学生提取或检索与问题相关的知识，导致不能激活有关的物理知识或不能有效使用已激活的物理知识。3物理知识表征不完善表征是认知心理学的概念，它是指知识或信息以什么样的形式储存于大脑之中。常见的表征形式有概念、命题、图式以及表象。其中图式往往组合了概念、命题和表象，一般认为，图式是指围绕某
4、个主题组织起来的知识结构。物理学习困难学生头脑中的物理知识多是罗列式的、堆积的，显然缺乏组织程度高的图式。而在物理认知结构中是否有足够多、足够清晰的物理图景的表象，是反映一个人物理能力高低的重要标志。调查表明:在进行物理表象活动的自觉性上，高分组学生要比低分组的学生强得多。高分组学生能比较自觉地有目的地从教师的讲解和教材中勾画出物理世界的物理图景，物理现象在他们头脑中常能以图解的形式出现，因而能较好地掌握概念和规律。而低分组学生，主要把注意力放在物理公式的推导运算上，只是偶尔才在头脑中勾画出有关物理问题的图景。正是由于缺少表象形式的物理知识表征，学生在物理学习过程中不能形成正确的物理图景，从而
5、严重影响物理学习的效果。4物理元认知水平低下元认知，其实质是认识主体对认知活动的自我意识、自我监控和自我调节。有关方面的研究证实，物理学习困难学生在元认知整体水平上均低于一般优秀生。具体体现在以下两个方面。第一，物理学习困难学生不能自觉地使用有效的学习策略。首先，他们的物理认知结构中往往是陈述性知识所占比例最大，程序性知识次之，策略性知识最少。由于缺乏必要的策略性知识，陈述性知识和程序性知识不能有效地被感知、理解、记忆并用来解答问题。其次，物理学习困难学生头脑中的物理知识多是处于表浅的加工状态，直接制约了他们对学习策略的使用。第二，物理学习困难学生缺乏对物理学习的有效监控。从控制论的观点看，元
6、认知监控是一个必不可少的反馈和控制环节。但物理学习困难学生不能分析或获取反馈信息，及时对物理学习过程中存在的问题做出相应的调节.使得物理学习过程的盲目性、冲动性较大，从而降低了物理学习的效率与成功的可能性。5消极的学习情感和学习动机物理学习过程中伴随着不愉快的情感体验，如紧张、焦虑、恐学、厌学等。物理学习困难学生，多数以消极的态度对待物理学习活动，他们视物理学习为难事、苦事。教学实践中，笔者发现学生开始对物理课的学习还是很感兴趣的。随着学习的深入，部分学生对物理课的学习逐渐从主动变为被动，有的学生甚至丧失了学习物理的兴趣。出现这种现象的原因是多方面的，很重要的原因是部分物理教师在教学中过分重视
7、向学生传授知识，而忽视了对学生积极的情感因素的培养。有的老师片面认为物理教师讲授的是科学知识，一味强调课堂语言的科学性和逻辑性，在课堂教学中表情麻木冷漠，讲授平淡无奇，形成较压抑、沉闷的课堂气氛，容易导致学生上课不专心听讲、不愿回答老师的问题，对老师布置的作业马虎敷衍，久而久之则形成对物理学科的消极情感。二、转化物理学习困难的教学对策物理学习困难转化是提高物理教学质量，实施素质教育的关键。但不可否认，物理学习困难的转化却是一件复杂的教育工作，它比常规的教学工作要付出更多的心血、汗水和智慧。表现在：影响因素多，不易查找和诊断；需要一个比较长的过程，要求教师有极大的耐心；没有可以直接搬用的方法，需
8、要在实践中探索和创造。鉴于此，笔者在教学实践中总结出了一些切实有效的教学对策，以供分享、交流。（一）优化教学过程，促进学生有效建构知识教学过程是教师引导下学生的认识过程。在教学过程中教师对于教学内容的选择、教学结构的安排、教学流程的设计、教学活动的组织、教学方法的应用、教学情感的传递、教学节奏的把握等都直接影响着学生的物理学习。因此运用符合学生实际、科学有效的教学方法来合理优化教学过程，就成为防止或转化物理学习困难的主渠道。本成果，我们基于课堂教学实践，总结得出了优化物理教学过程、有效转化物理学习困难的“六化”教学策略，即生活化、体验化、情感化、过程化、结构化、生态化，并且有详实的教学案例来阐
9、述这些教学方法的运用，这些都是被我们的教学实践所证明过的、确然能提高物理教学质量的好方法。1重视生活现象、生活经验的运用，体现物理教学的生活化物理教学生活化是指，物理教学应贴近学生的生活，让学生从身边熟悉的生活现象中去探究并认识物理规律；适时将学生学到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，使学生体会到物理在生活和生产中的实际应用。实践表明，物理教学越接近学生的生活，越与学生己有的现实生活联系的紧密，教学就越有效。物理教学生活化本质上就是关注学生直接经验，强调的正是“重新确立直接经验的价值，构建间接经验与直接经验相互促进的关系。 ”也就是说，物理教学要与学生的生活世界和社会、科学世
10、界紧密联系。生活中蕴藏着丰富的物理学知识，一旦教师将生活中的物理教育资源与书本上的物理学理论知识融通起来，学生就有可能会感受到物理学习的意义与价值，就有可能增强自己学习的兴趣和动机，物理学习就有可能不再是一项枯燥无味、必须要完成的义务，而是一种乐在其中的有趣的活动了。例如“圆周运动”的教学，教师先让学生联想并描述高速行驶的摩托车转弯时的情景、跑步运动员快速转弯时的情景和一只大雁在空中转弯时的情景，以此来唤醒学生头脑中原有的生活感受与生活体验。然后教师在屏幕上投出右边的三张图片，学生心理自然就会想：为什么转弯时都要侧身倾斜呢，一定是存在什么物理规律？这样学生的疑虑被点燃了，教师就可借机引出课题。
11、往往学生对生活中司空见惯的物理现象很难产生问题并提出问题。如果教师把一些共同的现象结合在一起，那么就能促使学生去思考其中的缘由。2重视情感的培育和动机的激发，实现物理教学的情感化物理教学情感化是指教师在充分挖掘物理教学中蕴含的情感因素的基础上，通过师生积极的情感交流，以知激情，以情启智，以情育情，以情激意，使师生在民主和谐的教学氛围中“乐教” 、 “乐学” ，以获得最佳的教学效果。它以教会学生理解科学、形成科学态度、情感与价值观、建立民主和谐的师生关系为主要目的。情感的动力功能是指情感对一个人的行为活动具有增力或减力的效能。这在一般情况下表现为，当一个人情绪高涨时，情感趋于增力的作用，而当情绪
12、低落时，则趋于减力的作用。运用情感来提高学生学习的内驱力，在教学中可以提高学生学习的积极性。例如，在自感现象教学时，以“千人震”实验作为引入。我先问学生：两手加在一节干电池两端会有什么感觉？学生心理纳闷：老师为何问这个问题。然后，我给出如图所示的电路图，随意指定一位学生上台，用两只手接触线圈 L 的两端，闭合电键后，询问学生是否有触电的感觉。学生试验后回答：无触电的感觉。接着我将电键断开，随即学生就惊奇地体验到“触电麻木”的滋味。随后，多名学生手拉手再与线圈相连，断电瞬间，同时都有触电的感觉。这个自感线圈对于求知的学生来说就好像魔法一样神奇，从而激发起对自感现象的强烈探究欲望。3重视物理知识发
13、生过程的重演，实现物理教学的过程化如果把科学家从事科学研究的过程视作为科学知识的原生产过程，那么学生接受科学教育的过程就是科学知识的再生产过程。理论与实践都表明，这两者之间并非泾渭分明、互不关联，它们在本质上有着极大的自相似性：学生的学习过程是对人类文化发展过程的一种认知意义上的重演，他们学习科学的心理顺序差不多就是前人探索科学的历史顺序。因此，理想的科学教育应该是，以浓缩的时空和必然的形式，重演人类丰富多彩的科学活动，让学生去亲历探究的过程，感受科学的启迪。这样做不仅有助于学生更好地理解并掌握所学的知识，还能从中汲取前人的智能，领悟思想方法，陶冶科学精神，全方位提升他们的科学素养。所以，我们
14、在物理教学中，应尽量让学生按照认识的重演规律，去重演知识的产生与发展的过程，将教学过程转变成为学生的“亚研究”、 “再创造”过程。例如电场线可用来形象地描述电场的特征。但如果学生不理解它的物理意义，这种形象可能成为令他们眼花缭乱的另一种抽象；这时若再辅以直观的模拟实验，他们甚至误认电场线是一种实体存在。因此，教学的关键就在于通过还原稀释，让学生主动参与参与电场线概念的建构过程。为此笔者设计了如下的教学过程。先从最简单的点电荷电场入手：我们用带箭头的线段来表示点电荷电场中不同位置，如 A、B、C 等处电场强度的大小和方向（图甲） 。采用同样的方法，我们还可以作出更多位置的电场强度的分布情况（图乙
15、） 。很明显，这种方法虽然直观，但太过繁杂。学生面对这一片密密麻麻的箭头，他们自然会想应该如何简化呢？通过思考，他们不难找到办法：若以点电荷为圆心，它周围各点场强的方向都是沿半径向外的，于是就可用一组呈辐射状的射线来反映其方向（图丙） ；又因为它周围各点场强的大小随着离点荷距离的增加而减小，这种变化趋势又恰与这组射线“近密远疏”的特征相符合。用这样一组射线来描述正电荷电场的性质，不仅形象而且简洁因而非常合理的。4重视知识的衔接和难点的过渡，实现物理教学的结构化物理教学结构化是指，以学生原有的物理认知结构为基础，通过教师主导控制和学生主动学习的有机结合和相互作用，使物理知识与学生原有的物理认知结
16、构中适当部分建立起本质的联系，以期形成相互联系、按层次排列的新的物理认知结构，实现物理知识结构的“内化” 。它以学生最终掌握物理学科的基本结构为目标。任何物理知识都不能脱离物理知识网络而孤立存在，它的含义也只有在意义的物理知识网络结构中才能得到说明，才能显示其存在的价值。而当学生掌握和理解了物理学科的基本结构，他们就会把物理知识看甲 乙 丙作一个相互联系的整体，就容易掌握整个物理学的具体内容，就容易一记忆物理知识，就能够促进学习迁移，提高物理学习兴趣。这正是掌握物理学科基本结构和物理教学结构化的意义所在。高中物理教材与所需数学知识的衔接不当，对学生的物理学习造成了困难。如学生尚未学极限概念，在物理上就难以理解瞬时速度和瞬时加速度；没有三角函数知识准备，就不能灵活处理力的合成与分解、物体的平衡；没有函数图象的知识，就难以用图象法研究各种规律。这就要求我们在教学中，既要考虑教材的要求，也要根据学生的实际情况，也就是做到一切以学生为出发点，对教材中的难点加以处理，把难点分解、设法使它容易化，同时采用现代化的教学手段，帮助同
