基于心理学的高中物理教材分析——以粤教版物理必修2为例，本文主要内容关键词为：为例论文,心理学论文,高中物理论文,物理论文,教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当前对物理新教材的分析研究，多是针对某一套教材宏观的特色进行探讨，倾向于回答“物理新教材的特点是什么”的问题，并突出剖析了新课程改革理念在教材中的体现，这对于教师认识和理解新教材具有一定的指导作用，但对于教材分析研究中更深层次的问题如“新教材为什么这样设计”，即“新教材进行这样设计的理论依据是什么”等则很少涉及。本文尝试以粤教版物理必修2为例，从教材设计的理论依据之一——心理学角度对其进行剖析。
一、关于模块主题呈现顺序的分析
根据物理课程标准中内容标准的限定，高中物理必修2包含3个2级主题：“机械能和能源”“抛体运动与圆周运动”以及“经典力学的成就与局限性”。思考教材是如何安排这3个主题的顺序及其缘由，可以说是进行教材分析的首要问题。
皮亚杰的认知发展阶段理论认为，人的思维发展分为感知运动、前运算、具体运算和形式运算4个阶段。其中具体运算阶段依赖于具体事物的支持，形式运算阶段则能对抽象的和表征性的材料进行逻辑运算，而且，各个阶段出现的先后顺序不会改变。粤教版高中物理必修2教材调整了课程标准中3个2级主题的编排顺序，将“抛体运动”“圆周运动”置于“机械能”之前，是符合上述认知发展阶段理论的：“抛体运动”“圆周运动”描述的是物体外显性的、可视化的宏观运动特征；“机械能和能源”这一主题则借助物体外在的运动状态探讨物体内部能量变化的规律；而“经典力学的成就与局限性”则侧重于学科理论体系的逻辑运算。3个主题内容的呈现顺序，体现了从具体运算阶段向形式运算阶段的过渡，利于学生思维发展上的自然衔接。
从内容衔接上来考察。维果斯基的最近发展区理论、奥苏贝尔的同化理论、加涅的累积学习理论、建构主义理论等，都从不同侧面指出了新旧知识的有效衔接问题。物理必修2以什么是抛体运动开篇，承上链接了必修1中直线运动的力学问题，启下拓展出曲线形式的抛体运动；由简单的曲线运动特例——平抛与斜抛，到较复杂的曲线运动形式——圆周运动，再推广到万有引力定律，从而与物理必修1部分构成了完整的牛顿力学体系。最后一章在总结了经典力学成就和局限性后，以对比的方式进一步拓展到近代物理思想体系。整个教材设计思路环环相扣、层层递进，充分体现了循序渐进的原则。
二、关于主题内容章节划分的分析
加涅的累积学习模式提出了8个学习层次：信号学习、刺激—反应学习、动作链锁、言语联想、辨别学习、概念学习、规则学习和问题解决或高级规则学习，其中前4类学习是基础性的，而且有相当一部分是在学龄前就已习得的，后4类学习则是学校教育更关注的。他进一步指出，学习是累积性的，每一层次的学习都是以前一层次的学习结果为前提条件。[1]
纵观新教材中各章小节主题内容的设置，可以发现大体是按照上述层次顺序来划分的：
图1
加涅指出，由于不同的学习结果需要为其提供不同的学习条件，因此最好是在一课时内处理一个目标。[2]从上述各节内容的设置可以看出，每一节基本仅仅围绕某个点予以展开，保证了有较充裕的时间来促使各类学习结果习得的内部条件和外部条件的达成。
三、关于教材体例的分析
从整体上理解了教材内容的编排顺序后，还应当从整体上把握和理解教材的编写体例，即教材是以什么样的组织形式来呈现教学内容。
奥苏贝尔提出，在呈现教学内容之前应先呈现引导性材料即先行组织者，在新旧知识之间架设联系的桥梁，以帮助学习者确立意义学习的心向。梅耶发展了奥苏贝尔的思想，提出用具体形象化的模型作为组织者[3]。新教材较好地运用了这一理论。在每章首语部分，都以一段描述学生熟悉的生活现象的文字开篇，引出其中蕴涵的学生似懂非懂的感兴趣的物理问题，并呈现一幅相关的彩图以唤起学生视觉上的注意，进而唤起学生的好奇心与求知欲。
心理学研究发现，材料中使用符号标志技术，例如列出小标题、使用不同字体、用序列数字指出内容要点等，有助于学习者对材料内在结构的融会贯通，并促进概念性材料的理解、保持与迁移。[2]基于此，新教材每一节中都将最重要的若干个知识点以加粗的大号黑体字呈现，并且衬以浅蓝色的圆角方框以进一步醒目化，保证即便是大致的浏览也能迅速感知到教材中最核心的知识。在每一知识点的标题下，又穿插设立“观察与思考”“实验与探究”和“讨论与交流”3种小栏目。且各栏目分工明确，“观察与思考”栏目主要包括对课堂内演示实验、实物模型、课本图表的观察和思考；“实验与探究”栏目侧重课堂内学生动手动脑做实验，亲自经历科学探究过程；“讨论与交流”栏目则提供生生及师生之间的互动性交流活动。不同栏目具有不同的活动形式和功能，交叉设立在某种程度上保证了能够持续地吸引学生的注意力。在课外内容部分，新教材设立了“实践与拓展”“资料活页”和“我们的网站” 3类拓展型栏目，为学生在课外锻炼动手实践能力、开阔视野、掌握信息技术提供了良好的素材。而“练习”和“习题”两类巩固型栏目，前者主要巩固各节的基础知识和技能，后者则为全章知识和技能的综合性练习。可以看到，上述各类栏目的合理设置，并且以不同的图标予以标注，使教材结构清晰明朗，让人一目了然。
四、关于教材中智慧技能学习的分析
根据加涅的学习结果分类，知识分为言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能和态度，限于篇幅，在此仅探讨对于物理学科而言相对比例较大的学习结果：智慧技能（包括物理概念、规律及其应用）、认知策略和态度。
按概念的抽象水平可以将概念分为具体概念和定义性概念。其中具体概念指一类事物的共同本质特征，可以直接通过观察获得，例如“抛体运动”。心理学指出，具体概念的习得过程要经历知觉辨别、假设、检验假设和概括4个阶段，在这个过程中，外界必须为学习者提供概念的正反例，且正例要有变化，否则学习者会将非本质属性作为本质属性来加以概括[2]。纵观新教材中具体概念的呈现，如“抛体运动”“圆周运动”等概念，以图片的形式给出了大量不同侧面的例子，并且采取先呈现具体概念的言语表述，再展示具体例子的方式。
教材中更多的概念属于定义性概念，通过下定义来揭示某类事物的特征[2]。奥苏贝尔将定义性概念的习得称为概念同化，并根据其提出的下位学习模式指出，概念同化要求学生认知结构中具有同化新概念的适当的上位结构，而且这一上位结构越巩固、越清晰，新的下位概念的同化就越容易发生[2]。为了达成这一习得条件，新教材在定义新概念之前，先呈现学生早期已有的语言和概念作为新概念的上位结构，例如教材先从生活中拖拉机和人耕地的效率高低引出“做功的快慢”这一意义，再进而对“功率”予以言语定义，易于为学生理解与接受。
对于另一类智慧技能“规则”，包括物理学科中的定理、定律及其他规律等，加涅认为规则习得的内部条件是对构成规则的子概念的理解，外部条件包含以下几方面：一是影响规则学习的言语指导，即一开始应当陈述在学习完成之后教师期望在学生身上能够表现出来的行为操作。二是回忆要学的规则中将会出现的子概念。三是要求学生证明规则中所含的那种关系。四是使用强化原理[1]。新教材很好地贯彻了这一理论思想。例如，“向心力”一节中，在学习了向心力的定义后，教材以问题的形式提出目标：“向心力的大小与哪些因素有关？”不将规则直接呈现给学生，一方面避免学生将其当作纯粹的言语命题来学习，另一方面提出的问题为学生提供了追求的目标，促使学生积极参与思维加工。在提出问题后，基于课堂时间的限制，对于多数规则，教材提供了引导学生思考的子概念，例如：向心力大小与物体的形状、质量、速度快慢、离圆心的距离有关吗？对于小部分规则，例如“探究外力做功与物体动能变化的关系”，则要求学生独立思考相关的子概念。接着，教材要求学生对规则进行证明，既有实验的方式，如探究向心力大小的因素，也有理论推导的方式，如理论论证做功与动能的变化关系。最后教材给出关于这些规则的言语表述，并紧接着予以强化：或给出计算性质的例题，或用规则来解释生活现象。这样的规则呈现过程，也正是新老教材的显著差别之一。
五、关于教材中认知策略学习的分析
认知策略是个人运用一套操作步骤对自己的学习、记忆、注意以及高级的思维进行调节和控制的特殊认知技能。[3]认知策略作为一种学习结果，教材是如何予以呈现？
广义的认知策略分为两大类，一类为支配具体信息加工的某一过程的策略，另一类为元认知策略，包括计划、监控和调节。其中第一类是与具体认知活动相关的认知策略，按照学习活动类型又可分为三类[4]。这些认知策略在新教材中的呈现方式，总结如表1。
六、关于教材中情感、态度与价值观学习的分析
布卢姆、加涅等人在对教学目标进行分类时，都一致将情感或态度作为学习结果之一。我国物理课程标准在课程具体目标中从“情感、态度与价值观”维度也提出了6个方面的目标：培养学生的学习兴趣、科学求知欲、科学态度、交流与合作精神、STS观念以及责任感和使命感。如何将这6方面的目标寓于教材之中，新教材又是以何种方式予以呈现的？
出于物理学科所固有的严谨性、科学性和客观性考虑，新教材中几乎没有蕴涵显形情感因素的教材内容，亦即并没有通过语言文字材料、直观形象材料等直接表达出编者的情感与态度。对于蕴涵隐性情感因素的内容，新教材则主要是采用观察学习模式，通过陈述客观史实的形式来予以呈现，如表2所示。
尽管表2提及的教材内容的表述并不含任何情感性的词语，但学生仍可体会与感受到文字背后所隐含的情感与态度，并通过观察学习的方式潜移默化于自身的意识之中。