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河北景县中学 刘翠巧
物理学是一门逻辑结构严密的自然科学,引导学生建立一个良好的物理认知结构,对于学生系统地掌握物理基础知识,提高运用所学知识解决问题的能力,都有十分重要的意义.
第一、物理认知结构
物理认知结构是一种狭义的认知结构,它是物理知识通过内化在学习者头脑中形成的观念和组织,即学生头脑中的物理知褒结构.
1.物理知识结构、物理知识教学结构与物理认知结构
这是三个既相互区别而又存在密切关系的结构.
物理知识结构是随着人类对物理现象和现律的认识的逐步深入而发展形成的,它以一系列的物理概念和规律为基本要素,以这些基本要素之间的内在联系为线索,构成物理知识逻辑结构体系.
物理知识教学结构则是依据教育科学的理论和实践,通过物理教育专家、学者对物理知识结构进行重新搭配和排列,形成适合于教学需要的多层次、多序列、多方位的物理知识教学体系.其中,教材是它的最有代表性的素材.好的物理教材,为塑造良好的物理认知结构提供了理想化蓝图.
物理知识结构、物理知识教学结构和物理认知结构三者构成依次递推的序列：物理知识结构是外在的认识客体；物理知识教学结构（以教材为代表）是按照教学的需要,而对物理知识结构进行加工变换的产物；物理认知结构是由物理知识教学结构（或教材）转化而来的,学生物理认知结构的构建过程,就是使之逐步逼近物理知识教学结构的过程.
2.物理认知结构的结构浅析
物理认知结构包括学习者头脑中观念的两个方面：内容和组织.“内容”是指物理知识结构中最基本的内容在学习者头脑中的反映,即物理学科的最基本的概念、规律和原理在学习者头脑中的反映.“组织”则包含两个含义：①是指把内容组合成物理知识系统的逻辑联系；②是学习者头脑中的物理方法、解题技巧及策略等,这些都带有主观能动性的色彩,因而其中潜藏着解决物理问题的能力.
物理认知结构可用图解表示如下：
第二、良好的物理认知结构的基本特征
用系统理论的方法,把物理认知结构作为一具有特定功能的系统,对其进行全方位、多层次、多角度的综合考察、全面分析,才能科学地阐明物理认知结构各方面的质量属性.如果把学生在中学阶段所形成的认知结构看成一个大系统,那么各学科的认知结构就是组成这个大系统的子系统,而物理认知结是其中不可缺少的一个子系统.由此可以说,良好的物理认知结构应当作为一个有机整体在促进学生的认知结构沿着预定的教学目标轨迹演化的过程中,能够发挥出最佳功效.这就是衡量物理认知结构质量水平的总的标准.具体说来,一个良好的物理认知结构需要具备信息贮存量大、有序化程度高和开放性好三个特征.
物理结构是什么:高级课程-2.4配置活动目录物理结构
1.信息贮存量大.内容丰富、知识（信息）容量大,这是良好物理认知结构的第一个重要的基本特征.不言而喻,只有具备一定的物理知识,才能为合理地构造物理认知结构打下必要的物质基础.
按照系统理论的观点,任何系统存在和发展的外部原因,是由于“负熵”的流入,即从外界获得信息.因此,只有不断扩大学生的知识容量,才更有可能为新知识的同化提供可利用的适当观念,促进知识的有意义内化,同时通过新知识（外界信息）被纳入原来的认知结构,使认知结构得到扩充和发展.
2.有序化程度高.系统理论有序性原理指出：一个系统内各基本要素间的协同作用是导致系统内部宏观有序的内部原因.要充分发挥系统的功能,就要使系统内部各要素排列、组合和层次有个合理、恰当的安排.单纯的物理知识在头脑中的堆积,不等于物理认知结构的形成,只有使各个孤立,零散的知识系统化,条理化,才能形成完整的物理认知结构.在学生的知识结构中,知识在内容组织上的有序化程度,总衡量认知结构质量好坏的一个重要标志.一个良好的物理认知结构,应当是依据物理知识间的有机联系和逻辑顺序而形成的层次分明、脉络清晰、整体性强的知识网络.
良好的物理认知结构一般呈塔状结构,那些概括化程度高,包摄性大的最基本的物理概念、规律和原理处于塔状结构的顶点,在其下逐级分化为较为具体的概念、规律和物理现象的描述.
3.开放性好,开放性指学生所具备的物理知识与其他学科知识间的相互联系,良好的物理认知结构与其它各学科之间能相互渗透、衔接合理,能在更广泛的知识领域内促进知识的横向迁移.
根据系统理论观点,一个系统的开放性越大,与外界的联系越多,其适用性就越强,越有利于目标的实现.良好的物理认知结构必须具有开放性好的属性,能充分发挥各学科间的协同作用,提高学生综合应用各种知识分析解决问题的能力,促进各学科认知结构同步、协调地向前发展.
可见,一个良好的物理认知结构应当是一个内容丰富,组织合理的开放型的动态知识结构系统.
第三、良好的物理认知结构的塑造
在学生形成物理认知结构的过程中,教师起着重要的主导作用.
教师的教学活动,按顺序大致可分四个主要的教学环节：即备课、授课、检查和辅导、指导复习.下面按这四个教学环节,对物理教师如何引导学生塑造一个良好的物理认知结构,提出初步的教学建议.
物理认知结构是在学生掌握知识的过程中不断发展起来的,而知识的掌握,需要学生原有的认知结构提供适当的观点.所以,教师在备课过程中,首要的任务就是备学生,即通过各种途径（作业、考核、辅导等）,了解分析学生认知结构的原有水平和状况,以便针对存在的缺陷采取有效的矫正和补救措施,为新知识的学习打下良好的塑础.其次,因为物理教材的逻辑结构在物理认知结构中起着重要的作用,所以,教师在备教材时,必须熟悉教材的逻辑结构.不仅熟悉所教年级的教材内容之间的逻辑联系,而且要熟悉整个中学阶段物理教材体系的整体结构,从微观和宏观上把握物理教材的知识结构.
值得指出的是,教学过程受到学生认识能力的制约,因而教学具有阶段性.在扩大学生知识结构的过程中,必须考虑到教学的阶段性,贯彻量力性原则,有计划、有选择、有步骤地逐步扩大学生的知识容量.
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