知识结构化助推物理学习
作者： 潘新菊建构主义认为，知识结构化有助于学习者牢固地存储知识、灵活地提取知识，也有助于学习者实现思维进阶。知识结构化可以从纵向知识结构和横向知识结构角度进行。对于教材内容而言，纵向知识结构指教材中知识的纵向联系，横向知识结构指教材中知识的横向联系。教师可以根据不同的知识结构采取不同的教学策略。
一、构建纵向知识结构
纵向知识结构更多地体现为学科的逻辑结构。初中物理注重根据现象来探究结论，教师在教学中要引导学生透过复杂的表象探寻知识点，并通过绘制思维导图形成学科知识结构。思维导图可以以知识模块为单元，清晰地呈现知识结构，让零散的知识点形成知识体系，帮助学生在头脑中建立正确的、更有利于知识迁移的纵向认知结构。
思维导图的构建首先以关键词作为中心主题，然后寻找中心主题所包含的一级主题，并将其绘制在中心主题的周围，采用不同形状或粗细的线条将其连接起来，接着按照同样的步骤围绕一级主题寻找二级主题，并将其以一定的逻辑关系联系起来，最后形成思维导图的基本结构。在绘制思维导图时，如果分支与分支之间存在一定的联系，一定要借助箭头的形式连接起来，并对其进行说明，以清晰展现分支之间的逻辑关系。如人教版物理八年级《浮力》一章的主要内容是认识浮力、知道阿基米德原理、会运用物体的浮沉条件说明生产生活中的现象。基于这些内容，教师可以引导学生将知识点以思维导图的形式展现出来，这对帮助学生理清思路非常关键。如，学生先梳理浮力的知识点，确定一级主题“浮力”，再根据一级主题确立二级主题如“浮力概念”“阿基米德原理”“沉浮条件及应用”“浮力的计算”等，接着确立二级主题下的三级主题如“浮力概念”下有“定义”“产生的原因”“方向”“施力物体”“决定大小因素”，“阿基米德原理”下有“原理”“方向”“公式”，“沉浮条件及应用”下有条件、方法、应用、计算方法等。如此，零散的“知识”按照一定的逻辑整合成知识体系，学生就会收获意义感，就会建构一个浮力概念理解的完整系统。
这种方法还适用于物理的科学探究实验。在实验中，学生可以按照“提出问题、获取证据、进行解释、交流反思”的步骤学习并构建思维导图。这样一方面可以帮助学生理清探索思路，另一方面可以使知识结构化，帮助学生实现认知结构的发展。
二、构建横向知识结构
学生在运用知识解决问题时，主要是从横向知识结构中提取所需知识。横向知识结构主要体现在“一类问题”与“多种方法”的联系上。如果学生建立了这种联系，遇到这一类问题时就能根据问题的条件，从“多种方法”中提取所需方法解决问题。对初中生而言，横向知识结构难以自发形成，需要教师通过设置相关情境进行引领。
设置专题练习情境。专题练习情境可以分为三类。一是设置用不同的方法解决同一类问题的练习情境。如教学人教版物理八年级《光的色散》时，教师设置让学生利用多种方法制造彩虹的情境。有的学生会用三棱镜折射太阳光，有的学生会用光盘反射太阳光，还有的学生将镜子放到水盆中把太阳光分散成七种色光。二是设置用一个原理解决不同问题的练习情境。如教学“物体的浮沉条件及应用”内容时，教师在课中已经引导学生利用阿基米德原理分析出物体所受浮力的变化以及在不同状态下的受力关系，最终分析总结得出物体的浮沉条件。接下来，教师让学生设计实验去探究物体的浮沉条件。学生设置的实验方案多种多样，如鸡蛋的浮沉、自制浮沉子、迷你潜水艇、自制孔明灯、自制密度计等。学生想得越多，做得越多，头脑中知识结构化意识就会越强，解决问题的思路就会越多，教师此时再引导学生对比分析不同方法下的实验现象，学生就会初步具备应用知识分析问题、解决问题的能力。三是设置比较性的专题练习情境。所谓“比较性的专题练习”就是把容易混淆的、相似又有区别的问题放在一起练习。构建这种比较性的专题练习情境有助于学生明确不同概念之间的区别和联系，对易混淆的知识形成更准确、深刻的理解。如在教学“平衡力和相互作用力”内容时，教师设置比较性的练习情境，让学生比较两种力的异同点。学生发现，这两种力都具备大小相等、方向相反、作用在同一条直线上这三个特点，但平衡力是作用在一个物体上，而相互作用力是作用在两个物体上。通过比较构建两种力的联系后，教师再引导学生联系生活实际去应用，使他们进一步明确力和运动的关系，这样，学生在概念性知识识记、理解和建构方面就可以得到强化。
设置编题情境。改编物理试题实质上是一种创造性思维活动，考查学生对物理知识的综合应用能力。学生要想编出符合要求的练习题，就要对课本中每个知识点及其之间的关系非常清楚。这个过程实际上就是知识结构化的过程。教师引导学生改编物理试题，有助于学生弥补知识与能力的不足之处，将知识结构扩充和完善。如，在教学“液体压强”内容时，教师设置编题情境，让学生将经常遇到的练习题“水平桌面上有底面积相同的不同形状的容器，其中装有液体，请根据液体压强和密度相关知识点，通过计算比较液体对容器底面的压强和压力以及容器对桌面的压强和压力”改编成不同的题。有的学生将上述题目中的“液体”改换为“装有相同质量的不同液体”，有的学生将“液体”改换为“装有相同体积的同种液体”。这样，学生将题目编好后交给同伴做，不仅能增强编题学生的成就感，激发做题学生的积极性，还能通过对多种题目的尝试有效提升学生的知识建构能力。
（作者单位：丹江口市大坝中学）
责任编辑 严芳