高中物理教学内容的认知化处理策略
高中物理教学内容的认知化处理策略 高中物理教学内容认知化处理就是在呈现教学内容的 逻辑层次时要符合学生的认知心理规律，换言之，就是教学 的节奏要适合学生认知规律。其核心是关注学生的学习，因 此，也可称逻辑层次学生化。认知化处理主要有三大策略：幼稚化、兴趣化和有序化。
一、幼稚化 苏霍姆林斯基说过：“教师必须在某种程度上变成孩子”。
所谓幼稚化，就是教师自觉将自己的知识基础、能力水平还 原到和学生同思考、共水平状态，思学生所思，想学生所想， 疑学生所疑，惑学生所惑，这样，才能助学生所需，解学生 之疑，释学生所惑。可以运用以下几个策略。
1.显性化 显性化是教师幼稚化的重要措施。在给学生提供多个思 维加工信息时，要充分注意到有不少学生并不能够把所需的 若干加工信息记在头脑中。教师往往过高估计或者忽略了学 生记的能力，而当老师提供的显性化信息详略得当，学生能 够记得下来，就会保持学习兴趣，从而提高学习的效率。是 否详略得当，要以是否满足大多数学生的认知需求，略而不 使差生迷茫，详而不使优生厌烦。
2.慢化教学节奏 当前，我国普通高中教学节奏过快是普遍现象，教学亟 须重视慢的艺术。教学节奏的快慢要恰当，符合学生的思维速度。要注意安排倾听学生心声的环节，捕捉有意义的生成 资源。这些都需要恰当的时间。教学中要把“让问题飞一会 儿”和倾听学生心声的时空补足，是当前放慢教学节奏，丰 富教学内容逻辑层次的重要举措。
3.关注细节 学生学习过程中常常会遇到这样那样的拦路虎、绊脚石， 一叶障目不见泰山，形成思维障碍。这些思维障碍往往就隐 藏在教学的细节之处，常常被忽视。所以，有效教学需要关 注细节，发现学生的思维障碍。要注意安排倾听学生心声的 环节，捕捉藏在教学细节中的干扰学生的拦路虎、绊脚石， 留有排除思维障碍的余地。
4.多问为什么 学生思维主要表现是凡事喜欢问个为什么。教师要稚化 思维，表现在处理教学内容时，要多问为什么，把教材内容 中缺乏因果过渡的部分补足丰满，以满足学生的求知欲。例 如，重力势能这节中，教材内容中缺乏为什么重力势能与重 力的功密切相关的教学层次，郑青岳老师发表的关于重力势 能的教学设计中，创造性地补充这一认知逻辑层次，设置问 题情境：一个物体在平行粗糙接触面拉力作用下，经历先下 坡、水平面和上坡的过程[1]，通过分析提取各力做功情况 和重力势能变化等认知加工信息，并列表记录。通过这些显 性呈现的认知加工信息使学生得出重力势能变化与重力做 功密切相关。当然，要注意甄别学生问“为什么”的教学价值。学生 常见的“为什么”有三类：其一，对当前的教学内容具有价 值；
其二，超出能力范围或与教学目标不相关；
其三，“忘 前疑后”，有的“为什么”纯属学生不记得或忘却了上位信 息，造成对下位结论的不解而发出的声音。所以要注意依据 教学目标控制学生的“为什么”发展方向，把与教学目标密 切相关的“为什么”深挖细究，满足学生的求知欲，提升学 习兴趣。对“忘前疑后”的“为什么”要及时补缺。对超出 能力范围或与教学目标不相关的“为什么”要及时打住，不 要纠缠。
5.循序渐进 这是一条基本教学原则。教学内容的逻辑层次要由浅入 深、由表及里、由简到繁、由易到难、从具体形象到抽象、 积少成多，高难的知识台阶化。要考虑学生思维可达到的能 力和心理可接受程度，教学要在学生的最近发展区实施。
6.设置复习巩固环节 遗忘是不可避免的，温故知新，巩固性原则是教学的基 本原则之一。当老师在讲新知时要对学生头脑中的旧知有切 实的估计，按照遗忘规律，把控学生的遗忘程度，设置恰当 的复习环节是非常必要的。在做出新的结论时也要考虑运用 必要措施使学生记住必要的加工信息从而顺利理解结论。
二、兴趣化 爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”。教师要努力提升设计调动学生学习兴趣的能力，运用好“兴趣”这个最好的 老师。
1.知识问题化，问题情境化 教师设计时要按照知识→问题→情境，学生学习过程按 照情境→问题→知识[2]。创设情境的方法主要有：（1）做 实验；
（2）讲故事；
（3）播放视频、动画，展示图画和教 具；
（4）运用风趣幽默语言；
（5）画粉笔图画。要把知识 巧妙地融于鲜活的情境之中，用情境吸引学生，用问题点化 学生。要善于利用新奇的实验现象、问题激发学生认知冲突， 形成学习兴趣和动机。例如，在讲解观察者从正上方观察水 中物体变浅问题，运用画粉笔图画和风趣幽默语言创设情 境：先画一点一线，表示物点（发光点）和水面；
问：“你 在正上方为什么能够看到这点？”这点发出的光有一束进入 人眼睛；
再问：“确定物点或像点用几条光线？”选两条即 可；
先作出最简单的一条，垂直水面的光，折射后不变方向， 再画一条斜射向水面的光线及折射后的光线，这两条光折射 后进入眼睛，画出大眼睛，问：“请同学们瞪大眼睛，看看 老师画的是哪位同学美丽的大眼睛？”学生都开怀大笑，谁 能有这么大的眼睛啊，老师你太夸张了吧！至此，学生就容 易理解这两条光线的夹角是极小的。
2.知识问题化，问题活动化 活动主要包括合作探究、分组讨论和师生对话。要运用 问题化手段克服教学活动的外化，避免课堂有温度，无深度。通过互动、交流、合作、讨论、评价等方式，解决问题，获 取知识。运用问题化把活动调动起来，兴趣指向知识。
3.情感激发 苏联教育家赞科夫说过“教学法一旦触及学生情绪和意 志领域，触及学生的精神需要，这种教学法就能发挥高度有 效的作用”[3]。教学中，适当安排学生阅读课本中的物理 学史内容或教师介绍一些物理学家感人的事迹来激发学生 对物理的情感。课堂教学中努力营造和谐的教学氛围。比如， 提出问题后，安排一点时间，用期待的目光扫视全体学生；
安排让每一位学生有发言或讨论的机会，需整体规划，有计 划地落实于每一节课堂中；
留有认真倾听学生所言和评价的 时间等等。让学生感到老师的真情关注，亲其师信其道。
三、有序化 知识之间有内在逻辑联系，知识的形成过程、学生的认 知也有规律。有序化就是整合这些逻辑和规律而使教学流程 具有合情合理的连贯性和逻辑性。一般可以按照循序渐进的 原则重演知识的发生过程，以有关学习理论为指导进行整体 规划，依据幼稚化、兴趣化方法进行细节夯实。下面谈两个 策略。
1.按照重演知识的发生过程整体规划教学逻辑层次 教学重演律告诉我们：学生的学习过程就是对人类文化 发展过程的一种认知意义上的重演；
学生学习科学的心理顺 序差不多就是前人探索科学的历史顺序。著名教育家波利亚也曾提出：“在教一个科学的分支（或一个理论、一个概念） 时，我们应让孩子重蹈人类思想发展中那些最关键的步子” [2]。新课标人教版物理教材中，增设了不少有关科学思想 方法的物理学史内容和探究性实验或活动的内容，是新课程 强调重视过程方法和情感态度价值观，倡导和凸显探究学习 的体现。
教学中，要精心研究有关科学方法的物理学史内容的教 学逻辑层次，运用问题化手段，让学生重蹈人类思想发展中 那些最关键的步子。比如，新课标人教版必修（1）“牛顿 第一定律”中，关于伽利略对运动原因的教学内容中已有丰 富的逻辑层次[4]。教学中应当体现出来，使学生对伽利略 科学思想方法有清晰的感受。
探究学习不仅要模拟科学探究之“形”，更要渗透科学 探究之“神”。要精心设计逻辑化教学层次，以问题化为手 段，避免探究的形式化和机械化。另外，在教材的其他内容 中也可以有机渗透科学探究的若干环节或要素。比如，在弹 力教学中，先通过观察和体验三个明显形变的弹力相互作用 的实例，归纳出弹力产生条件。接着，呈现微小形变的实例， 因为直接看不见形变，生成问题“形变是否是必要条件？” 假设此条件仍适用新实例。设计放大实验进行求证。
2.依据相关的学习理论整体规划教学逻辑层次 陈刚老师分析了奥苏贝尔、布卢姆和加涅等人的学习理 论，用学习理论来阐述学生学习的规律，从而提出了建立在“学生怎么学”的基础上的概念和规律的教学模式。他认为， 依据信息加工机制，有效的教学设计应满足：（1）容量限 制要求。教学中提供给学生获得结论所需的信息，应保持在 适度范围，减少干扰信息。（2）序列加工要求。教学中提 供信息的方式应满足呈现一次加工所需的信息，获得一个新 的结论。（3）信息加工方式要求。教学中信息呈现应符合 特定结论获得的加工方式。要实现上述目标，教师应分析教 学结论的内容及数量，并通过追踪每一教学结论获得的信息 流程，确定新结论建立的必要信息及加工方式，由此对教学 活动作出合理安排。学生要真正理解物理概念和规律的意义， 必须形成概念和规律间的本质或者因果联系，也就是物理概 念和规律获得的逻辑方法，即信息加工方式，主要有两种：
归纳和演绎。归纳推理中有穆勒五法，演绎推理最基本的形 式是三段论，是日常生活和教学中最常运用的[5]。
据此，笔者对新课标人教版中“动能和动能定理”教学 逻辑层次分析如下。学生有意义习得动能及动能定理，运用 演绎推理的信息加工机制，需要显性化呈现以下逻辑层次：
功是能量变化的量度，据此关系定量研究能量；
动能和质量、 速度有关；
根据已有知识，功的定义、牛顿第二定律和速位 公式得到关系“合力功等于一个新的组合量的变化”，这个 “组合量”等于质量和速度二次方乘积的一半。学生根据以 上逻辑层次，演绎推理得到动能公式和动能定理。围绕这一 大的逻辑层次，运用幼稚化和兴趣化方法有效夯实这三个逻辑层次中的加工信息。比如，开始播放海啸和水轮机发电视 频，让学生体会动能的危害和应用，激发研究动能的学习动 机，并进一步复习巩固动能和质量、速度有关的定性认识；
复习巩固定量研究能量的方法是根据功是能量变化的量 度；
提供情景、问题引导学生根据功的定义、牛顿第二定律 和速位公式得到新的关系；
教师显性化三个层次的加工信息， 并要求学生通过思考、讨论从新的关系中推测动能公式和总 结规律。
物理学是一门以实验为基础，崇尚理性、重视逻辑推理 的科学。实验为基础主要指两个方面：其一，实验是获得概 念和规律的重要源泉；
其二，实验是检验概念和规律的唯一 标准。概念和规律终究通过理性思维、逻辑推理而形成，所 以学生理解概念和规律，必须通过逻辑加工方式获得，才是 有意义习得，通过这种方式的学习也使学生的逻辑思维能力 不断提高，从而提高学生的理解能力。学生缺乏逻辑推理能 力或者由于遗忘不能获得满足一次加工所需的信息，就无法 获得新的结论，表现出疑惑不解，只能机械记忆。不论由于 自身原因还是教师原因，一个记性差的学生，他获得的逻辑 加工的体验是极少的，因而他的逻辑思维能力远不能达到理 解物理概念和规律的水平，导致对物理望而生畏。这种状态 的学生，虽然对新奇的实验现象兴致勃勃，但一旦触及概念 和规律时就索然无味。兴趣化和幼稚化的方法主要是为使学 生有效获取并记住满足一次加工所需的信息，只有促使学生经历了有序化逻辑思维加工过程，才能真正促成知识向学生 有效转化。