物理系统化知识的学习及其教学方法

摘 要：物理知识系统化教学主要有两个目标：其一是帮助学生获得系统化的物理知识；其二是帮助学生获得组织系统化知识的方法。本文以系统化知识的表征方法，系统化知识组织的差异性，物理学科组织系统化知识的方法三方面来探讨了物理系统化知识的学习及其教学方法，以帮助学生形成特定的网络结构。

关键词：系统化知识；表征方式；组织方法

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0090-01

一般地，学生习得的知识在头脑中并不是孤立存储的，而是相互间形成联系。对于学科知识，并不是每一个学生都会主动地将学习过的相关知识有机地组织起来，即便是自己组织，也未必组织得合理。因此在学习了一部分物理知识后，教师在复习课中，一般会对已学过的知识做一个小结，帮助学生建立起这些知识间的联系。

一、系统化知识的表征方法

系统化的知识是一种学习结果，其内部表征方式为命题网络和图式。

1.命题网络

现代认知心理学家设想，储存在长时记忆中的任何信息单位，并非孤立地存放在那里，其中分享同一主题的若干命题会发生联系。这种联系的一种重要方式即所谓的“命题网络结构”。在命题网络中，所有的组成单位都是命题，通常用结点表示信息的单位，用连线或箭头表示命题中的论题和关系，以及一命题与他命题之间的联系。在任一特定时刻，网络中仅有少量的结点及其连接被激活，已激活的这部分观念会传至其他与其相关的一些观念，这就是所谓的网络结构的激活扩散思想。

2.图式

所谓图式，就是围绕某个主题组织起来的认知框架或认知结构，它是一些观念及其关系的集合。物理学科中，存在许多图式，比如对物理量的学习和认识就可以从以下几个方面进行：

定义： ；性质（矢量或标量）：

公式：

单位： 物理意义：

典型实例：

二、系统化知识组织的差异性

尽管每个人对相同的学习内容都会做一定的组织，但组织存在的差异是很显然的，研究表明，专家与新手在组织知识的质量上存在较大差异。一般来说，新手记忆结构中的结点要么是描述性的，如“静摩擦因数”、“夹角”等，要么是跟具体对象有关，如木块的“质量”、“高度”等。而专家的记忆结构中，其结点大多数属于一些基本物理原理，也就是说专家是以本学科的基本原理来组织自己的知识的。

三、物理学科组织系统化知识的方法

知识间形成良好的结构不仅仅是指知识间的联系，更重要的是形成联系的关系要清晰。在组织形成系统化知识的过程中常用的方法主要有列表、层级结构图、通过逻辑关系建立联系等。

1.列表

如果不同知识具有相同的属性，并且在同一属性方面存在不同或相同之处，那么这部分知识间一般可采用列表的方式来建立它们之间的联系，如功率和效率这两个物理量，都存在定义、物理意义、计算公式、单位等属性，但在同一属性中两者又存在不同之处，因此，它们之间的关系适合运用列表的方法来组织。

2.层级结构图

如果物理知识之间存在上下层次关系，那么这部分知识一般可以层级结构图来形成系统化，如下图所示：

热现象从实验出发宏观理论热能转化的两条途径做功热传递从微观结构出发分子运动论解释热现象

3.依据逻辑关系建立联系

物理学科中的许多定理间（如力学中的牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律）存在逻辑演绎关系，可以通过逻辑关系形成相应的知识系统。

总之，个体运用一定的方法将孤立的知识组织成系统化的知识体系，其学习结果主要是：学生形成特定的网络结构。教师在帮助学生习得系统化知识的同时，应采用适当的方式帮助学生学习组织知识的策略方法。