构建良好知识结构促进学生物理学习能力的提升

曹义才 王军

1 问题提出

谈起物理复习，老师们都会对一个单元或模块的知识进行归纳和总结.但绝大部分归纳是：采用流水线般罗列大大小小的若干知识点.这种流水线般的归纳没有揭示知识间的内在联系和逻辑关系，点与点之间连不成线，更谈不上连成网状，所以学生学后不能顺利解决物理问题，同时遗忘率也非常高，教学效果不理想.因此探索能揭示物理知识逻辑关系的关联性知识结构图显得尤其重要.

实践证明：学生不能很好地解决物理问题的根本原因是不良的知识结构引起的.能揭示物理知识逻辑关系的知识结构图，使学生在考虑问题时，能按照正确的逻辑关系进行思考，养成科学的逻辑思维习惯.学不好物理的学生，大多出在没有构建良好的知识结构，逻辑思维出现障碍.

2 理论探究

（1）SOLO模型简介

在新皮亚杰理论基础上，SOLO模型对于知识结构的建构具有重要的启示.SOLO模型是教育心理学家Biggs and Collis研究经过一段学习后学生知识的结构时提出了该模型，以描绘学生知识的结构性组织.

①单点结构（unistructural）

仅能根据一个方面进行概括；不能在事实和概念之间建立联系.从一个方面草率得出问题答案.

②多点结构（multistructural）

仅能根据少数几个片面、互不相关的方面进行概括；基于孤立的资料草率解决问题；能够序列化理解问题多个方面，但不能把这些方面相互联系起来

③关联结构（relational）

能够用归纳的方式，在给定的或经历过的情境中对各种相关方面进行概括；能够将多个方面进行整合，从而在给定的或经历过的情境系统中形成结构连贯的、含义一致的整体.但超越该情境之外则不一定能够做到.

④扩展抽象结构（ extended abstract）

能够用演绎和归纳的方式，在更高的抽象层次上对连贯的整体进行概括；能够推广到未经历过的情境.

SOLO模型启迪我们：具有关联知识结构的学生能解决给定的或经历过的情境问题，但要解决未经历过的情境问题，则需要具有更高级的扩展抽象知识结构.

（2）认知活动与知识结构的关系，如表1.

从认知活动与知识结构的关系可以看出：组织化的知识结构是持续的、灵活的、连贯的，对原理的理解和规律的应用是高效的，有利于学生物理问题的解决.

3 实践探究

以高中物理选修3-1《电场》知识结构为例，例举同学们编制的几个知识结构图进行分析.

结构图1：

分析 本结构能全面再现电场的基本知识，同时还进行了分类归纳，值得肯定.但不足之处是：未能揭示电场知识间的逻辑关系，点与点之间连不成线.

结构图2：

分析 本结构在结构图1的基础上，突出了部分知识点的内在联系（库仑定律和场强、电势和电势能、电势差、等势面），但还是未能揭示电场知识间的逻辑关系，点与点之间连不成线.

识结构3：

分析 本结构很好地揭示电场核心知识间的逻辑关系，点与点之间连成线.

属于SOLO模型中的关联知识结构.

知识结构4：

分析 本结构同样揭示了电场核心知识间的逻辑关系，点与点之间构成一个整体，外形美观，属于优秀同学的关联知识结构.

4 教学启示

良好的知识结构，纵横有序，主次关系分明，整齐美观，便于知识的理解，还能激发学生学习物理的兴趣和积极性，充分地反映了物理学的科学性和逻辑美.良好的知识结构是关联性知识结构，知识结构图给出了明确的知识关系，同时也给出了解决物理问题的多条思路，学生便于从关联结构中寻找正确的解题路径.

编制知识结构图的过程是一个创造性的过程，是知识重组和知识内化的过程，不但能提高对知识的理解和应用，而且能提高同学们归纳和总结能力.师生共同参与知识结构图的研究，有利于启发智慧，真正做到教学相长.