基于“自主寻回”思想的物理学习策略初探
来源：UC论文网2016-05-24 16:01
摘要：
高中学习中，许多学生畏惧物理、逃避物理， 甚至高考在物理学科上“折戟“物理难学”似乎 是许多学生产生这一系列现象的理由.所谓的“物 理难学”一方面是由于物理学科本身的特
高中学习中，许多学生畏惧物理、逃避物理，甚至高考在物理学科上“折戟“物理难学”似乎是许多学生产生这一系列现象的理由.所谓的“物理难学”一方面是由于物理学科本身的特点决定的，高中物理发散性强、知识点多、抽象度高、逻辑性强、对数学要求高，客观上造成了物理难学；另一方面，学习方法上的不恰当也进一步加剧了学生学习物理的“畏难现状美国心理学教授亨利•罗伊迪杰和马克•麦克丹尼尔通过长期实践研究发现了关于“主动学习”和“被动学习”差异的原因，提出了如何有效学习和有效记忆的“自主寻回学习法自主寻回学习法及其原理为解决“物理难学”问题提供了新的思路.
笔者根据自主寻回学习法的基本原理，结合中学生物理学习困难的现状及其成因，尝试基于自主循环学习法，探索高中生物理主动学习的策略.
1.“自主寻回”的学习原理
仅有明确的学习目标，加上大量时间的高频率重复，对于知识的记忆和学习目标的达成是否有效？长期的“考试”经验告诉我们这种办法虽然效率不高，但是似乎确实是可行的.“填鸭式”学习法对于应付考试似乎有一定的作用，我们有意无意中一直在使用这种学习方法来应对频繁的考试．但美国心理学教授亨利·罗伊迪杰和马克·麦克丹尼尔经过长期研究却发现这种“被动式学习”对于学生来说几乎没有任何帮助.他们做过一项长期实验测试，将一门课所要学习的内容分成3部分,一部分内容引导学生使用自主学习的方式进行，一部分内容在课堂上给学生讲解，并在课堂结尾和单元结束时进行简单的复习和整理，一部分内容仅进行正常的讲解，不进行复习和回顾•当他们对学生这3部分知识进行测试时，发现第2部分和第3部分的知识学生掌握情况一样不好，掌握程度远没有对于第1部分知识掌握程度高.
实验说明，对于学习活动而言，仅有明确的目标是远远不够的，学习方式与学习时间的安排同样重要.第2、第3部分的学习都属于被动学习，两位教授认为“被动学习无论形式如何，均属于无效的学习他们的研究成果揭示了有效学习与无效学习的内在区别：在一整段学习时间内，被动获得的知识只是临时存在短期记忆中，它们永远无法转化成长期记忆，通过被动复习和回顾学习材料，虽然能够快速地提高知识的熟悉程度，但是我们会以同样的速度遗忘这些短期记忆的知识.[1]只有通过主动学习方式获得的长期记忆才能被我们真正习得，这称之为有效学习.
在第1部分的主动学习中，学生可以使用包括做测验题的方式在内的多种学习方式，这取得了较好的效果.我们很多人认为测验或考试只是一种评估我们学习进度的工具，实际上，测验或者考试，也是一种自主寻回学习的方式，它们是有效的学习工具，但其与被动学习的区别在于，当你需要绞尽脑汁回忆和应用这些知识和信息来解决包括测验题目在内的问题时，你实际上是在你的长期记忆之上重构知识，在这一点上，与从短期记忆直接获取信息是完全不同的，它并不是简单的、直面知识的简单复习与重复.
主动积极的学习模式和被动消极的学习模式在学习效果上会产生巨大差异.亨利•罗伊迪杰和马克•麦克丹尼尔通过研究发现的这一提高改进学习效果的学习理论称之为自主寻回学习（ac-tiveretrieval).他们在《Makeitstick》一书中阐述了一种观点，当你花了大量时间学习某一方面知识时，当然可以记忆很久.但是往往你需要这部分知识，在脑中搜索时，你会发现你只能回忆起你经过主动方式建构的长期记忆的知识，对于之前“填鸭式”记忆的知识，脑中已经所剩无几了.m所以如何通过积极的知识建构使学习的知识转化为长期性知识，是我们所关注的.
在物理学习中，我们可以进行自主寻回学习，摒弃无效的被动回顾式学习，积极主动运用我们的大脑，将物理知识与信息加工，最终变成我们的长期记忆.当你学习的时候，如果你能有意识让你的大脑忘记一些东西，你可能会在学习上得到更多.因为积极地选择策略使你有主动加固和重新组织你大脑中的知识的可能和机会，而不是一味地依赖短期记忆.这就是为什么填鸭式学习模式，在花费了这么多时间，收获了如此多信息之后，对于长期记忆却没有任何帮助.填鸭式学习模式在感觉上效率可能更高，但是实际文本效果并不是这样.所以如何合理地安排学习内容、加强学习内容的反思、积极应用所学习的知识就成为了自主寻回学习的关键.
2.基于“自主寻回”思想的物理学习策略
2.1通过反思知识形成框架
按照信息加工理论，广义的知识可以分为陈述性知识和程序性知识.通常来说，陈述性知识就是显性知识，即通过语言、文字或者符合等方式表达的知识，这种知识可以通过直接记忆进行学习.但是物理学习中包含大量的隐形知识，即不能通过语言、文字和符号等方式进行表达，对于此类知识的学习我们需要帮助学生在感受中反思.
学生学习物理知识应该是建构性、反思性的过程.其自主学习的知识不应是片段零碎的，而应该是结构化的.这就要求学生在学习的过程中不断反思，将现阶段学习的知识与原有知识发生联系、与生活中的现象发生联系，以基本概念、规律为核心，运用逻辑方法，分析其中的逻辑关系，最终形成知识框架.例如图1就是学生学习力的相关知识形成的知识框架.框架图中，每个箭头的方向反应出各个元素之间的关系.当然在学生自主学习过程中，知识框架的构造不是一成不变的，如果切换其他的角度或使用不同的建构方法，形成的框架也是不同的.关键是学生在学习的过程中，不断建构新的框架，批判性地反思与继承才能深化概念与规律.
2.2 通过主动应用获得知识和技能
“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行.”许多物理概念和规律即使通过大量的记忆和背诵，还是不能完全理解和掌握.例如中学生在学习凸透镜成像规律之时，往往死记硬背，二倍焦距处，是物体成放大或者缩小像的分界点，一倍焦距处，是物体成倒立实像和正立虚像的分界点.如果让学生自己拿放大镜亲身实践应用，学习效果可能更加明显.
建构主义认为，知识不是通过教师传授的，而是学习者在一定的情景以及文化背景下，借助学习过程中其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的.这个建构的过程一方面建立在学生已有知识的基础上，一方面建立在学生对原有经验的不断提取和套用.所以学生对于物理知识与能力的获得不在于单纯的记忆而在于应用.
2.3 通过独立解决问题促进主动学习
相比于来自外部的建议和帮助，我们在学习和实践过程中自主生成的方法和思路更加有效，这一点我们称之为“生成性效应[3]同样在物理学习中，学生自己探索形成的方法影响会更长久一些.目前的教学中，学生对于教师的依赖性非常强，往往是教师教什么，学生学什么，没有自主思考的过程.即使在科学探究中，学生也是受到日常观念、联想、思维定势、问题情境的束缚，按照教师给定的步骤，模式化地探究，使很多物理探究课形似而神不似,这正是由于学生探究独立性的缺失.
课程标准明确提出通过能力培养教学促进中学生提高学习物理的主动性和兴趣.养成良好的思维习惯，培养学生应用所学科学原理和科学研究方法发现和解决实际问题的能力.学生解决问题能力的培养主要依赖于学生本身的自主性.教师在教学中可以把握时机强化学生独立解决问题的主体意识、明确学习目标建立合适的物理情景、培养学生思维（形象思维、抽象思维、顿悟思维）•但在让学生独立解决问题的过程中，时间不宜过长，否则产生畏难情绪，不仅仅在这一个问题上学生失去信心，还会影响学生相关问题的解决.
2.4通过主动解释与教授他人强化学习结果
自主寻回学习理论认为，如果你在学习一种新的思维方式或是一种新的理论框架，分享给你的同学或者朋友听.或者对于某类问题，你有自己的解决方法，你把自己的方法解释给他们听.在这个过程中你会主动重新获取并格式化你的想法，为了是帮助别人更好地理解你对问题的处理方式.在帮助别人的过程中，你充当的是“教”的这一个角色.根据教学相长的教学原则，在教别人的过程中，你自身的反思判断能力、行动研究能力、合作能力都会得到提升.对于物理学习也是如此，尤其是高中物理的学习中，经常会碰到看似简单却包含复杂的物理过程的问题.例如带电粒子在复合场中的运动、连接体问题等等.学生在互相讲授的过程中，一次次强化这些过程，加深对复杂问题的理解.同样在这个过程中，学生也将暴露出他理解上的偏差以及逻辑上的漏洞.这样又可以引发学生多次对于此问题的思考，促进学生掌握.
2.5合理规划学习的量
认知负荷论理论认为人的记忆量是有限的，无复述的情况下，信息最长保持不会超过1min.学生在经历“填鸭式”教学之后，会发现在课上教师讲解大量知识时，学生都可以理解，认为自己掌握了，但是课后根本没有时间和精力去消化这些知识，所以最终学生的掌握效果还是不尽如人意.M要知道你只有花上足够的时间在这些知识上，这些知识的保留率才越高.
而认知的负荷受到学习内容本身、学习者已有的经验与知识以及学习内容的呈现方式的影响.对于物理学习，学生的已有经验与知识是固定的，为了达到最好的学习效果，教师应该适当控制并合理安排学生在一段时间内学习的量.学习的内容构成元素越少，元素之间的交互作用越小，呈现方式最大化地合理，学生的认知负荷越低，更有利于学生的学习.学生在物理学习时，概念和规律本身的讲解也非常重要，教师在教授这部分内容时，要精心设计教学，加强讲授内容的条理性、逻辑性，将零散的知识结构化，减轻学生学习的内在负担;课后作业的布置，教师应尽量精简、精选，减轻学生外在认知负担.
3.对物理教学的启示
为了配合学生的自主学习，使学生能够主动应用物理的知识和技能，重新建构知识体系从而形成长时记忆.教师在教学方式上也应该有所改变，有目的地引导学生应用自主寻回学习方法，发挥自主学习效用，促进有效学习的开展.
例如，教师在平时教学时应该注重课前要求学生预习预则立，不预则废”，学生的预习是一个独立学习的过程也是主动学习的过程.[5]自主寻回学习法认为这一部分知识的学习效果是最好的.但是物理学科的预习过程与其他学科不尽相同.例如物理探究课的预习，如果让学生直接预习探究原因、猜想与假设、探究过程以及结论，那么课堂上再来探究就失去了探究的意义了.如探究影响压强的因素，学生通过一般的预习方法，直接就知道了压力的作用面积以及压力的大小会影响压强的大小，那么课堂中再让学生思考影响压强的因素就失去意义了，学生也失去了一个思索的过程.所以课前物理预习一定是在不影响课堂效果的情况下预习，是紧扣教学模式方法多变的预习.这样学生在课堂之前掌握部分知识，是为之后的课堂学习以及知识技能的应用和获得提供主动建构的基础.
物理课堂的教学过程中应注重突出物理教学重点，突破难点，为学生提供必要的知识与技能的储备，促进积极主动的学习建构过程.课堂教学中，教师应该创设有利于主动学习的情境，引导学生自主发现问题，给学生提供练习与应用的机会，为学生之后主动应用打下基础.在学生自主实践时，教师可以适当提供一些科学方法的指导.对于学生来说，在具体情景中应用知识与技能，可以进一步强化学习效果.
任梦碉袁海泉 (苏州大学物理与光电·能源学部，江苏苏州215006)
