廖小兵

(广州市第三中学 广东 广州 510120)

有效学习就是善于优化学习环境以达到学习目标的学习活动[1]．也有人将有效学习表述为在教师的指导下，学生在学习活动中能够积极有效地运用各种学习资源和学习策略主动地学习，以最少的时间投入取得最佳的学习效果.它包括学习过程的有效性和学习结果的有效性；一方面体现于学生在学习过程中的“会学”，另一方面又表现在学习结果具有较高的达成度，即“学会”[2]．

有效学习的上述表述中，强调了学生学习准备的主动意向，知识基础、学习过程的资源利用，方法选择、学习效果的整体多维和全面发展．其实，当学生动机、教师指导、学生参与、内容编排、媒体使用等方面都适当的话，有效学习的核心还是在于学生认知结构的完善.只有借助认知结构才会有新知识的生长点，才会有对新知识的理解、内化，而不断发展、完善的认知结构又会成为更新的知识之生长点，正是这种有效的循环，才是有效学习的本质．

1 物理认知结构在学习起始的促生作用

学生原认知结构是促使有效学习发生的动因；原认知结构中的相关知识点是新知识的生长点．奥苏伯尔认为，认知结构中组织知识的方式包摄性最广的概念在结构中占据最高层次，以便为每一新学知识单元提供理想的固定点；学习要从一般到个别．而布鲁纳认为学习应从个别到一般，只有熟练掌握具体信息，才会掌握一般编码系统[3]．两者尽管有不同，但面对外界新的信息刺激，学生借助原有认知结构，使结构中的知识点与新信息的内容、类别进行判别、比较，并发现差异，在这相互作用中发生认知结构的不和谐，从而促使同化、顺应的发生，才会有新知识学习的发生．

现实教学过程中，布鲁纳的论点更符合个体认知发展的趋势.学生的物理学习都是从具体的物理实验现象开始的．学生由具体的物理现象作为外部刺激信息，并以问题的形式反映出来，打破了原有认知结构的平衡．如初中物理的平衡状态条件是二力平衡.到高一，面对物体受到三个以上力的情形时，就无法用二力平衡.学生原有认知结构中平衡状态的二力平衡平衡条件概念内容就不和谐；学生面对的问题是如何判断受多个力物体的平衡？或受多个力物体的平衡条件是什么？在这种情况下，学生自然有探索新知的意向.这种不和谐、不平衡就成为学生有效学习的动机之一．当学生由平衡二力的合力为零推至受多个力物体的平衡条件为合力为零时，学生认知结构中的平衡条件知识已以探索结果顺应为合力为零的内容，而原知识结构中的二力平衡就是这合力为零新知识的生长点．

2 物理认知结构在学习过程的吸纳作用

当原认知结构的平衡被打破，进行有效学习，学生的认知结构中被激活的相关知识会像一条条伸出的吸盘，通过理解和编码将新知识吸纳进认知结构中．

2.1 理解吸收

物理知识的有效学习过程是已有知识能够理解新学知识的过程，也是认知结构拓展和延伸的自我构建过程．学生原认知结构的不和谐，会激活学生认知结构中的相关知识，促使新旧知识发生联系，促成同化、顺应的发生.学生的有效学习就使新知识被原认知结构所吸纳，新旧知识一起整合成新的认知结构．

初中物理通过观察海波熔解实验学习熔点知识的过程中，当学生观察到固液共存的状态下，温度不变的现象时，就会用有关温度计、温度、固液物态等知识去分析、理解这个现象．这种理解导致的“联系”，使得原有的温度、固液物态等知识将支撑着“熔点”这个新知识，它们也成为熔点知识在旧知识网络的固定点，并将熔点知识吸收进原有的认知结构中，而熔点知识就是原认知结构的拓展和延伸．

2.2 编码纳入

布鲁纳认为学生的学习过程是从掌握具体知识到形成一般编码系统的过程．编码就是将新信息加以分组、组合、编排,并不断地调整和重组的过程．学生学习过程中，在理解的基础上，能够将知识信息予以编码贮存，即恰当地分组、组合和编排，将知识进一步内化．如共点力平衡条件是合力为零的知识，由力、力的图示、合力、力的合成、平衡态等知识支撑.但在纳入学生认知结构的过程归类、分组、编排工作中，不同的学生可能有不同的结果.有的学生会将合力为零的平衡条件归入“力”的知识系列之下，有的学生就会归到“运动状态”的知识系列之下，也有可能会归为两个知识系列之间的链接中．在分类过程中，学生的认知结构会将相关联的知识与其比较、将相近的知识与其区分，在比较、区分中使新知识清晰，也使它更深地纳入学生的认知结构，达到内化的目的．

3 物理认知结构在学习宗旨的指向作用

有效学习的宗旨是使学生形成一个完善的物理认知结构；该宗旨引领着有效学习的方向和具体操作内容．

物理认知结构是物理知识通过内化在学生头脑中形成的内容和组织[4]．内容是指物理知识，即物理学科的基本概念、规律和原理在学生头脑中的映射．组织则包含两个方面，一是指物理知识系统的逻辑联系，二是学生头脑中的物理技能、方法、策略等．学生头脑中形成的物理认知结构就是把知识、方法和策略融成一个完整的、有机的整体，做到对概念、规律的理解融会贯通、驾轻就熟，对分析、思考、解决问题的方法、途径、技巧能灵活运用、得心应手．学生的学习在于物理“内容”的厚实、准确，“组织”中的逻辑联系的清晰，方法策略的丰富．

在实际教学中，“内容”的工作远强于“组织”的工作，“组织”工作中技能习得工作又远强于逻辑体系形成，以及方法、策略积累的工作．学生的有效学习只有在认知结构中“组织”部分完善的基础上，才会起到学习的发动作用，才会成为新知识的生长点.其组织良好的认知结构才会有新知识众多的固定点，才会从每个固定点都能伸出有强大吸力的吸盘将新知识吸纳入认知结构，发生有效的重组和整合．可见，促成有效学习的关键的具体操作有如下几个方面.

3.1 形成物理知识逻辑体系

物理知识结构在很大程度上真实地反映了客观事物的自在结构，有其自身的逻辑体系；课本物理内容的呈现都体现了这种逻辑关系.一般来说，物理认知结构与物理自身的知识结构的吻合度越高，其合理性就越大．学生能将所学的知识按照物理知识结构的形式建构认知结构，理清物理知识的逻辑关系，就能很好地起到完善认知结构的作用．

(1)知识的层级关系

物理概念可以借助概念图的制作理清层级关系．首先确定主概念.将主概念所涉及的分支物理概念通过归类形成各个分支，通过排序分成不同的层级．排序中把概括性最广、最一般的概念放在顶层，依次向下.概括性较低，比较具体的位于较低层次.最具体的概念位于最底层．例如功和能的知识，涉及功和机械能两个概念，为两大主概念的概念整合．功概念涉及力和位移．机械能概念涉及动能和势能.而动能概念涉及质量和速度，势能概念则涉及质量、重力加速度和高度等．功和机械能是最顶层的.力和位移、动能和势能是第二层的.质量、速度、重力加速度和高度等是最底层的．知识的层级关系如表1.

表1 功和能知识的层面关系

(2)知识的链接核心

物理知识往往是从一个实验、一个点生长起来的体系；这个点是知识生长的基础，起着知识链接的核心作用．力知识的核心是力的作用效果．呈现一个力需要力的图示，力的图示是展示力的三要素，而这三要素的确定就是因为任一要素改变都会影响力的作用效果．合力与分力的联系是效果相同.力的分解除平行四边形定则还有就是按力的实际作用效果分解．力的知识由力的作用效果串在一起，又都是由它生长起来的．

再如功和能知识的核心是功是能量变化的量度.电场知识的核心就是电场的基本属性(即其对电场中的电荷施以电场力的作用)．

(3)知识生长的轨迹

知识的延伸方式也能体现知识的逻辑关系．伽利略打破了力是维持运动原因的观点，那就要解决两个问题：一是力不是维持运动的原因，那是什么的原因(效果)？二是运动不靠力维持，那靠什么维持？由伽利略理想实验这个生长点，延伸出力是改变状态的原因和运动靠惯性维持的牛顿定律知识体系．

3.2 物理策略性知识的积累

知识开始被加工(建构与转化)时，一方面，知识通过精加工等活动内化于认知结构中，此为陈述性的知识；另一方面，知识通过变式练习等应用，将命题转化为产生式，并融入相应系统，此为程序性知识．程序性知识就包含用于对外的智慧技能和用于对内调控的认知策略(或称策略性知识)．知识的学习过程有了策略性知识的积累，才会使认知结构得到改组或重构,进而丰富、完善认知结构．策略性知识的积累可以通过以下两种方法.

(1)挖掘物理知识探索过程体现的方法

物理知识的探索过程中有很多本学科的物理方法，如α粒子散射实验通过散射物推出原子核结构的方法，伽利略通过理想实验打破旧的观点，推理形成新理论的方法，质点和点电荷的理想模型方法，物理实验对现象归纳的方法等都对认知结构的完善起到促进作用．

(2)在物理题解的回顾过程习得解题方法

物理解题的过程体现了思维过程和解题步骤.在理解解题过程的基础上，将解题思路作为对象进行分析、归纳，提炼出题目的条件和背景、解题步骤、解题的切入点、解题方向，以及解题每一步的原理或定律．在这种回顾中可以习得解题方法，积累解题策略，可以使求解新的题目时知识提取因有明确的策略帮助选择而更加迅速、知识的运用更加灵活．通过提高元认知水平，使认知结构中策略性知识与物理陈述性知识融为整体．

参考文献

1 孙万福.释义“ 有效学习”.中国远程教育，2004(20)

2 马玲亚.略论有效学习的指导策略.教学与管理，2002(30)

3 李斐.现代认知结构论的学习观——关于布鲁纳与奥苏伯尔学习理论的比较.琼州大学学报，2000(1)

4 周晓明,陈明光.浅析物理认知结构的特征及其构造.中山大学学报论丛，2001，21(1)