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由认知学习理论考量高一物理教学
高中物理难在哪里队初、高中学习纵向比较，高中物理依然以观察实验为基础，可是提高了抽象思维能力要求和与数学方法相结合的要求，内容多了，学习方法也多样化了。从高一各学科教学横向比较，物理特别难学却有些令人费解。论抽象思维的难度，数学不低于物理，而物理实验现象增进了研究问题的直观性和趣味性，有利于调动学生的兴趣。论知识结构繁杂情况，物理知识又比化学知识更有系统性，知识结构简洁而条理清晰。物理学习的记忆性要求也远比英语学习低.物理难学，究竟难在哪里体人认为问题可以归结为：物理难学，是因为物理的学习规律跟学生训练有素的语、数、英学习有着明显的区别，物理学科特点和物理学习规律有着鲜明的个性考量和破解高一物理难学的困局，需要物理教师从学习学的理论高度重新审视物理教学，改善物理教育思想、方法和技能水平。
本文以认知学习理论为依据，结合高一新课程物理教学实践，论述学生的认知结构对高中物理学习及教学改善的影响。
一、 物理是科学，不是经验描述。
物理新课程中有句名言:“从生活走向物理，从物理走向社会.”可以想到学生的生活经验和社会感知对物理学习的必然影响。学生这些朴素的生活经验和社会感知，对物理学习的情感、态度、价值观而言是有积极意义的，然而源于生活的朴素的经验。知识是因人而异的，学生在生活经验和社会感知中的物理是肤浅的、芜杂的，这些朴素的常识还往往对高中物理学习造成认知的壁垒。高中物理主干知识是经典理论，有严密的知识体系，而不是感知经验。认知学习理论明确指出：认知惯性是力图维持原来认知结构的认知倾向。教学的作用常常被学生的认知惯性抵消：例如牛顿第三定律的教学，尽管我们讨论了地球和苹果，石头和鸡蛋，马拉车等等相互作用现象，结论也记下了。但过后，学生总还是以为“拔河比赛，得胜队拉失败队的力大于失败队拉得胜队的力”，因为拔河的经验对学生感知太强烈了。物理教学过程要成功高效，必须用更为强烈的刺激，否定原有的知识“原形”，打开原来认知的缺口，使学生的认知进行新的建构。教学中笔者注意优先选定学生最有经验问题(拔河)为突破口。这节课的教学设计：力气大小悬殊的俩学生分别坐在带滚轮的椅子上，保持拉绳的长度不变持续用力拔河，二者不会向一边移动。为什么资巴绳子换成两把测力计互拉，可以验证测力计读数总是大小相等.教学需要足够“刺激”，才能破坏学生“原有经验知识”。高一物理教学中诸如此类的问题很多，如“摩擦力总是做负功”，“速度为零就是静止”，“物体向上运动一定合力向上”等等。在“原有经验知识”被粉碎后，再进一步讨论物理问题，将感性上升到理性，教学效果即得到明显改善。
二、物理是认知，不是知识堆砌
学习是认知结构的改变过程.所谓认知结构，就是指学生现有知识的数量、清晰度和组织结构。它是由学生眼下能回想出的事实、概念、命题、理论等构成的。皮亚杰((J.Piaget)的认知一发展理论认为：同化与顺应的协调与整合是认知结构的生长与发展的原因。同化是人们把新的知觉要素或刺激物整合到原有的图式或行为模式中去，顺应则是新图式的创造或旧模式的修改。高中物理的学习不是简单地知识内容增多了，而更重要的是物理学习过程中发展认知结构。高中的教学应以初中知识为“生长点”逐步扩展和深化，特别要注意“同化”，把新问题纳入原有知识系统中，拓展和更新知识结构。例如，典型三力平衡的教学，如果一味地变换题目情景，用多种数学方法解题，学生会觉得知识量比初中增加了很多，高中力学好难.三力平衡教学中，笔者选定两个研究对象做比较分析：平面上放置木块和斜面上竖直挡板内放置的球(图1)，比较木块二力平衡和球受三力平衡的特点.木块二力平衡是支持力抵消重力作用;球三力平衡不就是F1、F2的合力抵消重力的作用吗？如图1所示。思考求解F1、 F2大小的方法.三力平衡看作两个支持力的合力跟重力平衡.
F1,F:的合成遵从平行四边形法则，于是F1,F2,G三力大小构成三边长的数学关系。另外，还可以把F1分解为F1x, F1y，如图2所示，F1x抵消F2的作用，F1y抵消重力的作用，即水平方向二力平衡和竖直方向二力平衡。只要把新旧知识的逻辑思路理顺，突出“同化”作用，初、高中物理教学就会比较好地平稳衔接。
三、物理学习过程以有意义接受学习为主，不是机械记忆
奥苏伯尔(D.P.Asubel)的认知学习理论把学习划分为“接受与发现”和“机械与有意义”两个维度。根据学生进行学习的方式，把学生的学习分为接受学习和发现学习；根据所学内容是否理解，把学习分为机械学习与有意义学习。接受学习可以是机械的，也可以是有意义的；同样，发现学习可以是机械的，也可以是有意义的.这种分类揭示了学生的学习是以有意义接受学习为主的规律，同时对发展智能，培养创造力，实现“为迁移而教”的目标有重大的理论意义和指导作用。有意义的学习需具备两个条件：学生要具有意义学习的心向，即把新知识与认知结构中原有的适当观念关联起来的意向；学习材料对学习具有潜在意义，即学习材料具有逻辑意义，并可以和学生认知结构的有关观念相联系。这两个条件缺一不可，否则会导致机械学习。例如，机械功W= Fscosθ的学习，准确理解这个公式的意义是教学的重点和难点。功的公式的建立过程要从初中学习的W = Fs拓展，即从“做功的两个必要因素—力和力的方向上通过的路程”的意义上展开思维。公式W = Fs cosθ怎么理解呢?可以释读为W=F(scosθ)，那么(s cos θ)就是力的方向上通过的路程；若释读为W= (Fcosθ)s，那么F cosθ是F力在物体位移方向上的分量，即有功的分力.再如，功的公式W =Fs中的s是物体运动的位移还是路程呢?
但从功的意义去理解，这问题就得到升华。功是力对空间的累积效应，、与F是瞬时对应的，功就是瞬时功元△W的代数和。现实世界里更一般的做功情况是变力做功，力对空间的累积就是功会使“功”的知识运用变得广泛而实用。高中物理学习不论用发现法还是接受法，但一定要以意义学习为主导。教学中把握住概念、原理和规律的物理意义理解，才是知识建构的关键，才可能为应用知识解决物体和后续学习奠定良好的基础.
四、解题过程是思维能力的反映，不是依样模仿
培养能力，发展智力是高中物理学习的首要任务，高考物理命题也以能力测试为主导.认知学习理论认为，思维能力是智力的核心，智力活动的主要动力是“同化”.学习是“反复的实践和经验的结果”，因此学习在很大程度上依赖于环境，依赖于个人与环境相互作用的事件。物理解题是思维作用于环境(题意)，物理解题是学生最适合的“反复的实践和经验”，使物理知识、逻辑数学知识和社会经验知识在此融为一体。所以，物理解题成为巩固知识、深化理解、能力培训和应试的重要手段.同时解题也就成了学生的主要课业负担。题海无边，好的练习题应该是适时的(符合不同的学习阶段)，适当的(难度和数量合情)，同时应该侧重解题过程是思维的操练，是智慧的锤炼。
高中物理解题过程中要抓住两项要务：一是训练培养学生建立物理模型的能力，二是要训练培养学生应用数学解答物理问题的能力。培养“建立物理模型”的能力，是培养从形象思维到抽象思维的重要途径。熟练物理研究方法，通过概念和规律的运用提高解决物理问题的能力，以实现知识与能力的迁移。解题培训“应用数学解决物理问题”的能力，是高中物理解题的难点。学生往往不能把物理过程转化为数学模型，然后再回到物理问题中去。关于习题特别要反思的是，新课程教科书习题的难度要求比较合理，但课外教辅书习题的难度往往不加控制。作为物理教师一定要按自己学生的实际学习水准而选定习题，防止学生因为物理题目难以解答，而采用生搬硬套公式做题，或模仿例题照葫芦画瓢做题的倾向，更要防止有学生因畏难而放弃学习。高一物理课外作业特别要精选，数量不宜过多，难度不宜过高，
同时要及时评点，教给学生解题方法，使变通和迁移逐步在解题应用过程中得以实现。
五、学生在成长，不要施压苛求
学习动机产生于认知内驱力，而认知内驱力发端于学生好奇的倾向，以及探究、操作、理解和应付环境的心理倾向。高一学生正处于身心快速发展的阶段，心理状态不稳定，情绪化明显，鼓励和保护学生的学习兴趣是教学的首要要求。也是解决好高一物理难学问题的前提.认知学习理论认为，学习的兴趣很大程度上，是知识的学习从“无序”到“有序”的过程中得到满足和进一步发展。物理教学的突破点必须设置在认知结构环节上，注重对学生“原有知识结构”的了解，把“原有知识结构”破译、否定，即“无序化”。在无序的刺激下再完善知识结构，即“有序化”。学生是在物理学习活动的无序中获得学习的直接动力，在物理学习活动的有序中发展一般能力。教师要创造条件满足学生自我提高内驱力的需要，即满足学生要求凭借自己的才能和成就获得相应的社会地位(面对教师、家长和同学)的愿望.“自信是成功的一半”，“亲其师，信其道”等等就是这道理。教师要重视教法和学法的研究，深知物理高中与初中的巨大“落差”，体恤高一学生的能力稚嫩和思维的成长性。学习评价时要人性化，考试要突出激励功能，不要强制苛求学生，要饱含鼓励和期待的情感。教学过程要重视加强学生良好学习习惯的培养。良好的学习习惯主要包括:独立思维的习惯、阅读课本的习惯、及时复习总结的习惯和理解性记忆的习惯。坚持物理学习活动通过结构、方法、技能三个中介环节变得有序可循，而通过活动的有序可直接导致稳定的心理特征即能力的形成。
总之，高中物理教学必须走遵循认知发展规律的教学之路，必须引导学生走认知螺旋式上升的学习之路。只有这样，物理的教与学才可能自如、顺畅起来。
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