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淺析物理實(shí)驗情境教學(xué)理論基礎的研究
【論文關(guān)鍵詞】情感理論 刺激—行為理論 學(xué)習遷移理論 強化理論 活動(dòng)理論
【論文摘要】實(shí)驗情境教學(xué)學(xué)習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)習遷移理論，強化理論和活動(dòng)理論。這五部分是情境教學(xué)學(xué)習理論的有機組成，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。因此，缺少了任何一個(gè)環(huán)節，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)習理論，任何一種教學(xué)法都有其不同的側重面。在我們目前已知的各派學(xué)習理論中，還沒(méi)有一種完全適用于情境教學(xué)的一般學(xué)習理論，而已有的每種學(xué)習理論中，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，具體應用于物理實(shí)驗情境教學(xué)中去，形成了具有中國特色的物理實(shí)驗情境教學(xué)學(xué)習理論模式。具體講，物理實(shí)驗情境教學(xué)學(xué)習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)習遷移理論，強化理論和活動(dòng)理論。這五部分是情境教學(xué)學(xué)習理論的有機組成，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。缺少了任何一個(gè)環(huán)節，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
情感是人對客觀(guān)事物是否符合人的性需要相聯(lián)系的一種比較復雜而又穩定的態(tài)度體驗。我們認為，許多狀態(tài)、體驗和動(dòng)機，即愉快、焦躁、忠誠、崇敬、痛苦、狂歡、驚嘆等等均屬情感領(lǐng)域。
人的情緒在周?chē)F實(shí)的影響下發(fā)生著(zhù)巨大的變化，這就必然要提出情感的問(wèn)題。但我們并不認為在人的成長(cháng)過(guò)程中，受周?chē)挠绊懚@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(huà)講，情感教育應當理解為在對人施加專(zhuān)門(mén)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 )占統治地位的世界觀(guān)相適應的具有社會(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，還應包含學(xué)習者與物理課程之間建立的情感。研究表明，情境教學(xué)中的情感理論應包含以下幾個(gè)方面。
(1)物理實(shí)驗情境教學(xué)離不開(kāi)環(huán)境。某種程度上講，物習的實(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 )設情境，讓學(xué)生與物理實(shí)驗之間建立起情感，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)習發(fā)生。
(2)教師對學(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 )有負產(chǎn)出，負投人會(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。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 )有負產(chǎn)出，中等生適當的負投人有可能正產(chǎn)出，但中等生有正投人時(shí)正產(chǎn)出比率大。
(3)實(shí)驗中的觀(guān)察和動(dòng)手是建立認知客體與認知主體之間情感的有效手段。創(chuàng )設真實(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)生對物理實(shí)驗的情感，而且會(huì )使物理實(shí)驗產(chǎn)生對學(xué)生的反作用。
(4)當學(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)驗學(xué)習中產(chǎn)生了樂(lè )趣與志趣，更加祟敬教師和學(xué)習物理時(shí)，教學(xué)就完成了其使命。歸納講，在物理學(xué)習中，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。如調節功能、動(dòng)力功能、強化功能、感染功能、遷移功能、信號等。教師在教學(xué)過(guò)程中要因地制宜、靈活運用，以期達到愉快教學(xué)的目標。故在物理實(shí)驗教學(xué)中，教師要充分利用周?chē)h(huán)境，利用自身的人格魅力，重視與學(xué)生之間的情感交流，培養學(xué)生對物理實(shí)驗的興趣。物理是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的學(xué)科，只要學(xué)生對物理實(shí)驗感興趣，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。由于前面已對情感理論有了一定認識，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)習發(fā)生于淺環(huán)境刺激層次，來(lái)源于內部驅動(dòng)力。如大自然風(fēng)雨雷電、日月星辰變化的觀(guān)察，教師講課中物理世界形象的生動(dòng)描繪、科技講座、、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、潛意識上啟動(dòng)學(xué)生的物理學(xué)習，使之產(chǎn)生興趣，但沒(méi)有其內部的驅動(dòng)力啟動(dòng)，物理學(xué)習仍是不可能的。
(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，很難有持久的動(dòng)力。如物理現象觀(guān)察，課堂演示實(shí)驗，學(xué)生操作實(shí)驗，科技小制作、小發(fā)明等，物理環(huán)境與學(xué)生發(fā)生強作用，由此產(chǎn)生的物理學(xué)習興趣就有可能演化為樂(lè )趣與志趣。刺激越強，效果越大，但必須在少年學(xué)生的認知心理范圍內進(jìn)行。
(3)當學(xué)生反作用于物理環(huán)境時(shí)，物理學(xué)習發(fā)生。學(xué)生可能從物理環(huán)境中得到錯誤的感知，即行為上的畸變。錯誤的經(jīng)驗嚴重妨礙科學(xué)概念的形成。同一物理環(huán)境，向學(xué)生發(fā)出相同的信息樣本，但由于學(xué)生認知特點(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)生能重復環(huán)境，能對其感知的環(huán)境概括抽象，產(chǎn)生行為上的升級。
在物理實(shí)驗教學(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(cháng)久;也不要一味地用深層次的環(huán)境刺激學(xué)生，導致學(xué)生產(chǎn)生物理實(shí)驗難學(xué)的感覺(jué)，從而使學(xué)生學(xué)習物理的興趣衰減，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)習物理實(shí)驗的興趣持久而不致于偏離正確軌道。
[1]
三、情境教學(xué)的遷移理論
學(xué)習遷移是指一種學(xué)習影響另一種學(xué)習。也可以說(shuō)將學(xué)得的經(jīng)驗(包括概念、原理、原則、技能、技巧、技術(shù)方法以及態(tài)度等)變化地運用于新情境。實(shí)驗情境教學(xué)的學(xué)習遷移包括情感遷移、內部遷移、外部遷移、原理原則遷移及實(shí)踐遷移�，F分述如下。
(1)情感遷移。由于對物理教師的情感不同而引起的對物習態(tài)度的變化，它包含正遷移與負遷移兩種情況。一般情況下正投人引發(fā)正遷移，負投人導致負遷移，而且兩個(gè)方向的遷移均有可能走人極限。當然，這種情感遷移也包括對熱愛(ài)物理的長(cháng)輩、班主任、科學(xué)家的崇拜，或出于對祖國的熱愛(ài)而引起的對物理學(xué)習行為、態(tài)度的變化。因此在物理實(shí)驗教學(xué)中，教師要加強與學(xué)生的情感交流，促使學(xué)生學(xué)習正向遷移。
(2)內部遷移與外部遷移。內部遷移主要指內部有機聯(lián)系的各部分知識原理、原則、方法相似、相同等而引起的遷移。如物理知識從初中、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)科對物理教與學(xué)的影響。其中尤以語(yǔ)文、的水平遷移最為重要。語(yǔ)文有助于對物理概念、內涵和外延的理解;數學(xué)是物理學(xué)習的有力工具。教師在教學(xué)上要根據學(xué)生基礎，充分展現內部規律與外部遷移的力量，促使學(xué)生在優(yōu)化的中知識的加速學(xué)習與倍率增長(cháng)。如利用數學(xué)的等分定理來(lái)引導學(xué)生正確讀出物理測量?jì)x器的讀數。
(3)實(shí)踐遷移。是指實(shí)驗教學(xué)(含第二課堂)過(guò)程中培養起的物理興趣對理論教學(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)驗教學(xué)的深度和廣度迫在眉睫。
四、情境教學(xué)的強化理論
強化就是無(wú)條件刺激與條件刺激在時(shí)間上的反復結合。如果多次單獨使用條件刺激而不加以強化，條件反射便會(huì )消退。如果停止強化，已經(jīng)建立起來(lái)的為獲得強化物而進(jìn)行的活動(dòng)就會(huì )減弱或停止，這種現象稱(chēng)為條件反射的消退。消退不是消極的消失，因為它還可以自然恢復。
美國學(xué)家斯金納發(fā)現了行為形成和改變的基本規律。他通過(guò)大量的動(dòng)物實(shí)驗，發(fā)現強化安排的效果主要取決于其時(shí)間和次數的分配，這就是強化時(shí)程表。斯金納把強化時(shí)程表主要分為五種:①正確的反應每次均予以強化。這種做法不僅不，而且一旦不強化，很快就會(huì )消退。②定比間隔強化。即正確反應不是每次出現均予以強化，而是按一定次數比率予以強化。它有利于保持反應重復頻率的平穩，但也容易因不強化而消退。③定時(shí)間隔強化。即不管正確反應發(fā)生的次數，而是按一定的時(shí)間間隔予以強化。它雖然不容易因不予以強化而消退，但反應頻率(單位時(shí)間內反應重復的次數)不穩定。④不定比間隔強化。即以次數不定的間隔來(lái)強化。例如有時(shí)隔3次予以強化，有時(shí)隔10次予以強化。它的效果最好，最不易因不強化而消退，而且反應重復的頻率也最穩定。⑤不定時(shí)間隔強化。即以不定長(cháng)的時(shí)間間隔來(lái)強化。例如，有時(shí)隔1分鐘強化，有時(shí)隔5分鐘強化。它也有不易消退的好處，反應重復頻率的穩定性也與不定比間隔強化不相上下。我們就充分利用斯金納的強化時(shí)程表對學(xué)生進(jìn)行。如果每次表現好都予以獎勵，則會(huì )因強化過(guò)多失去效力。只有有時(shí)對他們進(jìn)行獎勵，效果反而會(huì )更好。也就是采用不定比、不定時(shí)間隔強化最有效。
強化是物理實(shí)驗情境教學(xué)學(xué)習理論的一個(gè)重要組成部分�？梢哉f(shuō)，沒(méi)有強化就沒(méi)有物理實(shí)驗學(xué)習層次和深度上的提高。我們這里的強化包括情感的強化、物理環(huán)境的強化、知識的強化與技能的強化四個(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化是學(xué)生物理學(xué)習的發(fā)動(dòng)機;②物理環(huán)境的強化是學(xué)生物理學(xué)習走向深人和發(fā)展的必由之路;③知識的強化是鞏固所學(xué)物理知識，進(jìn)一步走向物理王國的基礎;④技能的強化是物理學(xué)習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)驗的得分率普遍偏低。原因是多方面的，我認為對物理實(shí)驗缺乏強化是其中的原因之一。因此，教師在實(shí)驗教學(xué)中不能忽視強化的作用。為了防止重蹈覆轍，教師就應該用斯金納的強化時(shí)程表強化學(xué)生實(shí)驗。
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、馬克思的辯證唯物主義和維果茨基、列昂捷夫等俄國心理學(xué)家的和社會(huì )傳統�；顒�(dòng)理論認為，有意識的學(xué)習和活動(dòng)是相互作用和相互依靠的�；顒�(dòng)不能在沒(méi)意識的情況下發(fā)生，意識也不能發(fā)生于活動(dòng)境脈外。
活動(dòng)理論最根本的假設之一是意識和活動(dòng)的統一�；顒�(dòng)是人類(lèi)與客觀(guān)世界互動(dòng)，是蘊涵在這些互動(dòng)中的有意識的活動(dòng)。思維是活動(dòng)的內化形式。大多數教育者總是認為，必須學(xué)習了有關(guān)某種東西的知識后才去學(xué)習如何使用它�；顒�(dòng)理論認為，人類(lèi)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的意義形成與活動(dòng)的互動(dòng)。
活動(dòng)和意識不僅是共存的，它們還相互依靠。知識和活動(dòng)之間存在有規律的相互反饋。我們在行動(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)轉換過(guò)程對活動(dòng)理論是至關(guān)重要的。意識和活動(dòng)是動(dòng)態(tài)相關(guān)的。
物理實(shí)驗情境中教師和學(xué)生的活動(dòng)與意識不僅是共存的，還相互依靠。學(xué)生所獲得的知識與學(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，這種理解又影響著(zhù)我們的行動(dòng)。
在物理實(shí)驗情境教學(xué)中，教師除了利用課堂對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)外，還必須拓寬物理實(shí)驗教學(xué)的陣地，如建立課外興趣小組、開(kāi)展物理課外活動(dòng)、布置物理家庭實(shí)驗作業(yè)等。從而在物理實(shí)驗教學(xué)中，將活動(dòng)理論落到實(shí)處，讓物理實(shí)驗無(wú)處不在，并發(fā)揮實(shí)驗的功效。
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