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變易理論與高中物理教學的關系
高中課程改革推進近十年以來，物理教學在新的教學理念、教學方式的驅動之下取得了長足的進步，與此同時，我們也注意到，課程改革驅動下的高中物理教學改革步履多少有些蹣跚，這其中的原因有二，一是由于應試壓力的存在，我們在課程改革中還無法回避因高考等評價制度帶來的掣肘，因此有人說我們是“戴著鐐銬在跳舞”;另一個原因正主要是來自于教師自身，在缺少理論支撐的情形下，只靠著自己的教學經驗以及對課程改革理念的直觀理解，難免會出現對于同一個對象如科學探究，出現不同理解的情形。前者作為一個大環(huán)境，普通一線教師一般難以作出改變，而后者則可以通過自身的努力，去努力吸收一些新的知識，從而達到對新課程理解的新的高度與深度。筆者本文就嘗試以變易理論作為載體，談談其對高中物理教學改革的啟示。
一、變易理論與高中物理教學的關系
何為變易理論?相信一般教師都不太清楚，但這個理論一旦觸及，我們會發(fā)現其對我們的教學的啟發(fā)會是很大。因為變易理論本身就是關于學習的理論，其討論的是如何幫助學生學習的問題。而這一點看起來屬于教學的一部分，但在實際教學中卻常常不在教師的關注范圍之內，就高中物理學習而言，我們關心得更多的其實是學生如何形成并提高解題能力，而解題能力并不是學習的全部。因此有學者說我們實施的重點是“教”，而非“教學”——教學生學習。而變易理論的誕生似乎正是針對這種現象，在變易理論看來，人們在生活學習中為了認識某個事物或某個事物的某一屬性，就必須去尋找發(fā)現這個事物或這個事物的屬性，與其它事物或其它事物的屬性不同的地方。也就是說，只有在研究對象或研究對象的某個屬性與其它事物或其它事物的某個屬性唯一不同(其余的都相同)的情況下，學習者就能通過這種差異認識這一事物或屬性。
而高中物理學習正存在著這樣的教學思路。一般高中物理老師都知道，高中學生是比較害怕學物理的，其中一個重要原因，就是學生因為生活經驗欠缺，以及從事物的屬性中難以分辨出不同而造成的。比如說高中學生普遍感覺力學部分知識難學，看似簡單的勻加速運動不少同學也要花上很長時間才能真正理解。而碰撞知識中的動量與能量守恒、理想氣體狀態(tài)方程的建立，則更是讓不少學生傷透了腦筋。用變易理論的觀點來分析學生在學習中遇到的困難，我們就能發(fā)現不少學生在建構物理概念、理解物理規(guī)律時，沒有在看似相同的情境中尋找不同的習慣，因而也就難以真正把握這些概念或規(guī)律的真實含義。比如說上面提到的勻加速運動，什么樣的運動是勻加速運動?其與其它運動尤其是學生比較熟悉的勻速直線運動有什么區(qū)別?這些問題其實學生并沒有進行縝密的思維與表象構建，因此他們頭腦中的勻加速直線運動可能就是個抽象概念，而缺少形象的圖景支撐。
二、利用變易理論促進物理教學的策略
通過上述分析，我們可以看出變易理論對于提高高中物理教學水平，促進整體教學效果有著較為明顯作用，原因就在于高中生物理學習中的困難往往能夠通過變易理論來解釋。那么，具體地利用變易理論來促進物理教學又應該如何進行呢?
根據變易理論的觀點，學習者在識別學習對象與其它對象之間的區(qū)別時，一般是在通過控制其它因素不變的情況下，改變學習對象的待研究屬性，這個時候待研究屬性就會明顯地顯示出來。從這個角度我們可以發(fā)現，變易理論促進學生學習的關鍵，就在于通過變易來實現研究對象的屬性顯現出來，然后由學習者去識別。諸如上面所提到的勻加速直線運動的例子，如果我們在教學中能夠給學生提供一個對比的例子(可以通過實物展示或動畫演示)，先呈現三個做勻加速直線運動的物體，然后其中一個改做勻加速直線運動，則其就會凸顯出來，且由于速度變化原因，其與另外兩個的差別會越來越大。如果我們能夠借助于輔助軟件，顯示出三個物體運動的速度變化情況，那學生就可以通過數值的變化來感受勻加速直線運動與勻速直線運動的不同，從而對勻加速直線運動產生一個直觀的感覺，其思維當中也就多了一個鮮活的對象。在以后的習題解答或問題解決中，學生就可以順利地調用這一物理圖景，從而實現問題的順利解決。
從以上例子的分析我們可以看出，利用變易理論來提高高中物理教學水平，提高學生學習物理能力的關鍵在于，將物理概念與規(guī)律等學習對象置于一個背景當中，這個背景材料必須與研究對象具有密切的聯系，同時又有質的區(qū)別。這種區(qū)別一般不是一目了然的，而是需要教師通過教學設計，并在具體的教學過程中通過一定的方法手段凸顯出來，由于這種變化的存在，研究對象就顯得與眾不同，從而就可以在學生的注意當中變成學生的研究對象。在此基礎上，通過變易理論研究學習對象本身，其中一個重點的研究內容就是學習對象的部分與整體的關系。變易理論認為，在研究過程中，當學習對象的整體輪廓出現之后，部分以及部分之間的意義就會變得清晰起來。我們仍然以上面提及的勻加速直線運動為例，當學生在其它的情境中接觸到勻加速直線運動之后，那么學生頭腦中就會自然反映出初速度、加速度、運動時間、末速度、運動距離等物理量，以及它們之間的關系，從而對于簡單問題的解決提供了基礎。
三、利用變易理論促進物理學習水平提高
物理難學并不是體現在簡單物理問題的解決之上，而是體現在復雜情境下的物理問題解決的上面。根據我們對學生的了解，學生在復雜情境下的物理問題解決中，往往會出現無法從題目中提取或分辨出哪些信息是有用的，哪些信息是起干擾作用的，甚至會將無關問題解決的信息當成有用信息加以分析。這說明學生在復雜情境中，缺少變易的能力，因而也就無法識別有用的信息。
既然如此，我們就可以在日常的物理教學中，通過有針對性的訓練，來幫學生形成較強的變易基礎，從而生成較強的識別能力。例如，在高中力學中一道難度在中上等之列的題目，即“小貓爬桿”的題目：質量為M的小貓?zhí)弦粋�懸掛在天花板上的質量為m的木桿，跳上瞬間懸線斷開。小貓在爬動過程中相對于地面高度不變。要求桿子下落時的加速度。在這個題目的情境中，我們要引領學生通過題目去創(chuàng)建情境，想像一個具體的物理圖景。并從中識別出小貓高度不變?yōu)橛行l件，從而根據物體平衡勻加速直線運動等作出解釋。
事實證明，在變易理論的指導下設計這樣的過程，可以培養(yǎng)學生的物理學習能力。
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