中學物理課堂教學改革(一)
物理教學模式及其改革
教學模式是教學思想的反映。不同的模式會培養出不同規格、質量的人才。如何根據當前社會發展的需要建構與之相適應的教學模式,應是教學研究的一個重要課題。本文在分析評價傳統、現代教學模式的基礎上,結合國內教改實踐,探討中學物理教學模式的新思路。
【傳統教學模式評析】
隨著社會的發展,人們對教育、教學的研究也日益深入。直到17世紀捷克教育家誇美紐斯在他所著的《大教學論》中,首次係統地闡述了教育、教學原理,使教學論成為一門比較係統的科學。但真正完整地建立教學模式,則是從19世紀赫爾巴特開始的。赫爾巴特的教育思想在西方教育史上被稱為傳統教育。他將心理學運用於研究教育、教學問題,主張教師要按照學生的心理活動規律安排教學。他認為,觀念是人的全部心理活動的基礎,強調教學過程的統覺作用,並由他的關於人的本性是中性而被動的觀點,認為教學過程中,學生是以一種被動的姿態接受教師由外部提供的知識信息,從而形成他的心理。據此,赫爾巴特提出了傳遞—接受型的教學模式。其程序為教學過程四階段:明了——聯想——係統——方法。與這四階段相應的心理活動為注意、期待、探究、行動。赫爾巴特首次將心理學原理應用於教學過程,無疑,這是對教學論研究的巨大促進。此後,赫爾巴特的弟子賴因根據當時傳授知識的需要,又將“四階段”教學模式擴展為五步驟:預備——提示——聯係——總結——應用。19世紀末20世紀初赫爾巴特的教學思想盛行歐美並傳入中國。
前蘇聯教育家凱洛夫繼承發展了赫爾巴特的教育思想,強調教學過程中教師的主導作用,在“四階段”教學理論的基礎上進一步提出了“五環節”的課堂教學結構,即組織教學——引入新課——講授新課——複習鞏固——布置作業。凱洛夫的教育思想對我國中、小學教學影響很大。建國初期我國各科教學都嚴格地執行五環節結構模式並一直沿用至今。我國的傳統教學一方麵來自孔子的教學思想,另一方麵也包括赫爾巴特和凱洛夫的教育思想。
傳統教學模式影響深遠。對其進行正確分析評價是搞好當前教學改革的前提。應該看到,傳統的傳遞—接受型教學模式以及與其相應的五環節課堂教學結構能充分發揮教師的主導作用,有利於高效率、大容量地傳授係統的文化科學知識。教師的透徹講解可以使學生迅速掃清認知上的障礙,大量的練習鞏固能使學生形成技能、技巧。五環節的安排既有利於知識的掌握,也符合認識規律,在社會科學技術發展相對穩定時期,能迅速培養出大批知識型、繼承型人才,其曆史功績不容置疑。
然而,在當前社會急劇變革的情況下,這種單一、呆板的模式已與時代的發展對人才培養的要求相悖。對於物理教學來說,其弊端主要表現為:
第一,傳統教學模式主要強調教師的講授,在一定程度上忽視了學生的積極參與,把學生的頭腦當成被動地接受知識的容器,嚴重地束縛了學生的個性和創造能力的發展。
第二,學生在學習物理知識之前,對豐富多采的物理世界因每個人的生活經驗不同而認識各異,且學習物理的心理狀態也千差萬別。傳統的教學模式接等量同速度進行教學,不利於因材施教,難以實現教學過程最優化。
第三,傳遞—接受型的教學模式,缺乏對教學信息的適時檢測和反饋,不能實現對教學過程的及時調節和最佳控製。
第四,在傳統教學模式中,教師的講授隻著重在物理知識的結論及其應用上。大量的作業、練習目的也都是為了應試。對於物理知識的來龍去脈、獲得過程重視不夠,對學習方法也缺乏指導。其結果,培養的人才思路不活,遷移能力差,不能適應未來社會發展變化的需要。
由上述可見,在批判繼承的基礎上,改革傳統教學模式,立足於創新,根據時代的需求培養具有開拓精神、創造精神的人才已是當務之急。
【現代教學模式的發展】
對傳統教學模式的改革,是由20世紀初美國實用主義教育家杜威首先開始的。當時由於資本主義社會的發展,使社會科學技術、文化、生活發生了深刻變革。杜威認為教育應適應社會變化的需要。提出“進步教育”思想,對赫爾巴特的傳統教育思想進行了挑戰。他反對教學恪守死板的程序,主張教學應從以教師、教材為中心轉移到“以兒童為中心”,提出“從做中學”的基本原則,重視教育與社會、教育與生活的聯係和學生能力的培養。在這些思想基礎上,提出了“五段式”教學模式,即暗示——問題——假設——推理——驗證。杜威的教學模式彌補了赫爾巴特教學模式的不足,重視學生智能的培養,但忽視係統知識的教學,降低教師的作用,曾一度嚴重地影響了教學質量,從而被否定。
本世紀五十年代以來,由於科學技術的迅猛發展,特別是“三論”、人工智能、電子計算機的產生,對教學實踐和教學研究影響深刻,教學改革方興未艾,各種各樣的教學模式相繼出現。例如,斯金納依據操作性條件反射學習原理,提出了程序教學模式;羅傑斯等人依據個別化教學理論和人本主義教學思想,倡導非指導性教學模式;根據社會互動理論,馬歇爾和考科斯提出社會探索模式;由學習者在學習中發生的心理過程出發,加涅提出了八級階梯式教學模式;根據信息加工理論,皮亞傑和西格爾提出了認知發展教學模式、布魯納的概念獲得教學模式、奧蘇貝爾的先行組織者教學模式相繼出現;在研究學生學習特點和學習目標分類基礎上,布盧姆提出了掌握學習模式,如此等等。
這些教學模式的出現,標誌著人們對教學規律認識的深入。從中也使我們看到,教學模式的研究方法已從單純的教學經驗歸納走上了理論演繹的道路,教學模式的形式也從單一化發展為多樣化。各種教學模式同時並存,並在教學實踐中接受檢驗。
【課堂教學結構分析】
教學模式的基礎和依據是課堂教學的結構。
課堂教學方式方法是多種多樣的。從基本結構來看,包括教材的邏輯結構;知識體係的縱橫結構;師生之間的情緒結構;安排上的節奏結構。在這個結構框式下,充實以各種各樣的內容,表現出豐富多彩的形式,貫徹各自的獨創方法,發揮各自的優勢,從而得到更好的教學效果。
(1)教材的邏輯結構
每節課都授以一定的知識內容,包含著一定的信息量。這些信息不是孤立的,是有一定的聯係,是順著一定的邏輯規律而組合的,這個規律可以由教師自己編排,也可以依照教材。上課,是要把這個邏輯結構教給學生。教師的備課,在理解熟悉教材的基礎上,理清一條如何講課的邏輯主線,並順著這條主線,把眾多的信息有機地傳遞出去。它的邏輯結構,一般可以是課題的提出、設疑、解疑、依據的方法、論證、結論、討論等幾步。層層深入,達到一節課的目的。
試看一個實例,高中物理中講到原子結構模型。教材中先講湯姆生提出的假說:正負電荷是均勻分布在原子內部的,即所謂“葡萄幹蛋糕式”。盧瑟福通過小粒子散射實驗,看到實驗的三個結果:大部份小粒子穿過金箔偏角很小;有少數小粒子偏角較大;有個別的小粒子以原路徑飛回。由這三個結論,盧瑟福提出了他的原子結構學說。那為什麼由這三個結論推出湯姆生的學說是不對的呢?課本上的分析很簡略,完全避開了數學上的論證。學生大多講不清,講不全。這個原子結構學說,學生很易記住,在初三學化學時就已有所聞,但是如何得出的,他們是第一次學到,對學生講清分析其中的邏輯關係:為什麼大部份的小粒子偏角很小?大部份小粒子能穿過薄薄的金箔,這事實說明了什麼?為什麼有少數的小粒子偏角較大?受什麼力影響?這事實又說明什麼?為什麼隻有極少數的小粒子才能按原路飛回?(不是彈回),……,一層層的課題提出,設疑、解決,直到討論結束。科學知識本身是邏輯性很強的,講清其中的邏輯關係,培養學生正確的邏輯思維,使他們有一個清晰的思路,掌握明確的主線。教師不論采用何種教學手段,首先把握住教材的邏輯結構看來是重要的。
(2)知識體係的縱橫結構
教材內容在縱向與橫向方麵都是有聯係的。
例如:原子反應堆中要用減速劑,為什麼是石墨或重水。在縱向方麵要運用力學知識;在橫向方麵要有化學知識,數學知識。在課堂教學中,不論采用何種方法,孤立地講授物理知識,而要學生理解掌握這部份的物理概念,這看來不大可能。當然,物理方麵的知識是主要的,但隨時注意知識的縱橫聯係,提請學生注意,這是課堂教學中的一個結構內容。從宏觀上看,現在教材內容,已注入了不少縱橫的內容;從微觀看,每個學生所學的內容,麵已大大擴展,學生對完全陌生的東西不易學會,而對似曾相識,但需跳一下才能摘到的內容卻是有較高的積極性。
例如:學生的數學知識到高中時已學過不少,但用到具體的物理問題時,如何運用,常不知所措,這在很大程度要依靠教師的引導。如平拋運動的軌跡為什麼是拋物線?由實驗當然可以看出(現行教材,也是這樣教
大大提高一步嗎?不再是硬套公式,死記概念,從而學得更活、更快嗎?
(3)師生間的情緒結構
所謂情緒結構,主要是指教師與學生之間的感情交流,教師與學生之間的可信度、信任感、理解度。由此而互相配合的默契與促進,努力與提高,使教和學兩方麵都有較好的效果。
在學生方麵:學生對課程的興趣與否,學生的身體健康情況,學生上節課的思維殘留,教師的課堂形象以及平時對教師的語言是否有信心等。
在教師方麵:首先教師的心理不應是,我是教師,我可以難倒學生,尤其是知識方麵。有了這種心理上的優越感,就很難找到師生之間的平等地位和師生之間的平衡點。因為當學生把你視作一個不可渝越的,或者是很難超過的障礙物後,逆反心理就隨之而生,很難再有興趣。
有了互相信任的情感,課堂教學中的交流就有共同的基礎。而在交流之中,教師的語言是十分重要的。在這方麵教師上課的語言生動、風趣固然是一個方麵。而更重要的是,教師的語言應體現出有信心的。學生對教師上課時故弄玄虛。“這個……那個……”的不連貫語言是很不歡迎的,也是很易失去對教材的興趣。
在情緒結構中,還有重要的一條是設置懸念。課堂教學是藝術,而藝術最可貴的真諦是:懸念。一望無遺,結果是思想懶惰,平淡無味,什麼都清楚了,學生與教師的感情並不能溝通,“點撥”得當,師生的關係容易融洽,學生才會有“自我”的信心。而這種“自我”有多麼的可貴。瑞士的皮亞傑早就提出:兒童從七八歲開始就有了“自我中心”的態度來支配自己的思維、願望、內心要求。
(4)安排上的節奏結構
課堂教學要講究節奏,有張有弛。從信息論觀點看,如果在及時反饋的信息之前,馬上加上新的信息,那麼吸收新的信息率是要大大降低的。因為隻有反饋而且是及時反饋,才能控製係統,否則很易出現偏離。
在課堂教學中節奏表現之一,是要有設問、實驗、思考、歸納。同樣也要有各種穿插,要使學生有喘息。有次,我們講錦江樂園的大圓環滑車,最高點的向心力;大轉輪的座椅平動等。學生這時交頭接耳地討論,是很有效的,有的女學生還說,我當時有多麼害怕,尖叫起來。這不是放縱,而是放鬆!一般時間不宜過長(1~2分鍾),一節課依照中學生特點,最好能10~15分鍾就有一次小停頓,看看效果如何?反饋的信息是否理想,是否要調整講課程序,深廣度,學生是否大部分有興趣等等。然後再講第二個知識的高潮點。
節奏表現之二是條理清楚。一節好的課,學生不應感到模模糊糊,而是應該感到條理清晰的,思路是明確的,結構是嚴密的,可信的,是可以掌握了的。
笛卡爾對問題的解決的程序用框圖表示為:
牛頓提出的框圖表是
不論何種模式,有一個共同點,就是從感知到認知,這是一個飛躍。條理清楚,即是引導學生從解決簡單問題(是感知)依靠的是刺激反應(SR過程),過渡到解決複雜問題(是認知)依靠的是科學概念(CA,即條件動作)。它們的信息量單位,前者是“比特”,後者是“組塊”(人的短時記憶的最小單位),這就是依靠把知識分解,要依靠條理清晰可辨。學生掌握這個分解,最後再是小結歸納,才會有一個飛躍的提高。
把各種框式綜合起來,即是:
這中間的雙向箭頭,表示不斷地檢驗,對照,理順程序。
不同班級的學生對條理清楚的理解並不完全相同,解決的方法也不盡相同,我們曾對不同的基礎學生講授楞次定律時,一是先給結論,然後再以實驗來審視(即笛卡爾的框式)一種是完全由學生實驗來得出,再歸納(即牛頓的框式)效果可以是相同的。不同的學生應有不同的程序,但結構的每一步驟目的應用是相同的,由這一步走下一步是可信的,是學生可以接受的。
節奏結構的第三點是最後的課堂“小結”。匆匆結束,小結不明確,馬馬虎虎提幾句,就了結本節課的內容,這是一種“心理冷卻”。一堂課有一節課的收獲,解決一個或幾個知識點。從信息論上說是有了多個“組塊”,這是不可忽視的。這個小結應該是簡潔的,明確的,有意義的。每一個知識點,它的最終表達是和諧的“外在證實”與“內在完整的統一”。這是科學美、教育美的重要方麵。
講課的節奏結構,來源於教師的備課,來源於教師對教材的鑽研與再創造。
【教法與學法的最優組合】
這是構成教學模式和方法體係的技術基礎。
(1)教法與學法組合的必要性
整個中學物理知識教學,是循序漸進、自成係統的。但長期以來我們的教學設計卻是一個僵死的、封閉的模式。而學生思維的發展則是一個開放係統,這封閉的模式與開放係統兩者本身就是相背離的。如果將學生無限的思維發展束縛在一個模式中,創造性人才的培養則是空談。學生為主體,這是對的,但目前的教法,若僅僅把他們作為接受主體,而不是把他們作為精神主體、創造主體,必置學生於被動的主體地位,大大壓抑他們自身的發展。
目前的教學狀況逼著我們去研究,在教學過程中,教師如何教,學生怎樣學,教法與學法才能得到最優組合。要達到最優組合須經過三個發展層次,即:變教為學→活教活學→會教會學。即教師首先要轉變教學思想,同時幫助學生提高對學法學習的認識;其次,教者著重研究教法與學法在教學過程中的綜合運用,突出一個“活”學;最終達到教法與學法的最優組合境界,會教與會學絕不是形式的表現,而是體現在教與學的活動之中。
(2)實現教與學最優組合的思路與方案
要實現教法與學法的最優組合,在遵循整體性原理的基礎上,必須使每一具體課堂教學都達到最優化程度,也隻有優化了所有的教學活動才談得上整體的意義。因而基礎思路是:改革教材、教法→指導學生實現教法與學法的最優組合。具體一堂課(或一節內容)教與學結構圖如下頁圖:
教師備課著重考慮教法:如何有效地指導學生學習;學生明確如何在教師指導下積極主動進行預習和學習,然後,教師帶著有利於學法的教法,學生帶著能與教法呼應、默契的學法,進行課堂教學。教學中,教與學雙方在協調的同時也必然會發生碰撞。一方麵教師教法轉化為學生學法,變成學生積極主動,生動活潑地學,另外學生的學法反饋到教師腦中,不斷調整教法可能出現的“偏航”,向教與學最優化的目標努力。結果一次課更比一次課優,區域之優構成整體之優。
如學生實驗課與指導說明題的最優組合。
對初中學生,物理實驗無疑是他們最感興趣的一門課程,為提高學生的動手能力,培養學生良好的研究物理問題方法,使教法與學法最優組合,可從以下幾方麵入手:
從明確實驗目的和原理,認識儀器的名稱、構造,熟悉儀器性能和使用注意點,布置短小、多形式的預習提綱,進入實驗室後,讓學生熟悉儀器與熟悉相結合,然後由教師一邊實驗一邊講解,使他們對實驗程序和重要環節有一定直觀感覺,也可有意適當安排違反常規、顛倒重要實驗次序的錯誤由學生指出,最後學生利用剩餘時間和第二節課(這指比較複雜的實驗)再進行實驗。教師隻需對個別小組加以輔導即可,而對實驗快、數據準,學生頭腦活的小組,鼓勵他們分析誤差原因,點撥改進實驗方法。教學實踐證明,初三下學期的學生即使在一堂課內也能完成“測定小燈泡的功率”實驗。
初中說理題占總題量50%還強,而能否完整地,有條理地回答說理題關係到學生思維、表達、推理能力的高低。
對學生的學習指導分五步:審題(讀題,明白要求)→構思答案→組織語言→寫答案→檢查。
將說理題具體分類,如慣性問題,摩擦問題等等,遇到什麼類型即可對症下藥。如慣性問題的步驟是:明確研究對像(研究對象常在疑問句或詞中)→抓住研究對象原來的運動狀態,現在狀態又如何?→組織語言→書寫答案→默讀檢查補漏。
找出學生答案中在慣性前麵加的“產生”、“出現”、“慣性力”等錯詞,這些內容反饋到教師腦中,再向學生闡明,“慣性”由於是物體本身具有的屬性,隻能使用“由於慣性”或“因為慣性”等句。
每遇到一種類型就解決一類問題,最後將一學期或全冊的問題歸納分類,學生看到說理題就胸有成竹,不至於無從下手,更不會語無倫次。
實現教法與學法的最優組合是提高教學質量的突破口。教與學雙方處於樂教樂學的情境之中,自覺地運用學習規律,能有效地縮小差生麵。
【當代我國中學物理教學模式概觀】
我國廣大物理教育工作者和物理教學研究人員在吸取國外教學理論精華基礎上,結合我國中學物理教學實際,創造了許多新型教學模式,概括一下,當前使用較多的有以下幾種:
(1)新型傳遞——接受模式
由前麵分析可知,傳統的傳遞——接受型教學模式有許多弊端,但也有值得肯定之處。為利用其合理因素,克服其弊端,各地物理教師多在原有基礎上進行改造,即采用啟發式的講授。這種貫徹了啟發式教學的傳遞——接受教學模式,暫且將其命名為新型傳遞——接受模式。這種教學模式的程序為:引起動機——引導觀察——形成概念——鞏固——運用。貫徹啟發式教學能夠調動學生的積極思維,增強學生學習活動的積極性、主動性。根據奧蘇貝爾的意義學習理論,隻要教師的講授是有意義的、內在聯係緊密的學習材料,充分利用學生原有認知結構中可以利用的物理概念、規律,學生便可順利地將新知識同化。這種教學模式在新授課中應用較多。
(2)引導——發現教學模式
布魯納認為,教學過程要使學生在教師指導下,象科學家發現真理那樣去進行再發現。物理教學中引導——發現教學模式的程序為:明確課題——研究探索——建立假說——獲得概念——新情境中應用。此模式能充分調動學生學習積極性、主動性,使學生理解物理知識的獲得過程,有利於培養學生的探索能力。但化時較多,要求有充足的學習材料、實驗儀器等,也不是對任何課題都適用。有些課題如牛頓第二定律、歐姆定律等可用此模式教學。
(3)自學——討論教學模式
在傳統教學模式中,教師講學生聽是單通道的信息傳遞,不能及時接受反饋信息,不利於個體最優發展。自學——討論式則實現了師生之間、學生之間的多通道的信息交流,顯然效果要好得多。另外,這種模式能最大限度調動學生學習積極性,培養學生的發散思維能力。此種模式要求教師有雄厚的知識基礎,靈活應變的教學能力,精心安排好討論程序。學生要有較好的知識基礎。
(4)單元教學模式
布魯納的教育思想之一是提倡結構主義教育,強調讓學生掌握學科的基本結構。單元教學模式的突出特點則是加強了知識的內在聯係。單元教學模式的程序有多種。武漢師範學院黎世法副教授提出的六課型單元教學模式的程序為:自學課——啟發課——複習課——作業課——改錯課——小結課。這種模式適於理解能力和思維能力較強,已經能夠基本進行獨立學習的學生。
(5)掌握學習教學模式
美國教育家和心理學家布盧姆認為90%的學生在學習上的差異是學習速度的差異。隻要根據每個學生的能力和學習基礎,給以適當的學習時間,改進教和學的方法,所有學生都能達到最低標準的學習目標。根據他的“掌握學習”理論,提出了掌握學習的教學模式,我國中學物理教學中應用也較為廣泛。此模式程序為:確定單元教學目標——單元教學——單元形成性測驗——矯正學習——終結測驗。這種教學模式使教學目標明確化,重視反饋、評價的作用和非智力因素的培養,對學生隻有鼓勵沒有懲罰,可以增強差生的學習信心,提高其學習興趣,有利於大麵積提高教學質量。由於人們的思維是前後密切聯係的複雜過程,有時行為目標難以嚴格劃分。
(6)立體化教學模式
教學模式五花八門,種類繁多。任何一種模式都不是普遍有效的。在中學物理教學改革深化的情況下,如何獲得統一的認識,建立一個具有更高層次概括的教學模式,這是值得研究的問題。
已有的教學模式多是依據某一種理論或原理建構的一維(隻考慮教師如何教)或二維(不僅考慮了教師的教也考慮了學生的學)的模式。考慮到現代教學論對教學過程本質認識的深化(即教學過程是學生在教師指導下的認識和發展過程以及學生個體的審美過程),近年來開始出現了在原來二維模式的基礎上,同時體現物理教學美學原理,從而建構起來的三維的、多層次的、立體化教學模式。
立體化教學模式以演繹法建立。其主題(即依據的思想、原理、理論)應依據現代教學化觀點,現代認知派學習原理,辯證唯物主義認識論,物理學習心理,物理教學美學原理等。
根據現代教學論觀點,教學過程中教師處於主導地位,學生是主體,雙方要相互作用、協調工作、發揮整體功能才能獲得更佳的教學效果。從教師教的角度看,立體化的教學模式有利於教師將貯存在教材中的知識信息有效地傳輸出去,能夠引導學生通過自己的努力將知識信息內化為自身的精神財富並轉化為能力。從學生學習角度看,立體化教學結構有利於學生親自參加認識活動,充分體現其學習主體的地位,有利於其智能發展。因此,它是以辯證唯物主義認識論和現代認知派的學習原理為指導的。
立體化教學模式還是以物理學和心理學為指導的,考慮學習者的心理結構。既重視心理結構中智力心理要素的作用,也重視非智力心理要素的作用,發揮其積極性一麵,克服其消極性一麵,以實現教學結構與心理結構和諧統一,同頻共振。
物理學家探索物理知識的過程,也是科學的思維方法形成、發展的過程。立體化教學模式的程序也注意與物理科學研究的程序相一致,使學生既學到知識,又學到研究方法,學會思考。
立體化教學模式也以物理教學美學原理為指導。物理教學中的美包含物理知識的科學美;教師、學生創造性勞動的藝術美以及教師的儀表、音容、情感、板書、板畫所展示的形象美。傳統教學模式隻重視知識的傳授,忽視能力的培養,更不顧及情感的激勵和個性的陶冶。實際上,學生有豐富多采的精神生活,表現出自己的喜、怒、哀、樂,展示出獨特的個性特征。物理教師應該努力使自己的教學具有最佳的美學結構,寓物理美的享受於教學之中,使學生在獲得知識的過程中產生美感,鍛煉能力,陶冶情操,以實現精神的愉悅、心靈的滿足,達到物理教學過程中真、善、美的統一。
立體化的教學模式從宏觀上看有穩定的程序,反映教學的規律性;從微觀上看,程序進行過程中采用的方法、手段則由具體的教學內容,學生、教師的特點,學校設備、條件等多種因素決定而有所不同。基於這樣的認識,立體化的教學模式程序為:確定目標——激發興趣——引導探索——指導練習——總結評價——反饋矯正。其將微觀結構也包含在內可將這種教學模式用附圖表示。
圖立體化教學結構模式
(注:圖中▲表示教師引導學習活動方式,●表示學生學習心理,○表示學生審美心理)
這種教學模式各程序之間相互聯係、相互滲透,構成一個有機的整體。
教學模式的組成要素除了主題、程序兩項外,還有目標、手段、評價幾項。現分述如下:
目標:以認知目標為主,分為識記、理解、應用、綜合、創造幾個層次。情感、意誌目標按學期確定(分類方法有待進一步研究)。
手段:分析教材特點,學習條件,具體安排一節課的微觀結構。提供學習材料、儀器設備、安排討論程序等。對學習不良者個別輔導,開展第二課堂活動,鼓勵學習中的創造。
評價:編製目標參照測試題和常模參照測驗題進行測驗,每學期進行一次情意測驗和實驗操作測驗。檢查評價學生知識與能力、認知與情意發展情況。至於這種教學模式的可操作性,優效性如何,有待經受物理教材實踐檢驗。
物理教學方法及其改革
【改革的指導思想】
結合我國當前的教學目標和中學物理的教學目的和任務,遵循著深化中學物理教法改革的指導思想:
(1)在加強雙基教學的同時,著重試驗有利於發展學生智力和培養學生能力的好教法;
(2)在重視教師主導作用的同時,著重實驗各種有利於確立學生的主體地位和指導學生主動學習的好方法;
(3)實驗各種有利於對學生進行非智力因素和政治思想教育的好方法。
【物理教學方法分類法】
將已有的和實踐中新總結出來的種類繁多的物理教學方法加以概括,進行科學的分類,這對物理教學方法的認識,擴大對物理教學方法的視野,對分析各種物理教學方法的特點起作用的範圍、領域和適用條件等,無疑都是十分有益的。而隻有在這個科學分類的基礎上,才能使我們對物理教學方法的認識具有較全麵的觀點,對物理教學方法的選擇和運用,也才具有較高的科學性、自覺性和靈活性。
目前國內已出版的教學論著及物理教學法書中,對教學方法的分類多是屬於歸納法,即把我國傳統的教學方法和在新的教學實踐中成功的教學方法加以分析、概括,根據某種分類標準,進行統一分類。分類的標準也是各式各樣的,既可以按知識的來源分類,也可以按學生認識的獨立性程序分類。有的分類是著眼於教學的組織形式,有的分類則著眼於思維的邏輯方式。在眾多的教學方法的可能分類中,福建師大白炳漢老師根據自己在教法改革實踐中的體驗,歸納總結出層次分類法和領域分類法兩種,並在此基礎上提出了一個經驗水平上的物理教學方法體係。
【層次分類法】
所謂層次分類法,即根據各種物理教學方法的適用範圍的大小來進行劃分的方法,有些學者按物理教學方法的適用範圍(或普遍程度)認為可以把物理教學方法分成三個層次:
一是適用於某一具體課題或某一個教學環節的一些特點的教學方法。例如講授“動量守恒定律”的方法;引入“電壓”概念的方法或利用某種自製教具引入某一新的課題的方法等等。
二是在整個物理教學過程中適用的一般教學方法,例如講授、實驗、練習的方法等等。
三是不僅適用於物理課程,也同樣可以適用於其它課程的普遍的教學方法。並指出,物理教學方法論研究的主要對象,就是物理教學的一般方法。
進行層次分類法的必要性及其對教法改革實驗的指導作用的。
(1)一般的教學方法
一般的教學方法就是指對所有的課程或所有的學科,即不論是文科還是理科,是藝科還是術科,都能運用的方法,也可以說是幾乎堂堂課課都能起指導作用的方法。教學實踐中,到底有沒有這樣的教學方法呢?有的,例如國內的啟發式教學法,國外的如上麵提到的發現式教學法,還有範例教學法等,它們都是屬於一般的教學方法,而不是具體的教學方法。它們實質上是代表一種新的教學思想,都是與某一舊的教學思想相對立而提出來的。比如,啟發式是與注入式相對而言的,發現式是與接受式相對而言的。不同的教學思想,對教師與學生在教學過程中的地位與作用有著不同的看法和要求,啟發式著重從教的角度講的,要求教師教要富於啟發,反對一味注入;發現式則側重從學的角度說的,要求學生學要有所發現,避免單純接受。教師教要富於啟發,學生學要有所發現,哪個學科或哪堂課不應有這樣的要求呢?所以說,啟發式或發現法都不是一種具體教學方法,而是能對具體方法起指導作用的一般教學方法。我國古代教育家孔子所提出的“不憤不啟,不悱不發”,有的學者把它歸入唯心論“生知論”(吳傑編著《教學論——教學理論的曆史發展》,吉林教育出版社,1980年版P.155),有的學者認為它是屬於“容器論”(汪世清:“積極開展物理教學法理論探討,建立物理教學方法的體係”1986年)。總之,都認為其理論根據是不對的,但在教與學的關係方麵,都把教學過程理解為啟發與發現的對立統一過程,教師的教學藝術,很大一部分就在於教師能根據具體條件,做到恰到好處地啟發指導,以幫助學生實現其力所能及的獨立發現。
(2)具體的教學方法
具體的教學方法就是根據教要有所啟發,學要有所發現的總的要求,具體運用到各學科各課題,而創造出來的方法,對每一個具體課題,教師應怎麼啟發?啟發到什麼程度?學生要怎麼發現?學生可獨立發現到什麼程度?各門課程、各個課題都會有所不同,這裏就要具體情況具體分析了。
(3)基本的教學方法
一般的教學方法太一般,體現不出不同學科的特點,具體的教學方法實際上又是非常多種的,推廣與運用受到很大限製,所以人們自然會想能不能在一般的教學方法的指導下,就本學科實際出發,從傳統的教學方法和教學改革實踐中所總結出來的行之有效的具體教學方法中,分析概括出既符合教改指導思想,又能體現本學科特點的有限的幾種基本教學方法來。這正像一位畫家可以利用有限的幾種基本的色彩,然後根據具體情況選擇和調配,就可以創造出多種多樣絢麗多彩的美麗圖畫那樣,物理教師也可以利用本學科的有限的幾種基本教學方法,根據具體教學情況加以選擇或綜合運用,從而創造出生動活潑的具體教學方法來。這就又提出了區分具體教學方法和基本教學方法的必要性。根據在物理教法改革實踐中教師們所總結出來的行之有效的五種教學方法,即觀察法、實驗探索法、問題討論法、自學指導法和學生講演法,再加上這裏未包括但在長期的教學實踐中證明了也是行之有效至今仍在廣泛應用的教師講授法,在這裏可提出適合於中學物理學科的六種基本教學方法。
這樣,從教學方法適用範圍的大小來劃分,可把物理教學方法劃分為如下三個層次:
第一層次一般的教學方法,適用於所有學科,也適用於物理學科的所有課題,如啟發式教學法、發現式教學法等。
第二層次基本的教學方法。隻適用於某一學科的某些課題,如中學物理學科的觀察法、實驗探索法、問題討論法等。
第三層次具體的教學方法。隻適用於某一學科的某一課題的某一具體情景,如“密度”的教法,同一課題對不同班級的教法就可能不同;同一課題同一班級,不同的教師教法又可能不同。
分清一般的教學方法,基本的教學方法和具體的教學方法這三個不同層次的方法,是中學物理教法改革實驗對教法的探索從不那麼自覺到逐漸走上比較自覺的一個認識過程。
這種分類法對我們當前的教法改革實驗有著實際的指導意義。中學物理教學方法的改革實驗,不宜隻停留在提倡一般的教學方法這一層次上,以避免以一般代替特殊的偏向,如提倡啟發式教學法、發現式教學法或現代啟發式教學法等;各門學科的教學方法的改革無疑都要以一般教學方法為指導,但中學物理教學方法的改革中,重點是否應該放在尋找具有本學科特點的幾種基本教學方法這一層次上,是否應該把研究中學物理的基本教學方法作為當前教學改革中需要大家共同來探討的一個重要課題。至於具體的教學方法這一層次,是研究和運用基本教學方法的基礎,教法改革實驗必須在這個層次上逐節逐課地進行,但具體的教學方法必須因條件因地因人製宜,所以在教法改革實驗中更不宜囿於某一種基本教學方法的實驗,防止出現以特殊當一般的另一種偏向,這就是說,不宜堂堂課課都實驗一種的教學方法,比如堂堂課課都用問題討論或都用自學指導法等。這也許是十多年來中學物理教法改革實驗中大家的一個共同體驗。
人們常說:“教學有法,但無定法,貴在得法”。“教學有法”這裏的法既是指對各門學科,各種課題都適用的屬於第一層次的一般教學方法,也指對某一學科適用的屬於第二層次的有限的幾種基本教學方法;“教無定法”這裏的法指的是屬於第三層次的具體的教學方法,它不可能有千篇一律的固定的教學模式,也不是隻有有限的幾種教學方式;“貴在得法”是指教師在一般的教學方法的指導下,結合具體教學條件,選擇、運用一種或幾種基本教學方法而創造出來的具體教學方式。每一節課的教法都是教師的一種獨特的藝術創造,所以,即使是最優秀的教案範例,也是它的作者根據具體情況或在假定的情景下創造出來的。教者有教者的實際情景,所以隻能參考,切忌照搬。聽示範課也是這樣,因為它們對示範者是“得法”,對聽課者回去教自己班的同一課題時同樣教法可能就不“得法”了。
【領域分類法】
層次分類法是根據各種教學方法適用範圍的大小來劃分的,而所謂領域分類法,則是根據各種教學方法適用領域的不同來進行分類的。蘇州大學物理係已故許國梁教授在其主編的《中學物理教材教法》一書中,主要就是在認識領域裏按學生掌握物理知識的不同認識階段,把中學物理教學方法劃分為“傳授與感知教材的教學方法”、“理解知識、發展智力的教學方法”、“鞏固和運用知識、培養能力的教學方法”以及“檢查知識的教學方法”等。
教法改革實驗的教師們所總結出來的豐富的教改實踐經驗有許多已越出課堂,越出認識領域。例如,他們既總結課堂教學的各種方法,也總結了指導學生開展課外活動的方法;在課堂教學中,他們既總結了指導學生進行認識活動與實踐活動的方法,也總結了如何激發學生的認識願望和如何檢查、反饋、矯正學生認識效果的方法;在指導學生進行認識與實踐活動中,他們既總結了加強學生的觀察、實驗和思維的訓練,讓學生動手動腦主動學習的方法,也總結了運用電教手段,以提高教學效率的方法。教法改革的實踐證明:除了認識方法的改革外,激發學生認識願望的方法、檢查學生認識效果的方法、運用電教手段輔助教學的方法以及開展課外活動的方法等,對提高教法改革實驗班的教學質量,都起著不可忽視的作用。這些經驗還證明:教學過程不單純是一個認識過程,情、意因素,現代教學技術因素一旦進入教學方法的領域,教學效果就大不相同。
因此,對教學方法的觀念需要拓寬,不能隻局限改革,必須把這些領域的方法包括進來,這也就是課外活動的方法。在課堂的教學方法中,也不能隻局限於組織學生進行認識與實踐活動的方法,還應該有激發認識願望的方法,檢查認識效果的方法以及利用現代技術成就、輔助教學的方法等。這樣,我們可以根據這些不同的教學方法的不同功能,劃分出五種類型的教學方法,這五種類型的教學方法分屬於五個不同領域:
(1)認識領域指導學生進行認識與實踐活動的方法。
(2)情感領域激發學生的認識願望的方法。
(3)控製領域檢查學生的認識效果的方法。
(4)技術領域利用常規的和現代的技術手段輔助教學的方法。
(5)個性和創造領域開展課外活動的方法。
根據這些教學方法之間的聯係,可以把它們組成一個中學物理教學方法係列如下:
此外,還有沒有列入上表但與表中各種方法的實施有密切關係的關於師生之間和學生之間互相交往與合作的方法,即社會交往領域裏的教學方法。
這個教學方法分類對當前的中學物理教學方法的改革實驗也能起到某些指導作用。
首先,如前麵提到的,表中所列各類教學方法,對提高中學物理教學質量都起著不可忽視的作用,但其中指導學生的認識活動的方法乃是占著主要的地位。實際上如何指導學生進行認識與實踐活動的方法也是當前國內各地中學物理教法改革實驗中探討比較集中的一個領域,對既適應新的教學觀點的要求,又符合中學物理學科特點的物理教學方法的探索,乃是中學
物理教學方法要研究的一個主要對象。
其次,物理教學方法的改革實驗又不能僅僅局限在課堂裏和組織學生進行認識活動的方式方法上。從表中可以看出,還有許多領域的教學方法都需要我們去探討,而正是認識領域以外的這些領域,我們的經驗相對地說還不多,因此,運用這些領域(情感領域、控製領域、現代技術手段領域、個性領域以及交往領域等)中的最新成就,開展與這些領域有關的教學方法研究,那怕是隻抓住其中的一個領域深入下去,做出成績,也是大有可為的。
【教學方法體係】
上麵介紹了兩種比較重要的物理教學方法分類:層次分類和領域分類。如果把這兩種分類法綜合起來觀察,可以發現,前者實際上是對後者的指導認識活動這一領域進行層次分類的,就是說在指導學生的認識活動中既有適用範圍較大的(包括非物理學科)一般教學方法(如啟發式教學法、發現式教學法和範例式教學法等),也有隻適用某一具體學科的基本教學方法(如適用於中學物理的觀察法、實驗探索法、問題討論法等)和隻適用於具體學科的具體課題的教學方法等。如果把層次分類法中適用於中學物理學科的六種基本教學方法也列入按領域分類的上述係列表中,就可以組成一個經驗水平上的中學物理教學方法體係如下:
此外,還有未列入表中的關於師生交往與學生間交往的方法。
【常用基本教學方法】
(1)“觀察法”教學法
“觀察法”教學法,就是在教師啟發下,學生通過認真觀察演示實驗或自己操作的實驗,經過思考、討論,得出正確結論的方法。這個教學法的模式,可以歸納為如下五個環節:
1)創設物理情景,提出問題;
2)給出觀察內容;
3)學生認真觀察、記錄觀察現象;
4)分析觀察結果,得出正確結論;
5)將結論加以延伸和應用。
其中2)、3)、4)三個環節可以分層次循環進行。在應用此法之前,必須教給學生正確的觀察方法,對於由現象鮮明的實驗總結出的規律、概念或基本儀器的教學均可適用。
下麵試以“浮力”的教學為例加以說明。
創設情景,提出問題:
分別把木塊和鋁塊淹沒在水中,放手後木塊上浮、鋁塊下沉。提出問題,木塊上浮顯然受到浮力的作用,那麼,鋁塊下沉有沒有受到浮力作用呢?給出觀察內容:
觀察1,教師演示:把掛在彈簧秤下端的鋁塊逐漸浸入水中,讓學生觀察彈簧秤的讀數。
觀察2,學生分組實驗,每組有如下器材:裝有適量液體的量筒(不同小組可用不同液體)、彈簧秤、鋁塊、線,把鋁塊掛在彈簧秤下方,讓學生按照實驗步驟和要求,認真觀察並記錄數據。
實驗步驟:
1)鋁塊在空氣中;
2)讓鋁塊約一半的體積浸入液體;
3)讓鋁塊的四分之三的體積浸入液體;
4)鋁塊浸沒在液體中;
5)鋁塊浸沒後繼續下沉(不碰底)。
記錄數據:
1)彈簧秤在各個步驟中的讀數如何變化?並記下讀數;
2)在各個步驟中量筒中的液體所到達的刻度如何變化?並記下讀數。觀察和記錄:
從觀察1,必須看到彈簧秤的讀數在減少;
從觀察2,要求能正確讀數,填好表格。
分析觀察結果,得出結論:
1)在液體中下沉的物體也受有浮力的作用;
2)浮力的大小通過彈簧秤讀數差得出;
3)浸在液體中的物體受到的浮力大小與物體排開液體的體積有關與浸沒的深度無關。浮力與排開液體的體積都可從所記錄的數據中算出;4)物體受到浮力與物體排開液體這兩個現象是同時發生的。
教師分析上述4)的結論,強調這兩個現象既然同時發生,它們之間就可能存在某種關係。浮力是力,排開液體的重力也是力,要學生根據觀測到的數據,尋找兩者之間的定量關係,從而啟發並引導學生得出“阿基米德定律”。
(2)“實驗探索法”教學法
“實驗探索法”教學法,就是在教師指導下,學生應用已學過的知識與技能,自己設計實驗來探索物理概念或規律,從而獲得知識的方法。這個教學法的模式,可以歸納為以下五個環節:
1)教師創設物理情景,提出難度適當的問題;
2)引導學生各自根據已學過的知識和實踐經驗,由提出的問題開展思維活動,進行合理的猜想;
3)引導學生設計各種實驗方案來驗證猜想,共同尋找並確定最佳實驗方案;
4)進行分組實驗,取得實驗數據,引導學生對實驗數據進行分析、判斷,從而得出正確的結論,獲得知識;
5)引導學生把探索得到的知識加以應用,即組織知識的正遷移。應用此法時,教師應先精心設計出比較簡便的實驗,以保證大多數學生通過實驗能得出正確結論。凡屬規律性的物理知識或者有關物質屬性的物理概念的教學都可應用。
下麵試以“玻意耳——馬略特定律”的教學為例加以說明。
創設情景,提出問題:
教師指出,18世紀中期瓦特改進了蒸汽機後,掀起了第二次工業革命的浪潮,由於蒸汽機的主要工作物質是氣體,於是不少科學家都致力氣體性質的研究。上節課已學過,描述氣體狀態的參量有:壓強P、體積V和溫度T,那麼要正確定這三個量之間的關係,研究的思路應如何呢?當學生回答了應該是:先保持其中一個量不變,確定另外兩個量的關係,再研究三個量同時變化時所遵循的規律後,教師指出,這節課要研究的是:一定質量的氣體,當溫度不變時,它的壓強與體積有什麼關係?
進行猜想:
有的學生說:氣體的體積增大,壓強也隨著增大,它們之間可能成正比;有的持相反意見,認為氣體的體積增大時,壓強應減少,壓強與體積可能成反比,等等。教師不表態。
設計實驗:
要求各組獨立設計實驗,並畫出記錄數據的表格,可做如下啟發:
1)如何獲得一定質量的氣體;
2)如何保持其溫度不變;
3)如何多次改變氣體的體積與壓強,並能測出每次體積與壓強的數值。
學生可能設計出各種各樣的方案,教師可組織全班討論,選用本節課最簡便的方案做實驗後,由學生全麵敘述實驗步驟及應注意的事項,教師做必要的補充。
分組實驗,得出結論:
要求學生把實驗數據記錄在透明紙上,利用投影器作抽樣顯示,並引導學生尋找規律。由於氣體的體積(V)增大時,壓強(P)就減少,所以首先想到了他們之間可能成反比,隨即提出了兩種驗證方法:①視P、
線,從而得出玻——馬定律的正確結論。
加以應用:
組織學生討論玻——馬定律在實踐中應用。
與“實驗探索法”相近的有一種動手實踐教學法
動手實踐教學法是讓學生們親手擺弄各種教學實驗儀器,通過實踐,由感性認識上升到理性認識,通過理性認識加深對感性認識的理解,培養學生的動手能力。
比如,在高中《楞次定律》一節的教學中,學生對“感生電流的磁場總是阻礙引起感生電流的原磁場磁通量的變化”這句話難於理解。在教學中,我們試著將“驗證楞次定律”的學生實驗改為探索性實驗,啟發學生對實驗結果進行研究,由學生自己得出結論。采用了這個方法後,學生對“楞次定律”的內容就掌握得較好。
(3)“問題討論法”教學法
此教學法,就是根據教材結構,把教材的重點、難點和學生的疑難所在編成一係列問題,在課堂中提出,組織學生討論,再由師生共同總結,從而使學生獲得新知識的方法。這個教學法的一般模式大致是:提出問題;討論問題(包括議論和爭辯);解決問題(得出結論、獲取新知識)。但是在具體問題討論中又包含著三個層次,即學習(提出問題和討論問題)、掌握(解決問題)和創新(學生提出新見解或靈活運用所學知識)。應用此法的核心是設計好難度適當、概念性強、思維性強的討論題,要讓討論的重點落在對物體意義的理解、對物理過程的分析、對物理現象的解釋上麵;討論題要有梯度,能吸引所有學生參加討論,讓不同程度的學生均有話可說,題目難度應是使中等水平的學生“跳一跳,摘得到”,還要注意創造融洽、和諧的討論氣氛。一般課題都能應用此法,對於新課內容是由舊知識推理而得,知識綜合應用的課尤為適用。
下麵試以“帶電粒子在磁場中的運動”的教學為例加以說明。
問題一:
如圖,一個帶正電微粒q,垂直進入勻磁強場中,其初速為v0,設磁感應強度B足夠大,粒子重力不計,問粒子將做什麼運動?為什麼?
由於粒子在A點時所受洛侖茲力f與初速度
v0垂直,不少學生誤認為粒子將作平拋或類似平拋運動。經過爭論,逐漸認識到由於f與v0時刻垂直,所以粒子作圓周運動。
教師追問:“粒子是作勻速圓周運動還是做變速圓周運動?”經進一步討論後,學生認識到:由於f=qBv,q、B、v都為定值,f的大小就不會改變,且方向時刻與v垂直,故粒子作勻速圓周運動。
問題二:
若粒子的質量為m,磁感應強度為B,請推導出粒子作勻速圓周運動的半徑R和周期T的表達式。
學生利用洛侖茲力的公式,結合圓周運動的規律,在教師不做任何提示的情況下,大多數都能自行推出正確的結論:
R=mv/qB,T=2лm/qB
問題三:
試分析粒子的軌道半徑R、周期T與哪些因素有關?有什麼關係?
問題四:
若帶電粒子以相同的速度v,分別垂直進入勻強電場E和勻強磁場B中,試比較它們的不同。(a)應從哪些方麵來比較?(b)結論如何?
讓學生充分討論後,教師用表格和圖示從力和運動(力、加速度和運動狀態)及功和能兩方麵進行比較,作為本節課的結束。
通過上麵敘述可知,當學生推出R和T的表達式及分析了它們與哪些因素有關後,就完成了第一層次——學習;這時,教師可設計有關的課堂練習,當學生能獨立的完成這些作業後,就完成了第二層次——掌握;當學生弄清楚帶電粒子分別進入勻強電場和勻強磁場的區別後,就完成了第三層次——創新。
與“問題討論法”相近的還有一種問題歸納教學法
它是由美國教育家杜威1896年首先提出來的。杜威認為教學應當從學生的活動開始,使教學內容成為學生自己的問題,讓學生在提出問題、解決問題的過程中獲得知識和技能。這種教學方法有利於啟迪學生思維、激發學習興趣,有利於培養學生分析問題的能力,促進教學內容的深化。這種方法尤其適合於常規課堂教學。
比如在初中《重力》一節的教學中,可以首先向學生提出,一個物體假如沒有別的物體的支撐,將會怎樣?會向什麼方向運動?為什麼會這樣運動等等,從而引導、啟發學生的思維,多數學生在小學常識課所學知識的基礎上,很快便能回答出是由於地球的引力作用,在此基礎上,教師就可將重力產生的原因,重力的方向等問題一一交待清楚。
(4)“對比分類”教學法
它是在“問題歸納”教學法的基礎上進一步展開的。主要是針對物理教學中經常遇到的互為可逆的兩個過程或某物質的兩種相反特性等情況時采用的,目的在於讓學生在對比中掌握知識、要領,分清物質特性,弄清並牢記相關概念、原理等。這種教學方法有利於培養學生自己分析與對比的能力,尤其適用於物理概念的教學。比如初中的《熔解與凝固》、《汽化與液化》,高中的《晶體與非晶體》等章節的教學中,采用此方法均可獲得較好的效果。
(5)“史論結合”教學法
“史論結合”教學法是將物理學史上的大量相關事例結合中學物理教學內容進行介紹,使學生了解物理概念、物理公式的產生、發展和完善的過程,從而完整、準確、牢固地掌握所學內容。這種教學方法易於提高學生的學習興趣,培養學生科學地分析問題的能力。如在高中《牛頓第一定律》的教學中,從介紹亞裏士多德的理論開始,逐步介紹了伽利略等人利用科學手段和合理的邏輯推導過程,一步步地揭示出自然界的各種宏觀物理現象的本質的過程,最後介紹牛頓集前人之大成總結概括出“牛頓第一定律”,從而使學生了解前人的思維方法和實驗手段,培養學生的邏輯思維能力。
(6)“分段單元”教學法
“分段單元”教學法主要是把教學內容分成若幹單元,把教學時間相對集中,按單元展開教學,這種分段教學方法有利於學生掌握知識結構,貫通所學知識,便於知識綜合運用,有利於提高學生的綜合歸納能力。
(7)“啟發自學”教學法
“啟發自學”教學法,是進一步提高學生自學和獨立思考能力的方法,主要采用教師適當指導,個別講解,學生自學為主的方式進行。這種方法對高中學生更為適用,可培養學生獨立思考、歸納分析問題和解決問題的能力,養成良好的自學習慣。
(8)“發散思維”教學法
“發散思維”教學法是美國心理學家吉爾福特在1967年提出的。“發散思維”教學法也可稱為“擴散思維”或“輻射思維”教學法。它主要是指一種無一定方向、無一定範圍、不墨守成規、不囿於傳統方法的思維方法。如某問題有很多可能的答案,思路就由此向四麵八方自由地擴展開,以尋求眾多的適當答案,最後選擇最佳答案。這種方法對培養學生的思維能力、創造能力十分有益,它較適宜於一些難題和重點的突破。例如在討論力學的解題思路優化問題時,我們講了這樣一道例題:
例:最後一節車廂從勻速行駛的列車中脫離出來,並走了一段路程後停止。設機車牽引力不變,列車每一部分摩擦力正比於其重量,但與速度無關。問在脫離了列車的那節車廂停止的時刻,列車速度多大?(設車廂質量為m,車頭及前麵車廂總質量為M,原列車的速度為v0)
解一:考慮到整個列車所受外力合力為零,係統的總動量守恒。
可利用動量守恒原理求解。
(m+M)v0=Mv0
解二:利用運動定律求解(設前段列車的初速和加速度分別為v0、α,最後一節車廂的末速度和加速度分別為v′t、a′,運動時間為t,F合為前段列車所受合外力,f為最後一節車廂所受的阻力。)
從解題過程明顯看出,此題用動量守恒定律解題是最佳方法。
(9)“係統優化”教學法
“係統優化”教學法,是在各章節講完後所經常運用的方法,它主要是將各章節的內容進行有機串講,或通過相互關係圖勾畫出所有內容的有機聯係,或所有概念的相互過度,講清前後公式的相互關係,從而有助於學生全麵準確掌握各章節主要內容。例如:高三總複習時,運動學的運動
聯起來講。
(10)“自學討論法”教學法
“自學討論法”教學法,就是由教師指示閱讀要點,公布自學提綱,學生閱讀課文,然後進行質疑、討論,最後由教師講評、總結,從而使學生獲得知識的方法。這個教學法的一般模式是:公布提綱;自學議論;全班討論;學生質疑;答疑總結和檢查效果。應用此法應注意循序漸進地培養學生理解和歸納知識的能力,重視教材中研究問題的方法。
(11)“學生講演法”教學法
“學生講演法”教學法,就是在教師的指導下,發動學生認真備課(以大組為單位),然後派代表上台講演並解答教師和其他學生質疑的方法。這個教學法的一般模式是:
1)課前(或課內)分配講演內容;
2)師生共同備課(包括準備實驗、教具等);
3)學生講演、答疑;
4)教師小結。應用此法要注意選好教材,演講對象必須由全班學生輪流擔任,並做好充分的準備工作,凡屬知識應用性的教材或屬知識歸納型的複習課都可應用這種方法,後者可作專題講演。
物理課堂教學常用引入方法
中學物理課堂教學一般可分為準備階段(即課堂引入階段)、發展階段和鞏固階段。一堂課的成功與否,在很大程度上取決於準備階段。
課堂教學準備階段的任務是複習檢查上一節課的內容和引出新課題,具有溫故知新和承前啟後的作用,是搞好課堂教學必不可少的重要環節。這個階段的教學與其它他階段的教學一樣,不能千篇一律,應根據具體內容,采用靈活多樣的方式進行。一般來講,可以有以下幾種方法,都可取得較好的效果。
(1)提問——複習法
提出問題讓學生解答,在複習的基礎上設置障礙,引出新課題。
例如,講授“改變內能的兩種方法”一節時,先提問:
①什麼是物體的內能?它的決定因素有哪些?怎樣比較兩個物體的內能的大小?②物體的內能可否改變?怎樣改變?
這種方法,即複習了上一節課的內容,又容易引起學生的興趣和求知欲望,很自然地引入新課。這種方法雖然是傳統的方法,但是,在邏輯性、連貫性都很強的物理教學中,仍是常用的有效方法。
(2)練習——綜合法
通過課堂練習,複習鞏固上節內容,從學生答案中找出疑點,引入新課。
例如:在學習“理想氣體的狀態方程”一節時,可先讓學生分組計算下題,看誰做得快,還可讓學生上講台板算。
[題]:一定質量的某種氣體,由P1=2標準大氣壓,v1=10升,t1=27℃的第一狀態,分別經過下述兩個不同過程達到第二狀態,求壓強P2各是多少?
①先等溫膨脹到v2=20升,再等容升溫至t2=127℃;
②先等容升溫至t2=127℃,再等溫膨脹至20升。
通過這道題的計算,不僅複習了上節課的熱力學溫標、查理定律、玻——馬定律,而且最後的答案均為2/3標準大氣壓,同學們覺得奇怪,議論紛紛,引起極大興趣,經過教師綜合,自然引入新課,也為掌握氣態方程的物理意義打下基礎。
(3)演示——議論法
教師一邊進行演示實驗,一邊發問,師生相互議論總結以前學過的內容,從實驗事實得到出人意料的結論,使學生產生懸念心理。
例如,在學習“毛細現象”一節時,教師先出示連通器並問:“這是什麼?”(答:“連通器。”)又問:“若在連通器中注入一定量的水且使水不流動後,有何現象?”(同學說:“液麵相平。”)再問:“若將兩端開口的玻璃管插入盛水容器中,管內水麵比容器中水麵是高還是低?”(又回答:“當然一樣高。”)這時,教師將不同內徑的管子插入水中讓同學們觀察,學生在事實麵前大吃一驚,根據他們迫切要求得到正確答案的心理,教師自然地引入新課題——“毛細現象”。
(4)故事引入法
物理知識的很多內容都有曆史事實或名人軼事或趣聞笑話。這些內容在日常生活、科學技術中都有重要應用和發展,教師從中選出精采部分用於教學,對激發學生興趣,開發他們的思維和促進其掌握知識都有明顯的效果。
例如,在教“液體的表麵現象”一節時,可講這樣一個故事:阿凡提在街上買了一壺茶,轉眼被人偷走了,望著這人背影,他搖了搖頭,走向肉鋪去買了一包肥肉。阿凡提手拿肥肉找到那人講理,那人蠻橫地說:“茶是你的,能叫應嗎?”阿凡提說:“茶雖不答應,但它是我買的,所以認得我的錢。你若不信,我把五分硬幣放在它上麵,茶能托住我的錢,而它卻托不住你放的錢。”那人要求當場作證,於是阿凡提用沾滿油的手拿起個五分硬幣,嘴裏還念念有詞,念完後,把錢放在茶水裏,隻見五分硬幣穩“坐”在水麵不沉,旁觀者目瞪口呆。教師講到這裏,問:“阿凡提的魔法何在?”馬上引入“液體的表麵現象”。這樣引發學生興趣,可收到極好效果。
(5)檢查預習法
教師通過檢查學生對本節課內容預習情況引入本節內容,巧妙地進入教學發展階段。例如,學習“能源的利用和開發”一節,該節內容雖多,但沒有難點,事前要布置預習,要求學生明確幾個主要問題,上課時,通過檢查預習情況,就板書出該節的提綱,然後逐一討論和充實有關的具體內容。
(6)“開門見山”法
有些內容的課,用前述幾種方法,就顯得生硬或別扭,這時就可以開門見山地講述新課。這時一般都先交代本節課的重點、難點,說明本節內容與以前學習內容的關係,提示學習本節內容的方法及要求等,每一單元的第一節課往往用這種方法。
總之,在準備階段,要根據本節內容的特點和前後內容的聯係來靈活地選擇教學方法,既要激發學生學習本節內容的興趣和求知欲,又要引起學生積極思維,自然地引入新課內容。其目的,都是為了達到使學生更好地掌握知識,更好地增強能力。
物理知識記憶十法
如何提高學生的記憶力?用心理學的觀點分析,關鍵在於如何利用暫時聯係的原理,使識記的對象與主體已形成的經驗結構間建立最充分的聯係,借以強化識記的效果。
(1)目標法
在明確識記目的、任務的基礎上促進自覺識記的方法。識記的效果與有無識記的要求以及要求的具體程度和要求的長期性大有關係。為此,可從以下三方麵抓起:
1)每章導言,交待全章學習的重點、難點及全編中的地位;
2)製訂每節課的教學雙向細目標;
3)適時進行思想教育,講清所學知識的重要性及作用。
使學生記有目標、學有重點,充分調動學習的主動性和積極性,促進記憶。
(2)因果法
在明確概念、規律的前因後果的基礎上達到理解記憶的方法。例如,隻有了解了歐姆定律的來龍去脈,知道它隻適用於導體,即純電阻,才能明確在應用焦耳定律時,應首先考慮發熱體是否為純電阻,不能亂套公式Q=UIt及Q=U2t/R。因為此兩式是實驗定律Q=I2Rt與歐姆定律推導而來的,必須符合歐姆定律的條件,相應地這就從根本上記住了定律及應用條件。
(3)表象法
利用某事例在頭腦中映象的形象性和概括性而引起記憶的方法。一般有以下幾種:
1)利用學生熟知的生活事例激發記憶。學生對“質量一定時、體積大的物質密度小”以及“體積一定時,質量多的物質密度大”的道理想不通、記不住,可借用生活經驗:“一斤棉花一斤鐵”(質量一樣),棉花體積大、密度小以及“大小、形狀相同(體積一定)的銅勺和鋁勺”,銅勺的質量多是因為它的密度大,將抽象轉化為具體,使記憶有依托。
2)利用演示實驗中的明顯結論,激發理解記憶。如在進行比熱概念教學時,可先讓學生理解並牢牢記住“質量相等的水和煤油,吸收相同的熱量時(時間相同),煤油升溫快”這個實驗結論。以此為基礎,再讓學生記憶“比熱大的吸熱多”及“比熱小的升溫快(其它條件相同)”等規律。
3)對較難理解的抽象規律,用實驗予以具體形象說明,激發深刻記憶。如電學教學中,學生對額定功率、實際功率、短接、短路的概念及串並聯電路分電流、分電壓、分功率的規律往往理解不深,記憶較困難。為此教師可設計如下總結性實驗:
a.將“220V、100W”、“220V、60W”、“220V、15W”三燈泡串聯在照明電路中;
b.將三燈泡並聯在照明電路中;
c.將其中任一個燈用導線並聯(短接);
d.將整個電路(串有保險絲)短路。明顯的實驗結論,給學生留下深刻的印象。
(4)圖像法
圖像直觀易記,能有機地將“形”與“理”結合起來,減少記憶的複雜性。如凸透鏡成像規律的記憶及其應用,是學生記憶的一個難點。為此,可以“看圖記憶”的練習為手段,學生帶著問題圍繞“成像規律圖反複觀察,再三對照,使圖像深深印入學生的腦海中,一見“圖”想“規律”,講“規律”出現“圖”。
(5)公式法
利用公式的物理含義進行邏輯記憶的方法。“看公式、記概念(規律),易記又方便”。如從電流強度的定義式I=Q/t出發,理解並記憶“所謂電流強度,就是單位時間內通過導體橫截麵積的電量。”
(6)口訣法
“口訣、順口溜”簡單易記,饒有興趣。如托盤天平的使用步驟及注意事項,可編成口訣:“一放平、二調零、三調橫梁成水平。”“指針偏哪那邊重,螺母反向高處動。”以及“稱物體、先估計,左物右碼(方)便自己,鑷夾砝碼須心細,加減對應盤高低。”
(7)類比法
比較兩個或兩類物理量的某些相同或相似的屬性,從而達到同化記憶的目的。如學生對一些具有比值定義特點的物理量,往往從純數學觀點去理解,忽略其物理含義。以至於剛弄清密度的含義,碰到比熱,又重蹈複轍。在複習時,通過類比,可將具有此類特點的物理量,如密度、比熱、電阻、速度、燃燒值、機械效率等概念的共同點一並講解,以舉一反三,觸類旁通。
(8)比較法
通過比較,確定兩類事物的相同與不同點(主要是不同點),從而鑒別記憶之。如學生容易混淆“慣性”和“慣性定律”,究其原因,主要是沒能及時將兩者進行比較而區別之。其實,隻要讓學生明確如下兩點即可:
1)慣性是物體具有的性質,慣性定律是物體的一種運動規律;
2)物體的質量不變,其慣性就不變,與外界條件無關;而慣性定律是物體在不受外力條件下才能成立的物體的運動規律。
(9)歸納法
將具有相同屬性的一類物理知識,依據相互聯係,綜合歸納成一有機的知識整體,從而達到整體記憶的方法。如學習了力的初步概念後,相繼出現了許多不同名稱的力,可及時地按力的定義及力的三要素進行歸類列表(表略)。通過列表比較,使學生對力的內涵和外延加深理解,便於記憶和學習。
(10)複現法
就是為強化知識在大腦中的印跡而采取多次複呈鞏固記憶的方法。記憶的大敵是遺忘,與遺忘作鬥爭的良策便是複習,即所謂“一回生、二回熟”。“複現”一般應注意:
1)及時性。遺忘有先快後慢的特點,因而在學習新概念之後,應及時配備目標測試題,當堂的內容當堂複習強化,作業最好當堂完成;
2)反複性。有人經過研究認為,複習的次數,可遵循先密後疏的規律,當複習到十次以上,記憶的對象就很難忘卻了。為此,首先必須充分利用複習的機會。例如課前、課後複習、單元全章複習、期中期末複習、畢業升學複習,抓住學生積極迎考的心理,反複(不等於簡單重複)進行強化。其次也應注意利用平時的複習機會,例如講授新舊知識交替部分時,及時“掛上鉤”、“接上頭”,這樣既自然得體,又省時收效快。