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高中物理教学有效性问题浅析
作者:佚名 来源:本站原创 发布时间:2012年02月09日 点击数: 1647

摘要:高中物理课堂进行有效教学的关键是想方设法调动学生学习积极性,让学生主动参与到物理知识的建构过程中来;教师要根据学生的实际情况及物理学科的特点有针对性地进行指导。本人在物理教学实践中进行了总结,认为以下三个方面的实施可以有效地提高物理课堂教学的效率。

关键词:有效教学、概念教学 结构教学

凡是能够有效地促进学生发展,有效地实现预期的教学结果的教学活动,都可称之为“有效教学”。有效教学行为是教师为迅速达到既定教学目标、达到更大教学效果而实施的行为,其核心问题就是教学的效益,即什么样的教学行为更有利于促进学生的发展。教学有没有效益,并不是指教师在规定时间内有没有教完内容或教得认真不认真,而是指学生有没有学到什么或学得好不好。如果学生不想学或者学了之后收获甚微,即使教师教得很辛苦,仍属无效或低效教学。

    新的物理课程标准明确指出:“物理课程要着眼于学生的发展,使学生获得终生学习的兴趣、习惯及一定的学习能力。教学应力求贴近学生生活,通过学生熟悉的现象揭示物理规律,并将其应用于社会生活的实际,即从生活走向物理,从物理走向社会。强调以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究的过程,学习科学探究的方法,培养科学探究精神,进而使学生获得对物理理解的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面得到进步和发展。”从中可看出物理课程标准注重学生全面发展的同时,对教师的教学也提出了更高的要求,从教师方面来讲,物理教学过程是教师的创造性劳动过程,教师作为教学活动的组织者、引导者在其中起着举足轻重的作用,因而物理教师的有效教学行为观念应贯穿于课堂教学过程的始终。在物理教学实践中,为提高教学行为的有效性我做了以下的一些尝试:

  一、精心设计实验,认识概念 

建构主义认为:学生在学习物理概念之前已经对物理事实有一定的认识(前概念),前概念往往是不完全正确的,在学生大脑中已经形成并且是根深蒂固的,这些前概念其实是一种珍贵的资源,它可以成为学生学习物理概念的突破口。如何让这些在学生大脑的前概念成为物理概念教学的突破口呢?关键是剖析在学生大脑中存在的前概念,让学生认识到这些前概念的不合理性。

从生活中得到的感性材料通常有复杂的背景,本质和非本质的因素常交融在一起,学生很难利用这样的材料来建立物理概念。而精心设计的实验则可以简化和纯化这些感性材料,它能使学生对物理事实获得更加明确、具体的认识。有了鲜明的感性材料后,学生就会将自己大脑中原有的观点与实验事实进行比较,这样必然会产生认知冲突。这是物理概念有效教学的突破口,也是学生建构物理概念的突破口。为了让学生主动进行比较、建构,直到揭示物理概念的本质属性,设计一个好的实验是基础。以下用两个例子说明通过物理实验提高教学的有效性:

1.高中学生在学习过程中遇到问题时,往往是凭着自己的直觉经验,想当然地进行推理和判断。根据学生的这一特点,可以这样设计教学过程:让学生先作出判断,然后再用实验验证,当实验的现象出乎学生的意料时,直觉的判断与实验事实之间的强烈对比,必然引发学生去积极思考。

实验一:按如右图所示连接好电路,两位学生手牵手分别抓住电路两端,先让学生们猜想:①闭合k会怎样?②再让k断开又会怎样?

然后教师闭合k,过一会又断开k。参与实验的两位同学在k断开时会突然甩手,有电击的感觉。

学生猜测之后就会急于想知道实验的结果,此时学生的注意力自然会高度集中。当k断开时,反而被电击,出乎意料的实验事实迫使学生主动去思考,“自感”概念学生就自然建构了。

2.随着学生的学习,知识的丰富,认知水平的提高,要求掌握的物理概念的抽象性、精确性也在不断提高。当面对新问题,学生往往习惯于用已知的旧概念进行分析。为了完善学生原有的概念结构,设计实验时必须设法突出与原来知识的不同之处,用明显的实验现象引发认知冲突。

实验二:按如右图所示连接两电路,同时接通电源,对比A、B两灯的亮度。结果A、B两灯的亮度明显不同,学生利用已有的恒定电流的知识就无法分析这一现象了。

这时,引导学生对电路进行比较,启发学生用电磁感应的知识分析,进而建构“感抗”这一概念。实践表明,这样的实验现象更能引起学生的思维活动,学生就会更加主动地去学习。

实践中发现,教学中实验不在于多,而在于实验能否真的牵动学生的思维,即实验能否让学生直面错误概念,引发认知冲突。

二、精心编撰练习,巩固概念

学生往往以为自己能复述定义就算理解物理概念了,因此,在建立概念后应及时进行有针对性的练习,通过在新的问题情境中使用概念,让学生在运用概念中发现对物理概念理解的偏差。

了解学生对物理概念掌握的情况,可以从以下三个层次来检查:①是否明确概念是从哪些客观事物中抽象出来的;②是否明确概念反映了事物的什么本质属性和联系,物理意义是什么。适用的范围如何;③是否能应用概念说明、解释一些有关的物理现象,并解决一些简单物理问题。因此,为了使学生对概念的理解进一步得到加深、巩固和发展。可以根据概念的内涵与外延设置习题或根据物理概念的特征设置习题。

例如,针对“电场强度”是反映电场本身固有属性的一个物理量,就可编撰下列一组问题:

1)在电场中的P点放一个20×10-8库仑的点电荷,它受到的电场力是4×10-10牛顿,P点的场强是多大?假定在P点改放一个8×10-8库仑的点电荷,P点的场强是多大?如果在P点不放电荷;P点的场强是多大,为什么?

2)关于电场强度的概念,下列说法中正确的是:

A、由 可知,电场中某点处的电场强度跟放在该点的检验电荷所受的电场力成正比。

B、由 可知,电场中某点处的电荷所受电场力总是跟电荷电量成正比。

C由公式 可知,Eq成反比;由公式 可知,Eq成正比。可见这两个公式是不相容的、

D、放入电场中某点的检验电荷的电量改变时,电场强度也随之改变;将检验电荷拿走,该点的电场强度就是零。

这些问题很容易把学生对电场强度的模糊认识暴露出来。有的学生不理解解概念硬套公式 ,有的学生则以为“qF就变,E也随着变;没有qF就不存在,场强也就也不存在了”。澄清了学生对这一概念的模糊认识,就会对电场强度概念有正确的认识了。

对于相似概念也可以从它们各自不同的特点出发,进行比较。

例如:学习磁感应强度后再设置“放入磁场中某点处的通电直导体所受的磁场力为零,则该点处的磁感应强度一定为零”,这样学生对电场强度、磁感应强度就更理解了。

例如,在学习“冲量”的概念后,求水平面上运动的物体在某一段已知时间内重力和支持力的冲量。对此问,许多学生凭直觉就认为两个力的冲量都是零,理由是竖直方向上的重力和支持力对水平方向上物体的运动没有贡献,这显然是把“功”的概念移植到计算“冲量”的问题中来了。

为此,在学生学习“冲量”的概念以后,就有必要设置习题,让学生从 “功”和“冲量”这两个物理量各自的特点进行比较。

三、整体结构教学,理解规律

布鲁纳提出:“结构的理解,能使学生从中提高他直觉处理问题的效果。”无结构零乱的信息难以形成直觉思维,当有秩序、有结构的信息从提供的信息中忽隐忽现时,就会活跃思维,从而快速解答问题。物理学科的基本结构是指物理学的基本概念、基本原理和基本方法、观念以及它们之间的相互联系所构成的理论框架。心理学上的格式塔学派认为:知识的整体由部分构成,但整体比部分之和的意义更大。要帮助学生理解物理概念和物理规律的内涵、外延以及它们之间的联系,将新知识纳入原有的认知结构;经常帮助学生建立起单元、章节以及全书的整体框架,使物理知识系统化,形成合理的物理学科的认知结构,积累组块思维的材料,就更好理解物理规律,并借此获得直觉的判断和联想,进而提高学生思维敏捷性,提高教学有效性。整体结构教学可以从以下三方面进行:

1.要掌握物理学科的基本结构。如:学过动能定理后可引导学生建构如下图所示的知识方法结构,形成动能定理的组块材料,学生不仅理解了建立动能定理的根据、内涵和外延,而且掌握了动能定理的最佳应用方向,在解决有关“位移类”动力学问题时,能凭直觉选用动能定理,作出简捷的解答。

 

例如. 如图所示,质量m=1kg的木块静止在高h=1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数 =0.2,用水平推力F=20N,使木块发生位移s1=3m时撤去,木块又滑行s2=1m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?

解::对小木块从全过程分析,因平台粗糙机械能不守恒,而动能定理可快速求解:

     

2.要全面地训练物理思维方法和物理研究方法。整个高中教学要有计划地全面介绍、系统训练学生的形象思维、抽象思维的各种方法与物理学研究方法。高中物理教材主要以知识逻辑发展为主线编写,物理思维方法、科学研究方法等都是穿插于其间的,教师应对这些方法进行系统的归纳和总结,使学生获得较系统的方法论知识。如物理研究对象用抽象模型法;研究物理事实用实验观察法;物理概念用总结归纳法;物理量定义用比值法或乘积法;发现物理规律用实验归纳法、演绎推导法和类比推理法等;分析复杂问题用等效法、理想化方法、假设方法和数学方法;相似问题用类比法;临界问题用辩证法……使学生头脑中形成方法场,促进思维的发展。教学实践证明,知识与方法的完美结合,通过应用形成能力;物理知识、经验、方法、思想的积累和融合是产生灵感的先决条件。

3.要培养学生运用组块思维的习惯。知识组块既可以是一个知识单元,还可以是一个问题类型或一个问题模式,但更多的情况是知识、方法和经验的浓缩,它作为一个整体被储存、提取和应用。要在学生形成知识组块的基础上,训练学生运用组块思维的习惯:重视基本问题的教学,使学生掌握基本问题的类型、物理情景以及解法和结论;注意新旧问题的比较和联想,将新问题转化为旧问题,将旧问题的结论和方法迁移应用于新问题;解决问题时通过理想模型的构建,训练快速、正确解决问题并进行组块思维的习惯。实践表明,通过物理系列问题的分析,总结出它们的共性,对训练学生的组块思维,提高快速解题是有利的。如下图,对动生电动势产生机理和速度选择器、电磁流量计、霍尔效应、磁流体发电机等问题的原理放在一起分析作比较,归纳出它们的共同点,等等。

  通过结构教学,使学生整体的物理规律及物理方法,提高学生的解题速度,从而提高教学的有效性。

      教师教学行为的有效性是建立在学生主动参与、投入和主动建构认知结构基础之上的,让学生主动学习,真正参与到物理知识的建构过程中来;同时教师也要有意识地为学生搭建整体知识框架。教学行为的有效性与学习的有效性是统一的,不可分割的。教师应不断学习,反思自己的日常教学行为,设法提高教学效益,从而有效地提高物理教学的质量。

 

主要参考文献:

《全日制义务教育物理课程标准》

《物理教学论》阎金铎主编

《教学有效性问题浅析》宋秋前

《教育过程》布鲁纳

《课程•教材•教法》

 



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