物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)理論基礎(chǔ)的研究
【論文關(guān)鍵詞】情感理論 刺激—行為理論 學(xué)習(xí)遷移理論 強(qiáng)化理論 活動(dòng)理論
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【論文摘要】物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論中包含有以下五個(gè)大的方面:情感理論，刺激—行為理論，學(xué)習(xí)遷移理論，強(qiáng)化理論和活動(dòng)理論。這五部分是情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論的有機(jī)組成，而且各部分之間相互交叉，共同作用，組成了一個(gè)完整的情境教學(xué)系統(tǒng)。因此，缺少了任何一個(gè)環(huán)節(jié)，都不是完全意義上的情境教學(xué)。
任何一個(gè)學(xué)科都有其自身的學(xué)習(xí)理論，任何一種教學(xué)法都有其不同的側(cè)重面。在我們目前已知的各派學(xué)習(xí)理論中，還沒有一種完全適用于情境教學(xué)的一般學(xué)習(xí)理論，而已有的每種學(xué)習(xí)理論中，又都或多或少地具有適用于情境教學(xué)的成分。我們采取一種兼收并蓄的態(tài)度，即吸收每種理論中的合理成分，屏棄它們之中的不合理成分，具體應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)中去，形成了具有中國(guó)特色的物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論模式。具體講，物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論中包含有以下五個(gè)大的方面:情感理論，刺激—行為理論，學(xué)習(xí)遷移理論，強(qiáng)化理論和活動(dòng)理論。這五部分是情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論的有機(jī)組成，各部分之間相互交叉，共同作用，組成了一個(gè)完整的情境教學(xué)系統(tǒng)。缺少了任何一個(gè)環(huán)節(jié)，都不是完全意義上的情境教學(xué)。
一、情境教學(xué)的情感理論
情感是人對(duì)客觀事物是否符合人的社會(huì)性需要相聯(lián)系的一種比較復(fù)雜而又穩(wěn)定的態(tài)度體驗(yàn)。我們認(rèn)為，許多心理狀態(tài)、體驗(yàn)和動(dòng)機(jī)，即愉快、焦躁、忠誠(chéng)、崇敬、痛苦、狂歡、驚嘆等等均屬情感領(lǐng)域。
人的情緒在周圍現(xiàn)實(shí)的影響下發(fā)生著巨大的變化，這就必然要提出情感教育的問(wèn)題。但我們并不認(rèn)為在人的成長(zhǎng)過(guò)程中，受周圍環(huán)境的影響而獲得的情感的發(fā)展就是情感教育，雖然情感教育是以情感發(fā)展的可能性為前提。換句話講，情感教育應(yīng)當(dāng)理解為在對(duì)人施加專門影響的過(guò)程中形成的人的各種情感。教育的目的在于使人產(chǎn)生與該社會(huì)占統(tǒng)治地位的世界觀相適應(yīng)的具有社會(huì)價(jià)值的那種情感。
中學(xué)物理情感教學(xué)中自然包含以上所述及的各種情感。它只不過(guò)是教育者(教師與社會(huì))通過(guò)教學(xué)過(guò)程中師生之間需要度的調(diào)控和其他增進(jìn)情感手段的使用而采用的特定情感教育方法而已。在我們所進(jìn)行的情感教學(xué)中除以上情感外，還應(yīng)包含學(xué)習(xí)者與物理課程之間建立的情感。研究表明，情境教學(xué)中的情感理論應(yīng)包含以下幾個(gè)方面。
(1)物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)離不開環(huán)境。某種程度上講，物理學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是學(xué)生與物理環(huán)境的相互作用。如果教師不能有效地創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生與物理實(shí)驗(yàn)之間建立起情感，即學(xué)生如果不能反作用于物理環(huán)境，則不會(huì)有真正的物理學(xué)習(xí)發(fā)生。
(2)教師對(duì)學(xué)生情感的投人與產(chǎn)出是不成正比的，而且產(chǎn)出是有極限的。在一定條件下正投人會(huì)有負(fù)產(chǎn)出，負(fù)投人會(huì)有正產(chǎn)出。上述原理在優(yōu)等生、差等生、中等生或男女生的不同年齡段都有所表現(xiàn)。一般情況下正投人有正產(chǎn)出，優(yōu)等生正投人超極限時(shí)會(huì)有負(fù)產(chǎn)出，中等生適當(dāng)?shù)呢?fù)投人有可能正產(chǎn)出，但中等生有正投人時(shí)正產(chǎn)出比率大。
(3)實(shí)驗(yàn)中的觀察和動(dòng)手是建立認(rèn)知客體與認(rèn)知主體之間情感的有效手段。創(chuàng)設(shè)真實(shí)的物理環(huán)境:小制作、小發(fā)明制作成功的歡欣，不但加深了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的情感，而且會(huì)使物理實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生對(duì)學(xué)生的反作用。
(4)當(dāng)學(xué)生情感在感知中反作用于教師與社會(huì)，即學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中產(chǎn)生了樂(lè)趣與志趣，更加祟敬教師和學(xué)習(xí)物理時(shí)，教學(xué)就完成了其歷史使命。歸納講，在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生從物理環(huán)境中實(shí)際受到的作用小于物理環(huán)境施加的全部作用，但學(xué)生對(duì)物理環(huán)境的反作用大于他從物理環(huán)境中受到的作用。
情感在物理教學(xué)中具有一系列特殊作用。如調(diào)節(jié)功能、動(dòng)力功能、強(qiáng)化功能、感染功能、遷移功能、信號(hào)等。教師在教學(xué)過(guò)程中要因地制宜、靈活運(yùn)用，以期達(dá)到愉快教學(xué)的目標(biāo)。故在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要充分利用周圍環(huán)境，利用自身的人格魅力，重視與學(xué)生之間的情感交流，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，只要學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)感興趣，學(xué)起物理來(lái)就會(huì)事半功倍。
二、情境教學(xué)的刺激—行為理論
刺激—行為理論是指在外界環(huán)境刺激下人們產(chǎn)生的行為方式的關(guān)系理論。它是情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論的重要組成部分。一般包括情感刺激與情境刺激兩大部分。由于前面已對(duì)情感理論有了一定認(rèn)識(shí)，本部分重點(diǎn)放在情境，即環(huán)境刺激方面來(lái)講。具體談?dòng)幸韵聨讉�(gè)方面。
(1)物理學(xué)習(xí)發(fā)生于淺環(huán)境刺激層次，來(lái)源于內(nèi)部驅(qū)動(dòng)力。如大自然風(fēng)雨雷電、日月星辰變化的觀察，教師講課中物理世界形象的生動(dòng)描繪、科技講座、電影、錄像、科技圖片展等中外科技發(fā)明與物理學(xué)家的探索成就都有可能在淺環(huán)境、潛意識(shí)上啟動(dòng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，使之產(chǎn)生興趣，但沒有其內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)力啟動(dòng)，物理學(xué)習(xí)仍是不可能的。
(2)深層次環(huán)境的刺激是學(xué)生樂(lè)趣與志趣形成的前提，缺乏深層刺激，建立樂(lè)趣與志趣就失去了基礎(chǔ)，很難有持久的動(dòng)力。如物理現(xiàn)象觀察指導(dǎo)，課堂演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)，科技小制作、小發(fā)明等，物理環(huán)境與學(xué)生發(fā)生強(qiáng)作用，由此產(chǎn)生的物理學(xué)習(xí)興趣就有可能演化為樂(lè)趣與志趣。刺激越強(qiáng)，效果越大，但必須在少年學(xué)生的認(rèn)知心理范圍內(nèi)進(jìn)行。
(3)當(dāng)學(xué)生反作用于物理環(huán)境時(shí)，物理學(xué)習(xí)發(fā)生。學(xué)生可能從物理環(huán)境中得到錯(cuò)誤的感知，即行為上的畸變。錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重妨礙科學(xué)概念的形成。同一物理環(huán)境，向?qū)W生發(fā)出相同的信息樣本，但由于學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和水平的不同，學(xué)生會(huì)獲得不同的感知行為。而且經(jīng)過(guò)環(huán)境的刺激，學(xué)生能重復(fù)環(huán)境，能對(duì)其感知的環(huán)境概括抽象，產(chǎn)生行為上的升級(jí)。
在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要注意不要一味用淺環(huán)境刺激學(xué)生，由此產(chǎn)生的興趣不會(huì)長(zhǎng)久;也不要一味地用深層次的環(huán)境刺激學(xué)生，導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生物理實(shí)驗(yàn)難學(xué)的感覺，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣衰減，以至于喪失學(xué)好物理的信心。因此，在教學(xué)實(shí)踐中教師要采用多種教學(xué)手段從情境和情感兩方面用淺環(huán)境和深層次的環(huán)境交互刺激學(xué)生，促使學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣持久而不致于偏離正確軌道。
三、情境教學(xué)的遷移理論
學(xué)習(xí)遷移是指一種學(xué)習(xí)影響另一種學(xué)習(xí)。也可以說(shuō)將學(xué)得的經(jīng)驗(yàn)(包括概念、原理、原則、技能、技巧、技術(shù)方法以及態(tài)度等)變化地運(yùn)用于新情境。物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)的學(xué)習(xí)遷移包括情感遷移、內(nèi)部遷移、外部遷移、原理原則遷移及實(shí)踐遷移�，F(xiàn)分述如下。
(1)情感遷移。由于對(duì)物理教師的情感不同而引起的對(duì)物理學(xué)習(xí)態(tài)度的變化，它包含正遷移與負(fù)遷移兩種情況。一般情況下正投人引發(fā)正遷移，負(fù)投人導(dǎo)致負(fù)遷移，而且兩個(gè)方向的遷移均有可能走人極限。當(dāng)然，這種情感遷移也包括對(duì)熱愛物理的長(zhǎng)輩、班主任、科學(xué)家的崇拜，或出于對(duì)祖國(guó)的熱愛而引起的對(duì)物理學(xué)習(xí)行為、態(tài)度的變化。因此在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要加強(qiáng)與學(xué)生的情感交流，促使學(xué)生學(xué)習(xí)正向遷移。
(2)內(nèi)部遷移與外部遷移。內(nèi)部遷移主要指內(nèi)部有機(jī)聯(lián)系的各部分知識(shí)原理、原則、方法相似、相同等而引起的遷移。如物理知識(shí)從初中、高中到大學(xué)層次上的遷移，力、速度、加速度等矢量合成方法上的遷移等。外部遷移主要指物理以外的學(xué)科對(duì)物理教與學(xué)的影響。其中尤以語(yǔ)文、數(shù)學(xué)的水平遷移最為重要。語(yǔ)文有助于對(duì)物理概念、內(nèi)涵和外延的理解;數(shù)學(xué)是物理學(xué)習(xí)的有力工具。教師在教學(xué)藝術(shù)上要根據(jù)學(xué)生基礎(chǔ)，充分展現(xiàn)內(nèi)部規(guī)律與外部遷移的力量，促使學(xué)生在優(yōu)化的環(huán)境中知識(shí)的加速學(xué)習(xí)與倍率增長(zhǎng)。如利用數(shù)學(xué)的等分定理來(lái)引導(dǎo)學(xué)生正確讀出物理測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)。
(3)實(shí)踐遷移。是指實(shí)驗(yàn)教學(xué)(含第二課堂)過(guò)程中培養(yǎng)起的物理興趣對(duì)理論教學(xué)的影響。研究表明，作用力越大，遷移的水平和層次越高;當(dāng)作用力微弱或無(wú)作用時(shí)，既不存在遷移，亦不可能形成樂(lè)趣及志趣。由此看，加大物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度和廣度迫在眉睫。
四、情境教學(xué)的強(qiáng)化理論
強(qiáng)化就是無(wú)條件刺激與條件刺激在時(shí)間上的反復(fù)結(jié)合。如果多次單獨(dú)使用條件刺激而不加以強(qiáng)化，條件反射便會(huì)消退。如果停止強(qiáng)化，已經(jīng)建立起來(lái)的為獲得強(qiáng)化物而進(jìn)行的活動(dòng)就會(huì)減弱或停止，這種現(xiàn)象稱為條件反射的消退。消退不是消極的消失，因?yàn)樗�可以自然恢復(fù)。
美國(guó)心理學(xué)家斯金納發(fā)現(xiàn)了行為形成和改變的基本規(guī)律。他通過(guò)大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化安排的效果主要取決于其時(shí)間和次數(shù)的分配，這就是強(qiáng)化時(shí)程表。斯金納把強(qiáng)化時(shí)程表主要分為五種:①正確的反應(yīng)每次均予以強(qiáng)化。這種做法不僅不經(jīng)濟(jì)，而且一旦不強(qiáng)化，很快就會(huì)消退。②定比間隔強(qiáng)化。即正確反應(yīng)不是每次出現(xiàn)均予以強(qiáng)化，而是按一定次數(shù)比率予以強(qiáng)化。它有利于保持反應(yīng)重復(fù)頻率的平穩(wěn)，但也容易因不強(qiáng)化而消退。③定時(shí)間隔強(qiáng)化。即不管正確反應(yīng)發(fā)生的次數(shù)，而是按一定的時(shí)間間隔予以強(qiáng)化。它雖然不容易因不予以強(qiáng)化而消退，但反應(yīng)頻率(單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)重復(fù)的次數(shù))不穩(wěn)定。④不定比間隔強(qiáng)化。即以次數(shù)不定的間隔來(lái)強(qiáng)化。例如有時(shí)隔3次予以強(qiáng)化，有時(shí)隔10次予以強(qiáng)化。它的效果最好，最不易因不強(qiáng)化而消退，而且反應(yīng)重復(fù)的頻率也最穩(wěn)定。⑤不定時(shí)間隔強(qiáng)化。即以不定長(zhǎng)的時(shí)間間隔來(lái)強(qiáng)化。例如，有時(shí)隔1分鐘強(qiáng)化，有時(shí)隔5分鐘強(qiáng)化。它也有不易消退的好處，反應(yīng)重復(fù)頻率的穩(wěn)定性也與不定比間隔強(qiáng)化不相上下。我們就充分利用斯金納的強(qiáng)化時(shí)程表對(duì)學(xué)生進(jìn)行教育。如果每次表現(xiàn)好都予以獎(jiǎng)勵(lì)，則會(huì)因強(qiáng)化過(guò)多失去效力。只有有時(shí)對(duì)他們進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，效果反而會(huì)更好。也就是采用不定比、不定時(shí)間隔強(qiáng)化最有效。
強(qiáng)化是物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)學(xué)習(xí)理論的一個(gè)重要組成部分�？梢哉f(shuō)，沒有強(qiáng)化就沒有物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)層次和深度上的提高。我們這里的強(qiáng)化包括情感的強(qiáng)化、物理環(huán)境的強(qiáng)化、知識(shí)的強(qiáng)化與技能的強(qiáng)化四個(gè)方面，它們所具備的主要特點(diǎn)和一般原理是:①師生情感與物理情感的強(qiáng)化是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的發(fā)動(dòng)機(jī);②物理環(huán)境的強(qiáng)化是學(xué)生物理學(xué)習(xí)走向深人和發(fā)展的必由之路;③知識(shí)的強(qiáng)化是鞏固所學(xué)物理知識(shí)，進(jìn)一步走向物理王國(guó)的基礎(chǔ);④技能的強(qiáng)化是物理學(xué)習(xí)深層次上的提高和志趣形成的主要途徑。
從近幾年的高考來(lái)看，物理實(shí)驗(yàn)的得分率普遍偏低。原因是多方面的，我認(rèn)為對(duì)物理實(shí)驗(yàn)缺乏強(qiáng)化是其中的原因之一。因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不能忽視強(qiáng)化的作用。為了防止重蹈覆轍，教師就應(yīng)該用斯金納的強(qiáng)化時(shí)程表強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
五、情境教學(xué)的活動(dòng)理論
活動(dòng)理論源于康德和黑格爾的古典德國(guó)哲學(xué)、馬克思的辯證唯物主義和維果茨基、列昂捷夫等俄國(guó)心理學(xué)家的社會(huì)文化和社會(huì)歷史傳統(tǒng)�；顒�(dòng)理論認(rèn)為，有意識(shí)的學(xué)習(xí)和活動(dòng)是相互作用和相互依靠的�；顒�(dòng)不能在沒意識(shí)的情況下發(fā)生，意識(shí)也不能發(fā)生于活動(dòng)境脈外。
活動(dòng)理論最根本的假設(shè)之一是意識(shí)和活動(dòng)的統(tǒng)一�；顒�(dòng)是人類與客觀世界互動(dòng)，是蘊(yùn)涵在這些互動(dòng)中的有意識(shí)的活動(dòng)。思維是活動(dòng)的內(nèi)化形式。大多數(shù)教育者總是認(rèn)為，必須學(xué)習(xí)了有關(guān)某種東西的知識(shí)后才去學(xué)習(xí)如何使用它�；顒�(dòng)理論認(rèn)為，人類的心理是作為與環(huán)境互動(dòng)的一個(gè)特殊要素而產(chǎn)生和存在的，所以活動(dòng)和有意識(shí)的加工是不可分割的。個(gè)體不作用于某個(gè)東西就不能理解它。有意識(shí)的意義形成是由活動(dòng)促成的。個(gè)體的所知是基于有意識(shí)的意義形成與活動(dòng)的互動(dòng)。
活動(dòng)和意識(shí)不僅是共存的，它們還相互依靠。知識(shí)和活動(dòng)之間存在有規(guī)律的相互反饋。我們?cè)谛袆?dòng)中獲得理解，理解又影響我們的行動(dòng)，行動(dòng)又改變我們的理解，如此循環(huán)。這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程對(duì)活動(dòng)理論是至關(guān)重要的。意識(shí)和活動(dòng)是動(dòng)態(tài)相關(guān)的。
物理實(shí)驗(yàn)情境中教師和學(xué)生的活動(dòng)與意識(shí)不僅是共存的，還相互依靠。學(xué)生所獲得的知識(shí)與學(xué)生活動(dòng)之間存在相互反饋。在活動(dòng)中，我們得以理解知識(shí)，這種理解又影響著我們的行動(dòng)。
在物理實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)中，教師除了利用課堂對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)外，還必須拓寬物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的陣地，如建立課外興趣小組、開展物理課外活動(dòng)、布置物理家庭實(shí)驗(yàn)作業(yè)等。從而在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將活動(dòng)理論落到實(shí)處，讓物理實(shí)驗(yàn)無(wú)處不在，并發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的功效。
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