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在物理學(xué)中,我們時(shí)常要研究一個(gè)物理量相對(duì)于另一物理量變化的快慢程度,求物理圖像上某一點(diǎn)的切線斜率及計(jì)算某物理量的最值。物理上稱之為求變化率問題,而數(shù)學(xué)上叫做求導(dǎo)數(shù)。用求導(dǎo)的方法可以非常簡(jiǎn)便的處理一些復(fù)雜的物理問題。
一、求物理量的最值
例1:如圖1,在純電阻電路中,求電源的最大輸出功率。
解析:由閉合電路的歐姆定律得,P出=IU=I2R= R,求P出關(guān)于外電阻R的導(dǎo)數(shù)P出,令P出=0,則有:P出= =0,即,(R+r)2-2(R+r)R=0,R=r??梢姰?dāng)外電阻R=r時(shí),輸出功率有最大值P出= 。
求物理過程的臨界條件,物理量的變化范圍等最值問題,都可用求導(dǎo)方法f'(x)=0求得最值條件,再代入原函數(shù)解得最值。
二、研究物理量的變化率
例2:如圖2,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10?贅/m,導(dǎo)軌的端點(diǎn)P,Q用電阻可忽略的導(dǎo)線相連,兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m,有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于桌面,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間的關(guān)系為B=kt,比例系數(shù)k=0.02T/S。一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑動(dòng),在滑動(dòng)過程中與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻,金屬桿緊靠在P,Q端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng),求在t=6.0S時(shí)金屬桿所受的安培力。
解析:金屬桿向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí),引起閉合電路磁通量的變化,因而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。通電的金屬桿將會(huì)受到向右的安培力的作用。
因此,解題的關(guān)鍵是必須先要求出閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于本題中閉合電路的面積S和磁感應(yīng)強(qiáng)度B都隨時(shí)間變化,因此不能單純的用切割磁感線的方法:E=Blv處理,而要用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的定義式和求導(dǎo)的方法:E= =?漬'來(lái)求解較為簡(jiǎn)便。
因?yàn)锽=kt,S= at2×l= alt2,所以?漬=BS=kt× alt2= kalt3。
故回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:E=?漬'= kalt2。
又由于回路中的總電阻為:R=2× at2r0=at2r0。
故回路中的感應(yīng)電流為:I= 。
作用于金屬桿的安培力為:F=BIL=kt× ×l= 。
代入數(shù)據(jù)得:F=1.11×10-3n
物理學(xué)中還有許多物理量是用“變化率”來(lái)定義的,例如,v= =S',a=, =v',I= =Q',P= =W',F(xiàn)= =P'等。與它們相關(guān)的物理問題,我們都可用類似的方法處理。
三、討論物理圖像
例3、如圖3,閉合線圈abcd從高處自由下落一段時(shí)間后垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入一有界磁場(chǎng),在ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的這段時(shí)間內(nèi),線圈運(yùn)動(dòng)v-t的圖像可能是( )
解析:閉合線圈ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),只受所受重力和安培力。線圈在運(yùn)動(dòng)過程中安培力F安可能等于mg,大于mg,小于mg。
以向上的方向?yàn)榫€圈運(yùn)動(dòng)的正方向,在v-t圖像中,因?yàn)閳D像的斜率:k=tan?琢=v'=a(?琢為圖像上某點(diǎn)的切線與t軸的夾角)。
①若F安=mg,加速度a=0,線圈勻速進(jìn)入磁場(chǎng),即k=tan?琢=0。故選項(xiàng)A正確。
②若F安>mg,加速度方向向上,a>0,線圈減速下落。且由于速度v的減小,F(xiàn)安也隨之減小,則加速度a減小,即v-t圖像的斜率(大小)變小。切線斜率在?琢∈[ ,?仔]時(shí)單調(diào)遞減,故選項(xiàng)D正確。
③若F安
除①外,由②③知,線圈運(yùn)動(dòng)的加速度是變化的,不可能做勻變速運(yùn)動(dòng),即 圖像中各點(diǎn)的斜率也是變化的,故B錯(cuò)。
實(shí)際上,函數(shù)圖像上某一點(diǎn)的切線斜率恰好等于該函數(shù)在這一點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)。利用導(dǎo)數(shù)的這一幾何意義我們可以研究和討論各種物理圖像,例如s-t圖像,?漬-t圖像等的斜率。給復(fù)雜、抽象的函數(shù)圖像賦予具體的物理意義,以利于問題的解決。
總之利用導(dǎo)數(shù)處理物理問題,能更簡(jiǎn)潔的獲得物理問題的結(jié)論, 并能簡(jiǎn)明的揭示出物理現(xiàn)象的本質(zhì),從而拓寬原有知識(shí)的深度和廣度,實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)工具的充分滲透,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法,提高學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力。
參考文獻(xiàn):
例1.2009年9月13日佛山市區(qū)一輛燃燒大巴順橋飛速倒滑,年輕民警盧紹毅駕車奮勇沖了上去,與大巴迎面相撞,后被撞開,這給經(jīng)過車輛和圍觀群眾的疏散爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間,沒有造成人員傷亡。而駕車的民警盧紹毅經(jīng)送醫(yī)院檢查,有輕微腦震蕩,需要進(jìn)一步觀察?;卮鹣铝袉栴}:
(1)關(guān)于警車與大巴的相互作用力,一定相同的是( )
A.相互作用力的大小
B.相互作用力的沖量
C.相互作用力的功
D.相互作用力持續(xù)的時(shí)間
解析:根據(jù)牛頓第三定律可知,警車與大巴之間的作用力與反作用力大小相等,方向相反,故A項(xiàng)正確;相互作用力同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,故持續(xù)時(shí)間一定相同,D項(xiàng)正確;而相互作用力的沖量方向與相互作用力方向一致,故二者方向相反,B項(xiàng)錯(cuò);兩車相互作用過程中,兩車的位移不一定相同,故做功不一定相等,C項(xiàng)錯(cuò)。
答案:AD
(2)“火”車在燃燒過程中,沿大橋的橋面不斷加速下滑,在這危急關(guān)頭,民警盧紹毅奮不顧身駕警車向“火”車撞去,以爭(zhēng)取更多的經(jīng)過車輛和圍觀群眾的疏散時(shí)間。設(shè)橋面可看作傾角一定的斜面,“火”車沿橋面下滑過程中,車與地面的摩擦因數(shù)不變,則“火”車( )
A.所受摩擦力不斷減小,加速度不斷增大
B.所受重力不斷減小,加速度不斷減小
C.所受合外力不斷減小,加速度減小
D.所受合外力不斷減小,但加速度不變
解析:“火”車燃燒過程中,車的質(zhì)量不斷減小,因此車所受重力減小,可知摩擦力不斷減小,合外力 也不斷減小,由牛頓第二定律可知車的加速度不變,D項(xiàng)正確。
答案:D
例2.最近,隨著國(guó)內(nèi)各大轎車廠家紛紛組織撞車試驗(yàn),汽車的安全性又一次成為消費(fèi)者關(guān)注的熱門話題,ABS、氣囊、安全帶等裝置成為人們津津樂道的詞語(yǔ)。一輛汽車在發(fā)生交通事故時(shí),有無(wú)安全帶或氣囊對(duì)司機(jī)的影響不同的是( )
A.司機(jī)的動(dòng)量變化量
B.司機(jī)的動(dòng)量變化的快慢
C.司機(jī)受到的沖擊力
D.汽車對(duì)人所做的功
解析:汽車的初速度為v0,末速度為零;因此人的動(dòng)量變化均為mv0,A項(xiàng)不正確;但有汽車氣囊彈出或司機(jī)系好安全帶時(shí),司機(jī)動(dòng)量減為零的過程中所用時(shí)間變長(zhǎng),故B項(xiàng)正確;根據(jù)動(dòng)量定理[WTBX]F=ΔpΔt可知,C項(xiàng)正確;由動(dòng)能定理可知,汽車對(duì)人所做功等于司機(jī)的動(dòng)能的變化量,故汽車對(duì)司機(jī)所做的功相同,D項(xiàng)不正確。
答案:BC[WT]
例3.酒后駕車、疲勞駕駛、超速、超載等是發(fā)生交通事故的重要原因。交通部門規(guī)定汽車在市區(qū)某些街道的行駛速度通常不得超過30km/h。 一輛汽車在該水平路段緊急剎車時(shí)車輪被抱死,沿直線滑行一段距離后停止,交警測(cè)得車輪在地面上滑行的軌跡長(zhǎng)x=6.25m。從手冊(cè)中查出該車輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8,取g=10m/s2。
(1)試通過計(jì)算,判斷該汽車是否違反規(guī)定超速行駛。
(2)目前,安裝防抱死裝置(ABS)的汽車,在緊急剎車時(shí)的制動(dòng)力增大,設(shè)制動(dòng)力恒為F ,駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為t,汽車的質(zhì)量為m,汽車剎車前勻速行駛的速度為v ,試推導(dǎo)出駕駛員發(fā)現(xiàn)情況后緊急剎車時(shí)的安全距離s的表達(dá)式(用上述已知物理量F、t、m、v表示)。
(3)為了減少交通事故的發(fā)生,聯(lián)系以上表達(dá)式,根據(jù)生活實(shí)際提出三條建議。
解析:(1)汽車剎車且車輪被抱死后,汽車受滑動(dòng)摩擦力作用勻減速運(yùn)動(dòng)。
滑動(dòng)摩擦力為:f=μmg,汽車的加速度為:a=-fm=-μg 。
由勻減速運(yùn)動(dòng)知:v2t-v20=2ax(式中vt=0),解得:v0=2μgx=10m/s=36km/h>30km/h。
即這輛車是超速行駛的。
(2)剎車距離由兩部分組成,一是司機(jī)在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離s1,二是剎車后勻減速行駛的距離s2,據(jù)題意有:s=s1+s2。
式中:s1=vt,s2=v22a,加速度大小為:a=Fm。
則安全距離為:s=vt+mv22F。
(3) 由安全距離的表達(dá)式可知,安全距離與汽車的速度、質(zhì)量及司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間有關(guān)。因此建議:不超速; 不超載; 不酒后駕車(或駕車時(shí)不接打電話,或不疲勞駕車);經(jīng)過正規(guī)駕校培訓(xùn),取得駕照。
怎樣才能適應(yīng)這種需要?要抓什么主要問題進(jìn)行改革?這里談?wù)勎覀兊膸c(diǎn)看法。
一、物理學(xué)科的課程設(shè)置
1990年,根據(jù)國(guó)家教委印發(fā)的《普通高中教學(xué)計(jì)劃的調(diào)整意見》,普通高中物理課分為必修課和選修課兩部分(即二·一分段),物理教學(xué)大綱相應(yīng)地作了調(diào)整。這項(xiàng)調(diào)整改變了過去單一的課程設(shè)置,是建國(guó)以來(lái)對(duì)普通高中物理課程的一項(xiàng)重大改革,取得了相應(yīng)的成效。但從實(shí)踐看,高中物理課采取分段的辦法來(lái)劃分必修課和選修課的內(nèi)容,具體落實(shí)確有困難。我國(guó)幅員遼闊,經(jīng)濟(jì)、文化、教育的發(fā)展很不平衡,即使一地之內(nèi),客觀上也存在差異很大的幾類學(xué)校。高中前兩年的必修課,內(nèi)容和要求都一致,不能適應(yīng)這種差異。國(guó)家教委最近提出的多種辦學(xué)模式,我們體會(huì),是承認(rèn)差異。面對(duì)這種差異,高中物理課與其采取分段的辦法,不如采取分層次的辦法。高中物理課可分為兩種物理課,以適應(yīng)不同辦學(xué)模式的學(xué)校,適應(yīng)不同程度、不同發(fā)展傾向的學(xué)生。這將有利于提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì),發(fā)展學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng),使全體學(xué)生都能有效地學(xué)習(xí)。
物理學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué),具有多層次、多側(cè)面的特點(diǎn)。同一個(gè)知識(shí)點(diǎn),在程度、要求、講法、側(cè)重點(diǎn)等方面可以不同,甚至可以很不相同。對(duì)不同的學(xué)生,即使所學(xué)知識(shí)無(wú)大差異,能力要求可以有相當(dāng)大的區(qū)別。也就是說(shuō),就知識(shí)的理解程度而言,就所處理的問題的復(fù)雜程度而言,差異是相當(dāng)大的。提高科學(xué)文化素質(zhì),或?yàn)閷?lái)準(zhǔn)備升入理工科院校打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),二者雖然是一致的,但著眼點(diǎn)不同,對(duì)物理課的教學(xué)要求將會(huì)不同。采取分層次的辦法,將會(huì)較好地適應(yīng)高中物理課的教與學(xué)。
按照課程計(jì)劃的規(guī)定,高中物理開設(shè)必修課和限定選修課。必修課在高中一年級(jí)(2課時(shí))和高中二年級(jí)(2.5課時(shí))開設(shè)。限定選修課在高中二年級(jí)(2課時(shí))和高中三年級(jí)(3課時(shí))開設(shè)。為了適應(yīng)高中物理課的特點(diǎn),便于教學(xué),新大綱把課程計(jì)劃中的必修課和限定選修課貫通起來(lái),不再分段,合起來(lái)稱為必修和限定選修物理課。這樣,新大綱提供兩種物理課的教學(xué)內(nèi)容和要求。第一種是必修物理課(簡(jiǎn)稱1類課),共4.5課時(shí)。第二種是必修和限定選修物理課(簡(jiǎn)稱2類課),共9.5課時(shí)。
1類課是基本要求的物理課,是全體學(xué)生都必須學(xué)習(xí)的。內(nèi)容和要求著眼于提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì),知識(shí)面包括物理知識(shí)的主要方面。考慮到現(xiàn)行必修課的知識(shí)面較窄,新大綱適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)展了1類課的知識(shí)面。2類課是較高要求的物理課,適合于理科基礎(chǔ)較好的學(xué)生學(xué)習(xí)。內(nèi)容和要求著眼于為學(xué)生將來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),內(nèi)容包括最基本和最重要的主干知識(shí),同時(shí)增加了近代物理中的相對(duì)論和量子論,作為選學(xué)內(nèi)容。2類課的內(nèi)容和要求完全覆蓋1類課,以保證全體學(xué)生都能達(dá)到必修課的要求。
據(jù)了解,現(xiàn)行必修課對(duì)部分學(xué)生要求仍偏高,所以新大綱從總體上適當(dāng)放低了1類課的程度。2類課的程度,就重要的主干知識(shí)而言,與現(xiàn)行的必修加選修的程度大體相當(dāng)。以2類課與我們所看到的某些國(guó)家和地區(qū)的物理課比較,基本的主干知識(shí)大致相同,但程度上我國(guó)要低些。
兩種物理課的內(nèi)容都分為必學(xué)和選學(xué)。選學(xué)內(nèi)容不作考查,供師生選擇,以補(bǔ)充知識(shí)面偏窄的不足。
新大綱對(duì)必學(xué)的知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求分為兩個(gè)層次,A層次要求低,B層次要求高。作B層次要求的知識(shí)點(diǎn)是比較重要的概念和規(guī)律。在1類課中,A層次的知識(shí)點(diǎn)約占全部知識(shí)點(diǎn)的60%,B層次約占30%。在2類課中,A層次約占50%,B層次約占40%,B層次所占的百分比有所提高。教學(xué)要求分層次,有利于教學(xué),可以在一定程度上控制不適當(dāng)?shù)募由睿瑴p輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。
新大綱十分重視實(shí)驗(yàn)。1類課的必做學(xué)生實(shí)驗(yàn)共12個(gè),其中有4個(gè)是新實(shí)驗(yàn),必做實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)與現(xiàn)行必修課的必做實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)相同。2類課的必做學(xué)生實(shí)驗(yàn)共23個(gè),其中有一個(gè)是在專題中安排的制作性實(shí)驗(yàn),這23個(gè)實(shí)驗(yàn)中有7個(gè)是新實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)行的必修加選修一共17個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),新大綱增加了6個(gè)實(shí)驗(yàn)。在課時(shí)減少的情況下,學(xué)生實(shí)驗(yàn)所占比例有所提高。大綱中安排的演示實(shí)驗(yàn)有所增加,并提出,有的演示實(shí)驗(yàn)可安排為學(xué)生隨堂實(shí)驗(yàn),以增加學(xué)生的動(dòng)手機(jī)會(huì),有利于學(xué)生仔細(xì)觀察現(xiàn)象,提高觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
能力的培養(yǎng)要因材施教,因而兩種物理課的能力要求是不同的。1類課的能力要求相對(duì)低些,這并不是說(shuō),某些方面的能力如運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力不需要培養(yǎng),而是考慮到能力的要求應(yīng)該恰當(dāng),應(yīng)該有所側(cè)重,不能脫離多數(shù)學(xué)生的實(shí)際。2類課的能力要求高些,表現(xiàn)在新大綱提出要設(shè)置適合于高中學(xué)生的課題研究,在教師的指導(dǎo)下培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立研究問題的初步能力。這是一種新的嘗試,而且要求較高,希望能在實(shí)施中積累經(jīng)驗(yàn),使之成為培養(yǎng)能力的一條新的途徑。
實(shí)行兩種物理課并不要求過早地分流,或者說(shuō)過早地分為文理科。不論選用哪種物理課,都要在高中階段學(xué)習(xí)必修課的內(nèi)容,這對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì),適應(yīng)現(xiàn)代生活,繼續(xù)深造,都是十分必要的。
為了便于實(shí)施,在高中一年級(jí),兩種物理課的內(nèi)容和要求完全相同。學(xué)生進(jìn)入高中二年級(jí)后,分別學(xué)習(xí)上述兩種物理課。2類課把必修課和限定選修課的內(nèi)容安排在一起,是為了便于教學(xué),不是為了所謂“一次到位”。在高中一年級(jí),為了適應(yīng)大多數(shù)學(xué)生某些重點(diǎn)知識(shí)的應(yīng)用,如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律等知識(shí)的應(yīng)用,限定為簡(jiǎn)單的應(yīng)用。而在高年級(jí),在2類課中設(shè)“專題”,以利于學(xué)生深入地理解知識(shí)和綜合地運(yùn)用知識(shí)。
我們認(rèn)為,根據(jù)新大綱編寫的新教材,高中一年級(jí)應(yīng)該有較大的彈性,以適應(yīng)不同學(xué)校和學(xué)生的需要。教師在高中一年級(jí)可根據(jù)各自的情況,循序漸進(jìn),因材施教,發(fā)展學(xué)生的個(gè)性和特長(zhǎng),并指導(dǎo)他們?cè)诟咧卸昙?jí)對(duì)兩類物理課進(jìn)行選擇。
面向全體學(xué)生,要承認(rèn)差異,使他們都能有效地學(xué)習(xí),這應(yīng)該是物理學(xué)科課程設(shè)置的著眼點(diǎn)。
二、教學(xué)內(nèi)容
新大綱指出:“教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)有利于提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì),有利于他們進(jìn)一步學(xué)習(xí),以適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)人才的需要?!边@就需要從新審視高中物理教學(xué)內(nèi)容,按照兩類物理課的不同要求,進(jìn)一步對(duì)教學(xué)內(nèi)容加以精選,并適當(dāng)予以更新。
(一)科學(xué)技術(shù)有加速發(fā)展的趨勢(shì),預(yù)料21世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)將發(fā)展得更快。面向21世紀(jì),要考慮高中物理課如何適應(yīng)這種趨勢(shì)。高中是高層次的基礎(chǔ)教育,物理學(xué)又是一門基礎(chǔ)科學(xué),這就決定了高中物理課應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)基礎(chǔ),把那些重要的基礎(chǔ)知識(shí)作為課程的主要內(nèi)容。在高中階段,基礎(chǔ)打得扎實(shí),學(xué)生才能在今后有效地學(xué)習(xí)文化科學(xué)技術(shù)。脫離開打好基礎(chǔ),片面追求大量的現(xiàn)代知識(shí),只能得其皮毛,回過頭來(lái)就會(huì)覺得基礎(chǔ)單薄。
加強(qiáng)基礎(chǔ),這是確定高中物理教學(xué)內(nèi)容的基本要求。在這個(gè)基本要求下,要處理好主干知識(shí)與非主干知識(shí)、經(jīng)典物理知識(shí)與現(xiàn)代物理知識(shí)、理論知識(shí)與實(shí)際知識(shí)的關(guān)系。
(二)在高中首先應(yīng)當(dāng)把那些在知識(shí)結(jié)構(gòu)中處于重要地位的主干知識(shí)學(xué)好。主干知識(shí)學(xué)得透徹,學(xué)習(xí)其它知識(shí)就容易些,也有條件擴(kuò)充和加深自己的知識(shí)。在課時(shí)減少的情況下,要減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),決不能削弱主干知識(shí)。新大綱精簡(jiǎn)了某些非主干知識(shí),以加強(qiáng)主干知識(shí)。
一方面要強(qiáng)調(diào)主干知識(shí),另一方面知識(shí)面又不能偏窄,這是一個(gè)矛盾。知識(shí)面偏窄,不利于開闊眼界和思路。知識(shí)面窄,這是我國(guó)學(xué)生的重大缺陷。但是,在當(dāng)前,寧可知識(shí)面相對(duì)窄些,也要保住主干知識(shí)。寧可要求低些,也不能冒然砍掉主干知識(shí)。因?yàn)橹鞲芍R(shí)學(xué)得好,學(xué)生將有可能獨(dú)立地去擴(kuò)展知識(shí)面。此外,教材可增加閱讀的內(nèi)容,以擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面;培養(yǎng)閱讀能力,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)地開拓知識(shí)面。這樣可以很好地解決強(qiáng)調(diào)主干知識(shí)與知識(shí)面偏窄的矛盾。減輕負(fù)擔(dān),必須精簡(jiǎn)某些次要內(nèi)容。有的知識(shí)在大綱中可不列為知識(shí)點(diǎn),不作擴(kuò)展性要求,采取其它形式如練習(xí)的形式去解決。
減輕負(fù)擔(dān)不能只靠砍內(nèi)容,要多方面設(shè)法解決矛盾。例如,主干知識(shí)的要求要合適,不能不適當(dāng)?shù)靥岣咭?。教材的系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)要加以改進(jìn),充分發(fā)揮主干知識(shí)的帶動(dòng)作用,使主干知識(shí)和非主干知識(shí)配合得更好。教學(xué)方法要加以改革,要注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和習(xí)慣,講解不能過細(xì),要給學(xué)生留有思考、探究和自我開拓的余地。要強(qiáng)調(diào)因材施教,對(duì)物理有興趣的優(yōu)秀學(xué)生,應(yīng)該鼓勵(lì)和幫助他們課后獨(dú)立地鉆研。課內(nèi)講得精粹一些,而且有吸引力,使學(xué)生對(duì)物理發(fā)生濃厚的興趣,使學(xué)生能夠生動(dòng)活潑地、主動(dòng)地發(fā)展。
(三)要處理好經(jīng)典物理和近代物理的關(guān)系,適當(dāng)增加近代物理的內(nèi)容,使教學(xué)內(nèi)容隨著時(shí)代而有所更新。經(jīng)典物理知識(shí)反映了宏觀、低速情況下的客觀規(guī)律,具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用。近代物理知識(shí)是在經(jīng)典物理知識(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,學(xué)好經(jīng)典物理知識(shí),才能夠進(jìn)而學(xué)習(xí)近代物理以及其它各方面的知識(shí)。
近代物理是指以相對(duì)論和量子論為基礎(chǔ)的20世紀(jì)的物理學(xué)。前期量子論的知識(shí)在現(xiàn)行大綱中已經(jīng)有所反映,為使量子論的知識(shí)能夠充實(shí)一些,新大綱中明確列出量子論,以求有所加強(qiáng)?,F(xiàn)行大綱中沒有涉及相對(duì)論的知識(shí),新大綱列出相對(duì)論,作為選學(xué)內(nèi)容,希望經(jīng)過新大綱的實(shí)施,逐漸取得在高中講述相對(duì)論(主要指狹義相對(duì)論)的經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)內(nèi)容要隨著時(shí)代而有所更新,不更新將不能體現(xiàn)和適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,但從全國(guó)大面積的推廣來(lái)說(shuō),這種更新的進(jìn)程應(yīng)該是漸進(jìn)的。當(dāng)前,在課程的內(nèi)容和體系上作過大的變動(dòng),看來(lái)還缺少經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。而且作過大的變動(dòng),教師和設(shè)備均不適應(yīng),不利于提高教學(xué)質(zhì)量。逐步積累經(jīng)驗(yàn),逐步探索,是一條可行之路。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,課程的體系應(yīng)該而且必須改變。當(dāng)今的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,在中學(xué)階段哪些知識(shí)是基礎(chǔ)知識(shí),體系應(yīng)該如何改變,都需要重新加以認(rèn)真研究。物理課程要作較大的改革,必須先在小范圍內(nèi)試驗(yàn),取得經(jīng)驗(yàn),以備將來(lái)改革之需。
新大綱加強(qiáng)了守恒定律,加強(qiáng)了能量的知識(shí),加強(qiáng)了波動(dòng)的知識(shí),努力反映與近代物理的聯(lián)系。在教材的編寫中,應(yīng)當(dāng)尋求傳統(tǒng)內(nèi)容與現(xiàn)代內(nèi)容的“接口”或者“連接點(diǎn)”,引導(dǎo)學(xué)生走向近代物理之門,開闊他們的眼界,引起他們的興趣。講解經(jīng)典物理知識(shí),要反映和滲透近代物理的觀點(diǎn)。還應(yīng)當(dāng)以學(xué)生能夠接受的方式,介紹近代物理的成果,使學(xué)生知道近代物理是怎樣從經(jīng)典物理發(fā)展起來(lái)的,知道物理學(xué)是一門發(fā)展中的科學(xué),物理大廈正在不斷建造之中。
物理學(xué)的研究成果和研究方法在其它自然科學(xué)中有廣泛的應(yīng)用,并且形成了許多交叉科學(xué)。這是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。新大綱在教學(xué)目的中提出,要使學(xué)生“了解物理與其它學(xué)科……的關(guān)系”,以體現(xiàn)物理學(xué)作為基礎(chǔ)自然科學(xué)的特點(diǎn),以加強(qiáng)高中理科各門課程的聯(lián)系。如何體現(xiàn)這一點(diǎn),還研究得不夠。在編寫新教材的過程中,我們還要作進(jìn)一步的努力。
(四)物理知識(shí)在實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用,確定教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該處理好理論知識(shí)與實(shí)際知識(shí)之間的關(guān)系。新大綱指出,高中物理教學(xué)的目的之一,是“使學(xué)生學(xué)習(xí)比較全面的物理知識(shí)及其實(shí)際應(yīng)用”。在教學(xué)目的中把基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際知識(shí)并列,說(shuō)明對(duì)實(shí)際知識(shí)相當(dāng)重視。教學(xué)中不能只重視理論知識(shí),而輕視實(shí)際知識(shí)。教學(xué)中要以學(xué)生能夠接受的形式講述實(shí)際問題中的物理原理,介紹與基礎(chǔ)知識(shí)有密切聯(lián)系的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí)。在新大綱的知識(shí)點(diǎn)中,列出了相當(dāng)數(shù)量的屬于實(shí)際應(yīng)用和反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就的知識(shí)點(diǎn)。這說(shuō)明新大綱在教學(xué)內(nèi)容中充分反映了上述教學(xué)目的。
新大綱在教學(xué)目的中指出,要使學(xué)生“了解物理與技術(shù)進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展的關(guān)系”。聯(lián)系實(shí)際,是完成這一教學(xué)目的的唯一途徑。提高學(xué)生的文化素質(zhì),應(yīng)該使學(xué)生了解物理學(xué)是人類文化的重要組成部分,從更廣闊的角度認(rèn)識(shí)物理學(xué)的作用。在新教材的編寫中,我們要努力體現(xiàn)這一點(diǎn)。
當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)特點(diǎn)是:從發(fā)現(xiàn),到發(fā)明,到實(shí)用,周期越來(lái)越短,即科學(xué)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的速度越來(lái)越快。為21世紀(jì)培養(yǎng)人才,應(yīng)該充分考慮到當(dāng)今科學(xué)發(fā)展的這一特點(diǎn)。我國(guó)的學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)比較扎實(shí),但知識(shí)面較窄,動(dòng)手能力不強(qiáng),不善于應(yīng)用知識(shí)。針對(duì)這一情況,在高中物理教學(xué)中更要大力加強(qiáng)聯(lián)系實(shí)際,以培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí),引導(dǎo)他們關(guān)心實(shí)際問題,理解實(shí)際問題中的物理原理,有志于并且善于把所學(xué)知識(shí)用到實(shí)際中去。要培養(yǎng)具有獨(dú)立思考、開拓意識(shí)、創(chuàng)新精神的人才,這個(gè)任務(wù),高中物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)很好地分擔(dān)。
三、能力培養(yǎng)
高中物理教學(xué)既要傳授知識(shí),又要培養(yǎng)能力。加強(qiáng)能力培養(yǎng),是高中物理教學(xué)的重要任務(wù),新大綱總結(jié)多年來(lái)在培養(yǎng)能力方面的經(jīng)驗(yàn),明確而且有針對(duì)性地作了闡述,這將有助于今后更加切實(shí)有效地完成這一任務(wù)。
(一)在諸多的能力中,新大綱強(qiáng)調(diào)了培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和習(xí)慣。獨(dú)立思考,這種新型人才所應(yīng)具備的品質(zhì),雖然不是物理課單獨(dú)能夠培養(yǎng)的,但是,物理課卻應(yīng)該分擔(dān)這個(gè)任務(wù)。在高中階段,學(xué)生的思維能力有較大的提高,所學(xué)知識(shí)的抽象、概括能力也有較大的提高,因而在高中物理課中有條件、有可能擔(dān)負(fù)起這個(gè)重要任務(wù)。
培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力和習(xí)慣,應(yīng)該貫穿在整個(gè)高中物理教學(xué)之中。這一要求,在新大綱的說(shuō)明中有明顯的體現(xiàn)。要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生提出問題、討論問題的能力,鼓勵(lì)他們積極地發(fā)表看法,提出質(zhì)疑。要培養(yǎng)學(xué)生自己進(jìn)行比較、分類、概括、總結(jié)的能力,逐步要求他們自己歸納所學(xué)的知識(shí)和方法,以期能夠逐步做到舉一反三,融會(huì)貫通,形成合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)正確的學(xué)習(xí)方法,提高自學(xué)能力,學(xué)會(huì)獨(dú)立地獲取知識(shí)和拓寬知識(shí)面。
培養(yǎng)獨(dú)立思考能力和習(xí)慣,要求教師轉(zhuǎn)變教學(xué)思想,改進(jìn)教學(xué)方法。不分巨細(xì),都“嚼碎”了“喂”給學(xué)生,這種傳授知識(shí)的方法不利于學(xué)生獨(dú)立思考。能夠拓寬思路但不考的知識(shí)不涉及,將會(huì)堵塞學(xué)生獨(dú)立鉆研的志趣。為了防止高考失分,讓學(xué)生超量地做題,以致出現(xiàn)生題不會(huì)做,學(xué)生埋怨教師沒有提供此類型的題目。這表明有的學(xué)生已經(jīng)失去了獨(dú)立思考的習(xí)慣。缺少獨(dú)立思考的能力和習(xí)慣,一些具體能力的培養(yǎng)一定會(huì)受到影響。將來(lái)進(jìn)入高等學(xué)校學(xué)習(xí),或者進(jìn)入社會(huì),都會(huì)顯得很不適應(yīng)。新大綱中強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考,這是十分必要的。
(二)新大綱總結(jié)多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),根據(jù)物理學(xué)的特點(diǎn),提出在高中物理教學(xué)中應(yīng)培養(yǎng)觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,科學(xué)思維能力,運(yùn)用數(shù)學(xué)解決問題的能力,分析解決實(shí)際問題的能力。觀察實(shí)驗(yàn)、抽象思維和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合,這是物理學(xué)探索客觀世界的基本方法,與此相適應(yīng),高中物理應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)這三方面的能力。
新大綱對(duì)高中物理教學(xué)所應(yīng)培養(yǎng)的能力作了具體闡述,比現(xiàn)行大綱有所充實(shí)和提高。例如,對(duì)觀察能力的要求比初中有所提高,除了要求學(xué)生“能有目的地觀察,辨明觀察對(duì)象的主要特征”,還進(jìn)一步要求學(xué)生能“認(rèn)識(shí)觀察對(duì)象所發(fā)生的變化過程以及變化的條件”。當(dāng)前,在高中物理教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)還沒有得到應(yīng)有的重視,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粡?qiáng),針對(duì)這種情況,新大綱對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊笥兴岣?。要求學(xué)生“明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,理解?shí)驗(yàn)原理和方法,學(xué)會(huì)正確使用儀器進(jìn)行觀察和測(cè)量”,“會(huì)分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出正確結(jié)論,了解誤差和有效數(shù)字的概念,會(huì)寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告”,并進(jìn)一步要求“會(huì)控制實(shí)驗(yàn)條件,排除實(shí)驗(yàn)故障”。對(duì)基本儀器的使用,分成兩種要求,大部分要求是能正確使用,一部分要求練習(xí)使用,以便于具體落實(shí)。關(guān)于誤差和有效數(shù)字的要求,大綱中作了具體說(shuō)明。在2類課中還要求“能在某些實(shí)驗(yàn)中分析誤差的主要來(lái)源”,個(gè)別實(shí)驗(yàn)中要求會(huì)合理的選擇儀器。
新大綱要求培養(yǎng)“抽象和概括、分析和綜合、推理和判斷等科學(xué)思維能力”。這在科學(xué)思維能力的層次上,比初中向前推進(jìn)了一步。如果說(shuō),初中較多地是直接概括,那么,在高中,由于學(xué)生抽象思維能力的提高,也由于高中所處理的問題有所深化,則較多地要求在抽象的基礎(chǔ)上進(jìn)行概括。分析的深度和綜合的廣度,都比初中大大提高,因而對(duì)分析綜合能力的要求也相應(yīng)地大大提高。在初中,物理規(guī)律大部分是由實(shí)驗(yàn)直接得出的,在高中,有些規(guī)律要經(jīng)過推理得出,而且處理問題要較多地運(yùn)用推理和判斷,因此,推理和判斷能力的要求也大大提高??茖W(xué)思維能力提不高,不能學(xué)好高中物理。知識(shí)和能力是密切聯(lián)系在一起的,不但在獲得知識(shí)的過程中需要科學(xué)思維能力,在運(yùn)用知識(shí)的過程中同樣需要。科學(xué)思維能力正是在獲得知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的過程中得到提高的。
大綱在闡述分析解決實(shí)際問題能力時(shí),強(qiáng)調(diào)“要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的概念、規(guī)律和模型等知識(shí)對(duì)具體問題進(jìn)行具體分析”。解決問題,不能死記方法和步驟,要學(xué)會(huì)在不同的情形下,特別是新情景下,能對(duì)問題進(jìn)行具體分析,善于遷移和運(yùn)用,把知識(shí)學(xué)活用活。強(qiáng)調(diào)“弄清物理過程、狀態(tài)和情景,明確解決問題的思路和方法”。具體分析,就是要分析物理過程、狀態(tài)和情景,這是解決問題的最重要的一步。具體分析物理情景、思路和方法,抓住了這幾點(diǎn),就是抓住了根本。
大綱中明確提出要培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)處理問題的能力。物理學(xué)是一門定量的科學(xué),表達(dá)和處理問題都離不開數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)是一種語(yǔ)言,可以簡(jiǎn)明確切地表達(dá)問題;數(shù)學(xué)是一種工具,可以進(jìn)行推導(dǎo)和運(yùn)算。不會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué),物理很難學(xué)好。因此,新大綱提出培養(yǎng)運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力是必要的,這要求我們要引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生善于把數(shù)學(xué)知識(shí)運(yùn)用于物理中去。學(xué)習(xí)物理,應(yīng)該學(xué)會(huì)進(jìn)行計(jì)算,以至最后得到物理結(jié)論。但是,解決物理問題,還常常要用到定性和半定量的分析和推理。因此,新大綱提出要重視定性和半定量分析這對(duì)學(xué)好物理很重要,是一種較高的要求,希望能夠引起重視。針對(duì)圖象的運(yùn)用能力較弱的情況,新大綱提出要學(xué)會(huì)用圖象表達(dá)和處理問題,這一點(diǎn)也希望能夠引起重視。
關(guān)鍵詞:初中物理;課堂提問;問題;方法策略
課堂提問是有效的教學(xué)手段之一,通過課堂提問可以啟發(fā)學(xué)生思維方式、引導(dǎo)學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生心智的發(fā)展。好的課堂提問是一堂課的關(guān)鍵,有助于學(xué)生探求知識(shí)的真諦。在初中物理課的教學(xué)過程中,課堂提問尤為重要,可以說(shuō)教師的課堂提問質(zhì)量有時(shí)會(huì)影響到教學(xué)的進(jìn)度和效果。所以,在初中物理課堂教學(xué)提問中要注意常見的問題以及策略的運(yùn)用。
一、初中物理課堂提問存在的問題
1.課堂提問過于簡(jiǎn)單,激發(fā)不起學(xué)生的探究欲望
在新課改的背景下,很多教師都根據(jù)新課改的要求改變自己的教學(xué)模式,然而由于以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)固化到教師自身的教學(xué)習(xí)慣上,導(dǎo)致部分教師在課堂提問的時(shí)候仍然是以簡(jiǎn)單問題為主,不能激發(fā)學(xué)生的探究欲望。還有一些教師提出的問題答案過于標(biāo)準(zhǔn)化,而不是發(fā)散性的,這樣也不利于學(xué)生激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。例如,在學(xué)習(xí)《顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡》這課時(shí),教師在上課前為了導(dǎo)入新課,提出了一個(gè)問題:顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡有什么作用?這樣的問題大部分學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)都能回答出來(lái),對(duì)于導(dǎo)入來(lái)說(shuō)僅僅是小問題。接下來(lái)通過簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí),教師又問:什么是凸透鏡和凹透鏡?這樣的問題就屬于有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題,主要目的僅僅是總結(jié)這兩個(gè)鏡面的定義,書上也有標(biāo)準(zhǔn)的答案,不能激發(fā)學(xué)生的興趣和物理探究欲望。
2.教師是提問的主體,建立不起師生互動(dòng)平臺(tái)
新課改認(rèn)為學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)知識(shí),不僅僅是學(xué)習(xí)課本上的固定內(nèi)容,而是要從中聯(lián)系生活實(shí)際,感悟生活經(jīng)驗(yàn),從而使師生共同探究客觀世界的過程。因此,在物理課堂教學(xué)的過程中,應(yīng)當(dāng)達(dá)到師生共同參與課堂教學(xué)這個(gè)活動(dòng)中,讓學(xué)生和老師能平等交流,不僅是教師會(huì)提問,學(xué)生也要學(xué)會(huì)如何提問。例如,在學(xué)習(xí)《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》這課時(shí),教師提出一個(gè)問題讓學(xué)生回答,如:為什么幾十噸重的飛機(jī)可以飛上天?這時(shí)估計(jì)會(huì)有很多學(xué)生回答這個(gè)問題,有人說(shuō)因?yàn)轱w機(jī)有翅膀,有人說(shuō)是飛機(jī)上的能源強(qiáng),有人說(shuō)是機(jī)翼上下的氣壓差導(dǎo)致的。根據(jù)學(xué)生的回答,教師總結(jié)因?yàn)閴毫Σ畹脑虿攀癸w機(jī)上升。這種提問方式,有一個(gè)很大的問題就是有一些學(xué)生不思考問題,僅是部分學(xué)生參與其中,未能完全構(gòu)建與學(xué)生的互動(dòng)平臺(tái)。
二、初中物理課堂提問的方法策略
1.加強(qiáng)課堂提問的有效性,促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展
教師在物理課堂教學(xué)中進(jìn)行提問,要保障問題的有效性。也就是說(shuō)教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)教材的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計(jì)課堂問題,并且問題的設(shè)計(jì)要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生提問。通過問題的探索研究,能激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在學(xué)習(xí)《噪聲的危害和控制》這課時(shí),教師根據(jù)本課的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行提問。本課的教學(xué)目標(biāo)是了解噪聲的來(lái)源和危害,并對(duì)噪聲進(jìn)行防治。教師的提問:下面哪些聲音是噪聲:音樂、工地施工的聲音、翻書聲。大部分同學(xué)都覺得工地施工的聲音是噪聲。然后教師再問:既然音樂不是噪聲,為什么廣場(chǎng)舞大媽們播放的音樂會(huì)引起周圍市民的反感?這樣設(shè)置問題,可以否定學(xué)生之前的答案,然后去探究新的問題,促進(jìn)學(xué)生多方面思考的能力,有利于學(xué)生思維的發(fā)展。
2.針對(duì)不同學(xué)生進(jìn)行提問,樹立學(xué)生學(xué)習(xí)的自信
在物理課堂的教學(xué)活動(dòng)中,教師應(yīng)當(dāng)調(diào)動(dòng)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生們都去動(dòng)腦思考問題,從而使師生共同參與到教學(xué)活動(dòng)中。然而一個(gè)班級(jí)中,每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和接受能力是不一樣的,教師就應(yīng)該向不同水平的學(xué)生提問不同的問題,爭(zhēng)取讓每個(gè)學(xué)生都能參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)。例如,在學(xué)習(xí)《牛頓第一定律》這課時(shí),教師就要根據(jù)學(xué)生的水平,同時(shí)提出兩三個(gè)問題,這兩三個(gè)問題要有一個(gè)難易區(qū)分度,爭(zhēng)取每個(gè)學(xué)生都能至少回答出一個(gè)問題。如:什么是牛頓第一定律?什么是慣性?剎車時(shí),乘客為什么會(huì)向前傾?前兩個(gè)問題根據(jù)課本就能找到答案,第三個(gè)問題是需要?jiǎng)幽X思考才能得出答案。這樣設(shè)置問題的目的是為了水平低的學(xué)生有信心,水平高的學(xué)生發(fā)展思維。
三、結(jié)語(yǔ)
在初中物理課堂教學(xué)中,有效的提問可以發(fā)散學(xué)生的思維,促進(jìn)學(xué)生的探索精神,加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而,在實(shí)際教學(xué)過程中,仍然有部分教師的提問方式存在問題。本文根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn),對(duì)初中物理課堂提問存在的問題提出了兩點(diǎn)解決策略。如有不足,希望各位讀者批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn):
[1]李麗.初中物理概念教學(xué)中核心提問策略研究[D].曲阜師范大學(xué),2008.
高中物理教材中的圖形圖像主要分為示意圖形和函數(shù)圖像兩大類,示意圖形主要包括實(shí)驗(yàn)裝置示意圖、物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖、電路結(jié)構(gòu)示意圖、受力分析示意圖、運(yùn)動(dòng)過程示意圖、物理概念示意圖等,函數(shù)關(guān)系圖像主要有一次函數(shù)、二次函數(shù)、正(反)比例函數(shù)等各類反映不同物理過程和物理規(guī)律的圖像。
所謂利用圖形思考物理問題就是通過物理知識(shí)和物理情境的圖形表征來(lái)加深對(duì)物理概念的理解,幫助對(duì)物理問題的思考,并最終促成物理問題的成功解決。具體方式主要包括圖線形狀觀察、二維面積比較、平面立體轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)過程定格、化無(wú)形為有形,等等。
1.圖線形狀觀察
物理概念和物理規(guī)律均可用示意圖形和函數(shù)圖像來(lái)表示,通過觀察圖形圖像(直線、曲線)形狀可加深理解各類物理概念,迅速解答各類物理問題。
例題:如圖所示,質(zhì)量相同的木塊A、B用輕彈簧連接,置于光滑水平面上。開始彈簧處于原長(zhǎng),現(xiàn)用水平恒力F推木塊A,從開始到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中,當(dāng)兩木塊加速度相同時(shí),速度V?搖 ?搖?搖?搖V;當(dāng)兩木塊速度相同時(shí),加速度a?搖?搖?搖?搖a(填“>”、“=”、“<”)。
分析:由牛頓第二定律知:A的加速度a=(F-kx)/m;B的加速度a=kx/m。
從F開始推木塊A,到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中,木塊A做初速度為零、加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng);木塊B做初速度為零、加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)。v―t圖像如圖所示,當(dāng)兩木塊加速度相同時(shí)(如t時(shí)刻),速度v>V;當(dāng)兩木塊速度相同時(shí)(如t時(shí)刻),加速度a≤a。
點(diǎn)評(píng):此題為變力作用下物體的運(yùn)動(dòng)。通過在v―t坐標(biāo)平面內(nèi)定性描繪A、B物體的速度變化圖像,尋找斜率(加速度)相等的特殊時(shí)刻,比較同一時(shí)刻的速度大小,或比較速度相同時(shí)刻的斜率大小可迅速直觀地得出問題的答案。
2.圖形面積比較
高中物理中涉及的各類物理規(guī)律即可用文字?jǐn)⑹?,也可用公式表示,所有的物理公式均能通過函數(shù)圖像的形式在平面直角坐標(biāo)系中表征出來(lái)。坐標(biāo)平面內(nèi)的函數(shù)圖像和坐標(biāo)軸所圍的面積可表示各類物理概念,如v―t圖像中的面積表示物體的位移,F(xiàn)―t圖像中的面積表示物體所受力的沖量,F(xiàn)―s圖像中的面積表示力F對(duì)物體所做的功,P―V圖像中的面積表示氣體壓力所做的功,U―I圖像中的面積表示電功率,I―t圖像中的面積表示電荷量等。在分析具體物理問題時(shí),通過物理過程的圖形表征,比較圖形“面積”的大小,可巧妙地解答各類物理問題。
例題:給定充電電壓為U的某電容器開始放電時(shí)不同時(shí)刻測(cè)定的放電電流,可根據(jù)測(cè)得的電流值在I―t圖像上描點(diǎn)作圖,并連接各點(diǎn)得到平滑的放電電流曲線,則曲線和坐標(biāo)軸所圍的面積即為開始放電瞬間電容器極板所帶電荷量Q,在測(cè)量精度要求不高的情況下,可通過數(shù)小方格的形式來(lái)計(jì)算,超過半格的算一格,不足半格的舍去,從而巧妙地測(cè)出了電容器的電容值。
從上述例子可看出,當(dāng)無(wú)法用公式表示出函數(shù)曲線關(guān)系,無(wú)法用代數(shù)方法計(jì)算相關(guān)物理量時(shí),可嘗試著分析曲線與坐標(biāo)軸所圍的面積代表的物理意義,“數(shù)”出面積,巧妙答題。
3.平面立體轉(zhuǎn)換
一切物理現(xiàn)象和物理過程都是在幾何空間發(fā)生的。研究和學(xué)習(xí)物理問題首先要確定物體的空間位置及其變化情況,形成問題的空間幾何圖像。嚴(yán)格說(shuō)來(lái),任何一個(gè)三維物理情景的圖形表征都只能以二維平面圖形的形式加以再現(xiàn)。如果我們想在平面上把一個(gè)三維物理情景立體物的視覺概念再現(xiàn)出來(lái),必須轉(zhuǎn)換視角,表征物體的一個(gè)或幾個(gè)方向的視圖,然后再運(yùn)用這些視圖去再現(xiàn)出這個(gè)物體的完整的視覺概念。
高二學(xué)生在學(xué)完電學(xué)后便進(jìn)入到磁場(chǎng)和電磁感應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)。同力學(xué)和電學(xué)知識(shí)比較起來(lái),磁場(chǎng)知識(shí)有明顯不同,研究對(duì)象所處的空間環(huán)境(即磁場(chǎng)分布)、受力情況(通電導(dǎo)線所受的安培力或運(yùn)動(dòng)的帶電粒子受到的洛倫茲力)、運(yùn)動(dòng)圖景等均由二維平面轉(zhuǎn)換到三維空間,這就更要求教師在講授新課和習(xí)題課時(shí)通過示范和強(qiáng)化,逐步培養(yǎng)學(xué)生將立體物理情境轉(zhuǎn)換為二維平面圖形的表征能力。
例題:如圖所示,通電直導(dǎo)線正下方有一電子以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向平行于直導(dǎo)線,試分析此后一小段時(shí)間內(nèi)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲情況。分析求解此題,必須選擇通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)分布的側(cè)視圖。從側(cè)視圖中可看出,離直導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度大小保持不變,但根據(jù)R=mv/qB可判斷電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑逐漸變大,軌跡應(yīng)如圖所示。
4.動(dòng)態(tài)過程定格
我們?cè)诮鉀Q一些物理問題時(shí),只能看到用語(yǔ)言文字描繪的運(yùn)動(dòng)情景,其中的運(yùn)動(dòng)過程往往變化多端,關(guān)鍵的物理關(guān)系恰恰就建立在過程變化的瞬間,這就勢(shì)必要將這些“運(yùn)動(dòng)瞬間”定格下來(lái),使其“暫?!痹谖覀冄矍埃@樣物體運(yùn)動(dòng)的全過程就可通過幾幅靜態(tài)圖像完整展現(xiàn)出來(lái)。說(shuō)明這種效果的一個(gè)最典型的例子便是頻閃攝像。通過這種頻閃攝像將物體的運(yùn)動(dòng)變化細(xì)節(jié)一一呈現(xiàn)出來(lái),并最終通過形象的相似性和變化的連續(xù)性二者相結(jié)合,將頻閃圖形知覺為一個(gè)連續(xù)活動(dòng)的過程,就像實(shí)際動(dòng)態(tài)過程真正發(fā)生在眼前一樣。
高中物理教材中的頻閃照片有很多,如自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋物體的運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞過程、簡(jiǎn)諧振動(dòng)過程,機(jī)械波變化過程,等等。學(xué)生在觀看這些頻閃照片時(shí),既要通過頻閃照片理解過程變化規(guī)律,又要學(xué)會(huì)這種定格動(dòng)態(tài)過程的圖形表征思維方法。
半拋和自由落體運(yùn)動(dòng)頻閃照片 完全彈性碰撞過程頻閃照片
例題:質(zhì)最為分別為m和m的A、B兩木塊靜止在光滑水平面上,輕彈簧與B物體相連。現(xiàn)A以初速度V向B運(yùn)動(dòng),接觸彈簧后即與彈簧相連,求此后B物體速度的最大值和系統(tǒng)動(dòng)能的最小值。
分析:A、B兩物體的運(yùn)動(dòng)過程可用圖來(lái)表示。通過受力分析和過程分析,定格了A、B相互作用過程中彈簧保持原長(zhǎng)壓至最短恢復(fù)原長(zhǎng)拉至最長(zhǎng)恢復(fù)原長(zhǎng)壓至最短周而往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折狀態(tài),容易看出當(dāng)彈簧第一次恢復(fù)為原長(zhǎng)時(shí)(狀態(tài)3)B物體的速度最大,當(dāng)彈簧被壓至最短(狀態(tài)2)或被拉至最長(zhǎng)(狀態(tài)4)時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能最小。利用運(yùn)動(dòng)過程中的動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒不難求出最終結(jié)果。
無(wú)疑圖形是強(qiáng)大的工具,盡管物理知識(shí)的圖形表征具有思維的形象性、概括性、創(chuàng)造性等諸多優(yōu)越特性,但只有當(dāng)人腦中儲(chǔ)存的視覺意象與圖形表征產(chǎn)生“共振”時(shí),圖形才能被識(shí)別,只有理解了圖形的實(shí)際物理意義時(shí),圖形表征的優(yōu)越性才能得到充分體現(xiàn)。
1初中物理課堂提問存在的問題
1.1課堂教學(xué)提問存在封閉性
(1)在新課程改革實(shí)施以后,部分教師或多或少的經(jīng)歷了一些專業(yè)培訓(xùn),此后教師對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)改革有了更為清晰的認(rèn)知.但是仍有一些教師落后于教育的發(fā)展速度,自身的課堂提問技能并沒有得到有效提高,依然采用傳統(tǒng)的封閉性的提問方式,鮮少采取開放式的問題.對(duì)于封閉式的問題來(lái)講其答案是單一、固定的,標(biāo)準(zhǔn)答案都是預(yù)定設(shè)計(jì)好的.開放式的問題則與封閉式的問題相反,其答案是多元化的、可供選擇的,學(xué)生可以主觀表達(dá)出對(duì)問題的合理見解.盡管這部分教師都以非常樂觀的態(tài)度來(lái)面對(duì)新課程的改革,然而在具體實(shí)踐中并沒有達(dá)到預(yù)期效果.
(2)如果在課堂上,教師若是采用封閉式的問題將有關(guān)液體蒸發(fā)影響的因素傳達(dá)給學(xué)生,就會(huì)將液體蒸發(fā)各項(xiàng)影響因素一一展現(xiàn)出來(lái)供學(xué)生作出選擇.若是教師采用相反的開放式提問,就會(huì)向?qū)W生提問影響液體蒸發(fā)的因素具體有哪些?讓學(xué)生去主動(dòng)思考、探尋問題的答案.由此可見,學(xué)生的思維方式會(huì)受到封閉式的問題的約束,學(xué)生的發(fā)散性思維可以通過開放式的問題來(lái)拓展.所以開放式的問題在物理課堂提問中更有效果.
1.2課堂教學(xué)提問達(dá)不到師生間的良好的交流與互動(dòng)
(1)新課程改革有具體的教學(xué)要求,課堂教學(xué)應(yīng)當(dāng)是以學(xué)生為主體,學(xué)生要主動(dòng)參與到課程當(dāng)中來(lái),學(xué)生與教師必須有良好的交流互動(dòng).只有教師與學(xué)生有了良好的交流和互動(dòng),才能夠真正把知識(shí)更好地傳授給學(xué)生.然而在實(shí)際的課堂提問中,教師仍然是整個(gè)教學(xué)的主導(dǎo)者,并沒有重視與學(xué)生的互動(dòng)交流.
(2)缺少互動(dòng)的提問無(wú)法開發(fā)學(xué)生的主動(dòng)思維,肯定會(huì)降低課堂的教學(xué)效率.在課堂上教師和學(xué)生沒有進(jìn)行關(guān)于知識(shí)的辯論交流,導(dǎo)致了從以前的灌輸式教學(xué)變成了全問式教學(xué),學(xué)生也會(huì)因此而使自己松散下來(lái),凡事都遵循老師的意愿,忽視了學(xué)生自身的思考能力.所以教師應(yīng)該在師生之間形成交流互動(dòng)的氛圍.
1.3課堂教習(xí)提問過于傳統(tǒng)沒有創(chuàng)新
(1)在新課標(biāo)的表述中,課程并不是單純的書面工作,知識(shí)的傳授也并不是單方面的灌輸,教師要把學(xué)生組織起來(lái)參與整個(gè)教學(xué)學(xué)習(xí)過程.如果想要達(dá)到良好的教學(xué)效果,必須以學(xué)生為教學(xué)活動(dòng)的中心、在合理的教學(xué)環(huán)境中通過教師來(lái)指導(dǎo)這個(gè)過程.所以在課堂上教師不僅僅是轉(zhuǎn)述教材的內(nèi)容,而是把教材作為傳授知識(shí)的載體,教師的課堂提問要以傳授學(xué)生知識(shí)為主.
(2)在目前的初中物理教學(xué)課堂上,教師的課堂提問缺乏創(chuàng)新,還是為提問而提問,并沒有激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性,僅僅是讓學(xué)生按照自己的意愿來(lái)回答問題.整個(gè)課堂提問過程,學(xué)生機(jī)械式的回答問題,只是在完成一個(gè)“被提問”的任務(wù),并不是主動(dòng)去思考問題的本質(zhì),沒有創(chuàng)新的課堂提問必然降低學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.
2初中物理課堂提問的對(duì)策
2.1內(nèi)化教育理念,改革單一的師資培訓(xùn)模式
當(dāng)前我國(guó)很多地區(qū)都缺乏多元化的師資培訓(xùn)模式,都是單一模式下的集中講座式培訓(xùn),教師僅僅是單純的聽從專家的講授,其內(nèi)容也大多數(shù)都是缺乏實(shí)踐性的理論內(nèi)容.所以在當(dāng)前的形式下,必須要打破那種傳統(tǒng)教學(xué)模式下的單一師資培訓(xùn)模式,師資培訓(xùn)必須要一切以實(shí)際情況出發(fā),要按照各地區(qū)、各學(xué)校以及各種學(xué)科的不同要求來(lái)進(jìn)行有計(jì)劃、有目的的培訓(xùn),要融合多方面的培訓(xùn),這更加有利于教師內(nèi)化教育理念.當(dāng)然,僅僅通過這種觀點(diǎn)就把一種理論內(nèi)化成為教師的自身素質(zhì)并不是輕而易舉的,所以對(duì)教師的培訓(xùn)不單單只是在理論階段,最重要的是需要具體的實(shí)際授課方法,需要在具體的教學(xué)活動(dòng)中積累感受,并且能夠在具體的現(xiàn)實(shí)活動(dòng)中對(duì)其深刻理解.
2.2提高課堂提問技能,進(jìn)行問題界定輔導(dǎo)
區(qū)別于以往的課堂提問,新課程改革對(duì)教師課堂提問能力的要求更為嚴(yán)格.在新課程中能夠界定課堂提問的問題,但是要清楚知道所提問題水平是否具有可探討性,因此對(duì)教師的培訓(xùn)不能缺少對(duì)提問技能的輔導(dǎo).例如,輔導(dǎo)對(duì)于是否具有探討性問題的不同類型認(rèn)知;輔導(dǎo)理解不同水平問題的特征的能力;輔導(dǎo)問題的轉(zhuǎn)換能力等等.當(dāng)然在輔導(dǎo)過程中,不能僅僅進(jìn)行單純的理論培訓(xùn),而是要開展一些具有操作意義的訓(xùn)練.教師在擁有了扎實(shí)的理論知識(shí),同時(shí)掌握一定的教學(xué)方法,才能夠通過有水平的提問技能達(dá)到教學(xué)目的.
2.3創(chuàng)新、豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
物理課堂問題教學(xué)有助于轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式,能充分體現(xiàn)學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用,發(fā)揮教師的引導(dǎo)、調(diào)控作用,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,改變傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的真正主人,使學(xué)習(xí)過程變成學(xué)生不斷提出問題、分析問題解決問題的探索過程,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。同時(shí),還有助于師生樹立物理問題教學(xué)的理念并有效指導(dǎo)物理教學(xué)實(shí)踐。通過對(duì)物理問題教學(xué)的理論研究,幫助教師和學(xué)生樹立物理問題教學(xué)的理念,建構(gòu)科學(xué)的“問題觀”。只有這樣,師生才能真正意識(shí)到,提問不是形式上的問與答,而是師生交流、啟發(fā)、引導(dǎo)的過程。對(duì)物理問題教學(xué)的理論研究,能夠引導(dǎo)師生重新定位物理問題的意義和功能,重新塑造師生對(duì)物理問題的認(rèn)識(shí)和理解。這也有助于教師將先進(jìn)的教育教學(xué)理論與實(shí)際相結(jié)合,建立真正適合自己教學(xué)風(fēng)格的問題教學(xué)策略。
二、創(chuàng)設(shè)物理問題情境要注意的問題
教師在創(chuàng)設(shè)物理問題情境時(shí)要抓好兩頭:一是學(xué)習(xí)的主體
――學(xué)生,二是學(xué)習(xí)的對(duì)象――物理內(nèi)容。即“問題情境”既要能引起學(xué)生的興趣和需要、反映學(xué)生原有的物理基礎(chǔ)知識(shí)與認(rèn)知水平,又能反映或引出將要學(xué)習(xí)的物理知識(shí)。具體來(lái)說(shuō),要注意下面三個(gè)方面:
1.物理問題的復(fù)雜程度。物理問題情境中所蘊(yùn)含的問題不能過于簡(jiǎn)單,而是需要學(xué)生通過收集資料、檢驗(yàn)假設(shè)才能加以解決。因?yàn)檫@樣的問題能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維,對(duì)學(xué)生具有智力上的挑戰(zhàn)性。
2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)人本主義學(xué)習(xí)理論,物理問題情境要能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心、學(xué)習(xí)物理的興趣和內(nèi)在動(dòng)機(jī),這樣才能構(gòu)成有意義學(xué)習(xí)。如果物理問題情境中含有一個(gè)和學(xué)生原有觀念相矛盾的現(xiàn)象,引發(fā)認(rèn)知沖突,就能增強(qiáng)學(xué)生的好奇心和探究欲望,問題就會(huì)像星星之火點(diǎn)燃學(xué)生的興趣,讓學(xué)生產(chǎn)生欲罷不能的感覺。通過能夠使學(xué)生意識(shí)到矛盾存在的體驗(yàn)與活動(dòng),他們的觀念框架開始動(dòng)搖,繼而重新思考自己的看法,形成新的理解。
3.學(xué)生的物理知識(shí)和能力水平。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,物理問題情境中所蘊(yùn)含的問題不能太難,而應(yīng)當(dāng)與學(xué)生的物理知識(shí)背景與能力發(fā)展水平相適應(yīng),解決問題所需要的物理知識(shí)與技能要在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),要讓學(xué)生嘗到“跳一跳能夠摘到桃子”的喜悅。物理問題還要與學(xué)生所學(xué)習(xí)的物理內(nèi)容相關(guān),這樣學(xué)生通過解決物理問題不僅體驗(yàn)到問題解決的過程、獲得問題解決技能,還能夠建構(gòu)物理知識(shí),否則是行不通的。
三、創(chuàng)設(shè)物理問題情境的方法
1.利用差異性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境。差異性實(shí)驗(yàn)是指結(jié)果出人意料之外的、與學(xué)生的前概念或常識(shí)相違背的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)展示的現(xiàn)象,與學(xué)生學(xué)習(xí)物理的前概念發(fā)生矛盾,能引發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突,使學(xué)生頭腦中產(chǎn)生各種各樣的疑惑。在差異性實(shí)驗(yàn)中,要提供學(xué)生自主建構(gòu)問題的時(shí)間,讓學(xué)生通過思考、討論和語(yǔ)言組織,提出相應(yīng)的問題。
2.利用生產(chǎn)、生活中的經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境。要使學(xué)生喜歡物理,就要讓他們感到物理有用,無(wú)用的知識(shí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是沒有持久的吸引力的。這就要求在基于問題的高中物理課堂教學(xué)中,所設(shè)置的問題要具有一定程度的真實(shí)性。所設(shè)問題要與學(xué)生的生活實(shí)際相關(guān),學(xué)生在日常生活中可能會(huì)面臨;所設(shè)問題要與時(shí)代氣息和社會(huì)需求聯(lián)系起來(lái)。如此,方能使學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的價(jià)值和意義。能直接解決一定的問題,有一定的用途,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。家庭、學(xué)校、社會(huì)中都有大量學(xué)生感興趣的物理問題。在生活中,學(xué)生已經(jīng)接觸劍許多與物理有關(guān)的生活事件,形成了物理學(xué)習(xí)的前概念和相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。教師在教學(xué)時(shí)要使物理貼近學(xué)生生活,聯(lián)系社會(huì)實(shí)際,恰到好處地利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和事件來(lái)創(chuàng)設(shè)物理問題情境。
3.利用知識(shí)間的聯(lián)系創(chuàng)設(shè)問題情境。物理學(xué)的理論體系主要由物理概念、物理規(guī)律等組成。物理概念反映了物理現(xiàn)象和過程的本質(zhì)屬性,而物理規(guī)律描述了物理現(xiàn)象和過程在一定條件下必然發(fā)生的本質(zhì)聯(lián)系。這些知識(shí)的聯(lián)系也往往是物理教學(xué)時(shí)創(chuàng)設(shè)問題情境的素材。教學(xué)中可以利用物理知識(shí)的聯(lián)系米引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析推理,以發(fā)現(xiàn)問題并提出問題。
[關(guān)鍵詞]初中物理教學(xué);問題;策略
【中圖分類號(hào)】G633.7
1、前言
科學(xué)探究不僅為有效的教學(xué)方式,同時(shí)也為學(xué)生想要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)。引入該模式,可有效的在課堂教學(xué)中展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界,契合學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的規(guī)律,令學(xué)生不僅掌握知識(shí),還可體會(huì)到科學(xué)家探索真理的艱辛過程,進(jìn)而掌握豐富的探究技能。學(xué)生在積極探究過程中會(huì)消除不良情緒,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,教師同樣也受益匪淺。然而基于不同教師理解探究教學(xué)的方式不同,因而在實(shí)踐教學(xué)過程中包含一定困惑,需要我們深入反思,有效應(yīng)對(duì)處理。針對(duì)初中物理教學(xué)中存在的問題制定科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)策略,進(jìn)而達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。
2、初中物理教學(xué)存在的問題
伴隨新課改進(jìn)程的持續(xù)深入,較多教師在探究式教學(xué)階段中存在一定困惑,導(dǎo)致物理教學(xué)包含一些不足問題。探究教學(xué)課堂并非課程改革獨(dú)創(chuàng),以往課堂之中組織開展的學(xué)生主動(dòng)參與活動(dòng)、積極自主學(xué)習(xí)也屬于探究學(xué)習(xí)模式。也就是說(shuō)探究教學(xué)課堂不應(yīng)固定不變,模式單一,而應(yīng)積極創(chuàng)新,豐富多樣,否則便會(huì)令初中物理教學(xué)課堂喪失活力以及生機(jī)。實(shí)踐教學(xué)過程中,一些教師由于沒能掌握良好的探究教學(xué)技巧,無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)驗(yàn)積累。通常對(duì)探究問題無(wú)法準(zhǔn)確的把握,進(jìn)而較難令學(xué)生有效融入探究學(xué)習(xí)氛圍中。學(xué)生則由于無(wú)法獲取教師的科學(xué)引導(dǎo),而呈現(xiàn)出提問漫無(wú)邊際的問題,同既定探究教學(xué)目標(biāo)形成了不良脫節(jié),而教師則容易身感疲憊與力不從心。
如何做好的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的科學(xué)評(píng)價(jià),是教師在教學(xué)階段中應(yīng)積極研究的新課題。由于較多教師無(wú)法正確進(jìn)行課堂教學(xué)的分析研究,進(jìn)而不能明確探究課堂教學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)。通常來(lái)講,教師備課階段中,均希望初中物理課程內(nèi)容更為豐富充實(shí),令學(xué)生向著既定目標(biāo)不斷提升。然而,倘若探究教學(xué)課堂過于活躍,則會(huì)令學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中較易面臨失控的風(fēng)險(xiǎn)。加之一些學(xué)生無(wú)法積累豐富的知識(shí),因而在某些內(nèi)容的研究理解過程中包含一定困難。往往在教師組織安排的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)中較少深入?yún)⑴c,而更多的是處在旁觀者地位,事不關(guān)己的看熱鬧,進(jìn)而將影響初中物理教學(xué)課堂效率。
由于受到中考升學(xué)率的影響,一些教師則在初中物理教學(xué)過程中存在時(shí)間上的困惑。即認(rèn)為探究教學(xué)引導(dǎo)會(huì)同應(yīng)試形成矛盾,組織一堂探究課堂教學(xué),基于學(xué)生發(fā)散思維,令教學(xué)時(shí)間無(wú)法良好掌控,進(jìn)而他們更愿意花更多時(shí)間進(jìn)行應(yīng)試教育,令學(xué)生通過題海戰(zhàn)術(shù)學(xué)習(xí)。往往令課堂教學(xué)陷入穿新鞋走舊路的困境之中,課堂探究學(xué)習(xí)的時(shí)間被大量的習(xí)題練習(xí)所代替,無(wú)法達(dá)到良好的實(shí)踐教學(xué)效果。
3、初中物理教學(xué)科學(xué)策略
3、1明確科學(xué)探究?jī)?nèi)涵
為有效的消除困惑,優(yōu)化初中物理教學(xué)效果,教師應(yīng)深入明確科學(xué)探究教學(xué)內(nèi)涵。科學(xué)探究主要為科學(xué)家對(duì)自然界現(xiàn)象進(jìn)行研究,并通過此項(xiàng)研究獲取有效證據(jù),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)真理的多元化途徑。實(shí)踐教學(xué)中引入科學(xué)探究模式,則可令學(xué)生獲取豐富知識(shí),明確科學(xué)家探究過程中的思想發(fā)展以及自然規(guī)律,掌握有效的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生一旦對(duì)探究本身深入理解,則在遇到新問題之時(shí),便會(huì)自然而然的利用該思維模式進(jìn)行研究分析,最終解決新問題。由此可見,科學(xué)探究可令學(xué)生潛在的無(wú)知意識(shí)被激發(fā)出來(lái),進(jìn)而令思維得到有效發(fā)展,積極主動(dòng)的投入至探究學(xué)習(xí)活動(dòng)中。當(dāng)然,學(xué)生從事探究活動(dòng)要獲取教師的合理引導(dǎo),方能令學(xué)生形成舉一反三的能力,達(dá)到事倍功半的學(xué)習(xí)效果。
3、2清晰教學(xué)目標(biāo),合理設(shè)置探究問題
為優(yōu)化初中物理教學(xué)效果,教師應(yīng)把握三維目標(biāo),由知識(shí)以及技能、學(xué)習(xí)過程與選擇方式、情感態(tài)度以及發(fā)展價(jià)值觀等層面入手,遵循新課標(biāo)科學(xué)探究的有關(guān)要求。在提問教學(xué)環(huán)節(jié)中,教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生積極探究發(fā)現(xiàn)有關(guān)物理學(xué)現(xiàn)象與問題,并可以由物理學(xué)視角闡釋表述該類問題,進(jìn)而掌握認(rèn)知問題、發(fā)現(xiàn)探究問題,提出問題的綜合能力。當(dāng)然,教師還應(yīng)明確,所有探究要素并非在開展的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)中均能夠有所涉及、面貌俱到。應(yīng)把握重點(diǎn),依據(jù)探究的具體內(nèi)容與學(xué)生能力特點(diǎn)、性格特征進(jìn)行優(yōu)選,鍛煉學(xué)生掌握豐富的學(xué)習(xí)技能。
開展探究教學(xué)的核心關(guān)鍵在于善于發(fā)掘探究性問題,由學(xué)生所學(xué)物理知識(shí)中進(jìn)行提問。該環(huán)節(jié),教師應(yīng)給予學(xué)生必要的引導(dǎo)輔助令學(xué)生們發(fā)掘自身關(guān)注并感興趣的內(nèi)容,進(jìn)而積極的開展深入探究活動(dòng)。從學(xué)生角度來(lái)講,僅僅學(xué)習(xí)物理知識(shí)的概念、相關(guān)定義以及公式等基礎(chǔ)知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,無(wú)法掌握豐富的實(shí)踐技能。為此,教師可由三層面入手。首先應(yīng)開創(chuàng)適宜對(duì)話的教學(xué)課堂。教師不應(yīng)凌駕于學(xué)生之上,而應(yīng)有效的放低架子,同學(xué)生打成一片,鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生積極的提問,并表達(dá)自身想法。對(duì)于關(guān)鍵環(huán)節(jié)問題,教師應(yīng)給予必要的點(diǎn)撥引導(dǎo)。
另外,初中物理教學(xué)過程中應(yīng)深化物理知識(shí)同現(xiàn)實(shí)生活的有效聯(lián)系,推進(jìn)物理學(xué)科真正的走向社會(huì)。應(yīng)由初中生情感認(rèn)知特點(diǎn)入手,選擇生活中普遍、有代表性的物理現(xiàn)象,常見物理問題作為研究討論切入點(diǎn),進(jìn)而令學(xué)生更加輕松愉悅的在物理知識(shí)的海洋中深入探索。例如,在學(xué)習(xí)電流熱效應(yīng)的知識(shí)時(shí),可引導(dǎo)學(xué)生觀察分析日常生活中常見的電爐,而后應(yīng)有針對(duì)性引領(lǐng)學(xué)生合理質(zhì)疑,即為什么電爐絲會(huì)受熱變得通紅,而導(dǎo)線卻不發(fā)熱呢。還可利用日常生活中極為常見、環(huán)保便利的自行車作為問題切入點(diǎn),引領(lǐng)學(xué)生觀察分析,為何自行車車輪胎帶有花紋,緊急剎車應(yīng)該用前閘還是后閘,車座面積大小的區(qū)別等。
再者,教師應(yīng)合理的轉(zhuǎn)變角色,充分利用現(xiàn)代化教學(xué)資源,打造符合初中生認(rèn)知特征、探究思維的試題庫(kù),鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新,保證探究學(xué)習(xí)的時(shí)間,提升綜合科研能力水平,方能符合探究教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)要求。
3、3有效協(xié)調(diào)探究教學(xué)以及應(yīng)試關(guān)系
實(shí)際上,探究教學(xué)同應(yīng)試不存在矛盾,前者并非需要大量的做習(xí)題,重點(diǎn)在于為學(xué)生開創(chuàng)自主探究學(xué)習(xí)的獨(dú)立空間,令其不斷發(fā)揮綜合潛能,了解知識(shí)的核心本質(zhì),進(jìn)而達(dá)到舉一反三的目的。應(yīng)通過探究教學(xué)令學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí),有效解決實(shí)際生活問題。因此教學(xué)過程中不應(yīng)對(duì)應(yīng)試有所抵觸,而應(yīng)利用生動(dòng)的教學(xué)活動(dòng),鍛煉學(xué)生豐富科學(xué)素養(yǎng),提升科學(xué)研究意識(shí)。
4、結(jié)語(yǔ)
總之,初中物理教學(xué)過程中引入探究學(xué)習(xí)模式尤為重要。為契合新課標(biāo)要求,我們應(yīng)深入總結(jié)初中物理教學(xué)階段中開展探究教學(xué)存在的問題,并制定科學(xué)有效的應(yīng)對(duì)策略,方能真正優(yōu)化教學(xué)效果,真正培養(yǎng)出綜合全面的人才。
[參考文獻(xiàn)]
[1]王劍.淺談信息技術(shù)與初中物理教學(xué)的整合[J].中學(xué)物理(初中版),2013(7).
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關(guān)鍵詞:職高物理;問題情境;創(chuàng)設(shè);指引;聚焦;遷移
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2013)10-019-03
“學(xué)起于思,思源于疑”,它深刻地揭示了疑、思、學(xué)三者的關(guān)系,也充分闡明了問題式教學(xué)法的內(nèi)涵。問題式教學(xué)法是指教師在對(duì)教學(xué)內(nèi)容總體認(rèn)識(shí)和把握的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造生動(dòng)的問題式教學(xué)情境,營(yíng)造一種平等的對(duì)話氛圍,從學(xué)生困惑的情境出發(fā),通過一系列的假設(shè)、推理、檢驗(yàn)活動(dòng),從而解決問題,獲得個(gè)體體驗(yàn)和增長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn),在體驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)再應(yīng)用的延伸拓展中,碰撞出新的問題……即以“問題”為線索貫穿整個(gè)教學(xué)過程,使學(xué)生通過不斷的“發(fā)現(xiàn)―提出―解決―再發(fā)現(xiàn)―再探索”過程,不斷提升探究能力、思維能力,自主學(xué)習(xí)能力。
《職高物理》是理工專業(yè)的公共課,與初中物理相比,無(wú)論在知識(shí)基礎(chǔ)、知識(shí)應(yīng)用、還是思維方法上,都對(duì)學(xué)生提出了更高的要求;理工專業(yè)大部分為男生,文化課基礎(chǔ)弱、學(xué)習(xí)積極性不高,自控能力差、對(duì)自己要求不高,且職業(yè)學(xué)校教學(xué)對(duì)職高物理相對(duì)重視程度不夠,也造成了學(xué)生學(xué)習(xí)職高物理的障礙。而基于男生精力過剩、喜歡表現(xiàn)及冒險(xiǎn)的心理因素、對(duì)有刺激的一些動(dòng)手行為的濃厚興趣、對(duì)生活中遇到的相關(guān)問題會(huì)“打破砂鍋問到底” 的心理特點(diǎn),配合新課程改革,采用問題式教學(xué)法,轉(zhuǎn)變被動(dòng)接受知識(shí)為自主學(xué)習(xí),強(qiáng)調(diào)在討論和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,能有效地促使學(xué)生才能發(fā)揮、精力釋放、注意力轉(zhuǎn)移,激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)的障礙,使學(xué)生在問題情境中達(dá)到掌握知識(shí)、技能及發(fā)展智力、提高能力,真正實(shí)現(xiàn)多元化素質(zhì)教育的目標(biāo)。現(xiàn)將本人在職高物理問題式教學(xué)法嘗試中的些許體會(huì)小結(jié)如下。
一、合理創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)的問題情境,搭建問題的探索平臺(tái)
問題情境是學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的動(dòng)因,教師精心創(chuàng)設(shè)問題情境,可讓學(xué)生從對(duì)問題情境的感知中激發(fā)強(qiáng)烈的問題意識(shí)和探求動(dòng)機(jī),然后通過積極的探究解決問題,從而發(fā)展其創(chuàng)造性的思維能力。正如著名教育家陶行知先生所說(shuō)“發(fā)明千千萬(wàn),起點(diǎn)是一問?!?/p>
物理源于生活,職高物理更偏重于應(yīng)用生活,許多知識(shí)學(xué)生易通過直接生活經(jīng)驗(yàn)得以體驗(yàn)。教師可以從學(xué)生熟悉的日常生活問題、已知的知識(shí)結(jié)構(gòu)入手,深入挖掘每節(jié)課的問題產(chǎn)生點(diǎn),把授課內(nèi)容巧妙地轉(zhuǎn)化為問題情境,激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知矛盾和探究興趣,讓學(xué)生盡快將注意力集中到問題情境中,從而進(jìn)行針對(duì)性的想象和思考。
1、素材挖掘,精心設(shè)計(jì)問題情境
(1)精選素材。深入分析和挖掘教材內(nèi)容中蘊(yùn)涵著能力、情感價(jià)值知識(shí)點(diǎn),精選有關(guān)綠色環(huán)保、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、新材料、新能源、新技術(shù)等體現(xiàn)人和自然、社會(huì)的協(xié)調(diào)發(fā)展、學(xué)科交叉滲透等方向的生活事件和熱點(diǎn)內(nèi)容,夯實(shí)情境背景,激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。
(2)精心設(shè)計(jì)。合理安排素材,設(shè)計(jì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的“突破口”,刺激、引領(lǐng)學(xué)生墜入問題情境,進(jìn)入“思維興奮狀態(tài)”,激發(fā)問題意識(shí)。
例如:在動(dòng)量的教學(xué)中,可先用多媒體展示兩車相向碰撞、兩車追尾、飛機(jī)與小鳥相撞導(dǎo)致機(jī)毀人亡等交通案例的視頻,進(jìn)而引入動(dòng)量的概念。再在課中適時(shí)提出比如像“一些人認(rèn)為嬰兒由成人抱著坐在汽車?yán)锸呛馨踩?,現(xiàn)在請(qǐng)你估計(jì)一下,在發(fā)生在很短時(shí)間的撞車中,需要多大的力才能抱住嬰兒?小鳥、飛機(jī)以多大速度飛行就能導(dǎo)致機(jī)毀人亡的可怕后果?”等之類的問題,創(chuàng)造問題情境,激發(fā)學(xué)生思維,增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。再如:在加速度的教學(xué)中,用視頻展示并統(tǒng)計(jì)不同性能機(jī)動(dòng)車加速到100km/h所用的時(shí)間及由同速度開始剎車到停止所經(jīng)過的距離,吸引學(xué)生的注意力、引起興趣,進(jìn)而引入表示速度變化快慢的物理量的課題,這樣能加深學(xué)生對(duì)“加速度”這一概念的理解,并為進(jìn)一步探究“加速度跟哪些因素有關(guān)”提供素材和探討話題。
2、主體挖掘,充分激發(fā) “認(rèn)知沖突”。
全面、科學(xué)地分析學(xué)生已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)、生活經(jīng)驗(yàn)和解決問題的角度及方法,精心設(shè)計(jì)教材內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)知心理間的“不協(xié)調(diào)”,引導(dǎo)學(xué)生想象、積極參與和親身體驗(yàn),激發(fā)學(xué)生的“認(rèn)知沖突”,強(qiáng)化解決問題欲望。
例如:學(xué)習(xí)透鏡知識(shí)時(shí),可利用學(xué)生學(xué)習(xí)生活中熟悉的有透鏡的實(shí)物,將照相機(jī)、投影儀、放大鏡等實(shí)物給學(xué)生觀察,原本好多學(xué)生會(huì)認(rèn)為它們的功能不一致,上面的透鏡也不一樣,但經(jīng)引導(dǎo)仔細(xì)觀察后學(xué)生不難發(fā)現(xiàn):照相機(jī),它的鏡頭是個(gè)凸透鏡,它成的像是倒立縮小的實(shí)像;投影儀,它的鏡頭也是凸透鏡,它成的像是倒立放大的實(shí)像;放大鏡,它就是個(gè)凸透鏡,它成的像卻是正立放大的虛像。為此產(chǎn)生的認(rèn)知沖突,能引發(fā)學(xué)生不由發(fā)出置疑:“同樣都是凸透鏡怎么成的像不一樣呢?凸透鏡成像的各種情況會(huì)受什么因素影響?凸透鏡成像時(shí),物體到凸透鏡的距離發(fā)生變化時(shí),成的像會(huì)怎么變?任何情況下凸透鏡都能成像嗎?凸透鏡成像的大小變化是隨著什么變化的?凸透鏡成放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)在哪里?凸透鏡成虛像和實(shí)像的分界點(diǎn)在哪里?凸透鏡會(huì)不會(huì)成倒立的虛像和正立的實(shí)像?” 教師鼓勵(lì)學(xué)生或積極參與親身體驗(yàn),或?qū)嶒?yàn)操作、演示,或理論論證,這種讓學(xué)生經(jīng)歷認(rèn)知沖突、心有不甘地接受事實(shí)的心理過程,進(jìn)而在內(nèi)心深處不會(huì)不暴發(fā)出一串串的疑問。使學(xué)生不知不覺地沉浸在呈現(xiàn)問題的空間中,心中不住地冒著問號(hào),問題呼之欲出――有效的問題探索平臺(tái)的搭建,為接下來(lái)學(xué)生有方向性的進(jìn)行問題探究提供基礎(chǔ)。
二、合理引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生認(rèn)知矛盾,挖掘潛在的求知欲望
情境提問的問題類型多種多樣,有明確問題及模糊問題,有呈現(xiàn)型問題、發(fā)現(xiàn)型問題及創(chuàng)造型問題,有研究型問題和應(yīng)用型問題。“提出正確的問題,往往等于解決了問題的大半?!蔽锢韺W(xué)家海森堡這樣說(shuō)過。而職高學(xué)生邏輯思維能力不強(qiáng)、概括能力相對(duì)差,在問題情境中,問題條理性不強(qiáng)、思路不夠清晰。這就要求教師站在全局的高度,以藝術(shù)化的教學(xué)手段精練地概括出科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的精華、濃縮實(shí)際探究經(jīng)歷的“理想化模型”,鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑的同時(shí),適時(shí)、恰到好處地拋出具有指引性的問題,指導(dǎo)學(xué)生拓展思維、整理思路,因勢(shì)利導(dǎo),沖破原來(lái)的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維結(jié)構(gòu),不斷提升提問技巧,逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)問問題。
1、巧提問題,引導(dǎo)學(xué)生理清思路
問題式教學(xué)必須服從于整個(gè)教學(xué)任務(wù),教學(xué)活動(dòng)必須具備有意性、有效性、層次性等原則。即課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)、有目的地采取一定的方法和手段,創(chuàng)設(shè)一系列連環(huán)式的問題情境,階梯式呈現(xiàn)具有一定效度和層次的問題,使大多數(shù)學(xué)生能準(zhǔn)確地了解自己學(xué)習(xí)的特點(diǎn),及時(shí)分層評(píng)價(jià)激發(fā)、強(qiáng)化其認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力,使學(xué)生盡快集中注意力并積極投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。
例如電動(dòng)勢(shì)概念引入時(shí)??上葐枺弘娫茨芫S持電荷的流動(dòng)原因是什么?(電源的正負(fù)極分別積聚著大量的正負(fù)電荷,電源內(nèi)部存在著由正極指向負(fù)極的靜電場(chǎng),電源具有把自由電荷由負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部搬運(yùn)到正極的能力,此過程中,就要有克服靜電場(chǎng)對(duì)電荷做功的作用力。)又問:是什么力來(lái)實(shí)現(xiàn)這一過程?(一定存在著“非靜電力”,它像個(gè)“搬運(yùn)工”,把到達(dá)負(fù)極的正電荷從電源的負(fù)極搬到正極,把負(fù)電荷從電源的正極搬到負(fù)極。)再問:在不同的電源中,把相同的電荷從電源的一極搬到另一極,非靜電力做功相同嗎?不一定,即使是把相同電荷量的電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力在不同的電源中做的功也不一樣,就像把相同的重物從一樓搬到二樓,人力做的功不一樣(因?yàn)閷痈卟煌???磥?lái)非靜電力對(duì)電荷做的功與電荷的比值有特殊意義(相當(dāng)于樓房的層高),這個(gè)比值不同,反映了電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)有強(qiáng)弱。為此引入一個(gè)新的物理量--電動(dòng)勢(shì)。
有了好的提問方法和技巧,促使學(xué)生多層次、多方向發(fā)散思考,兼顧大多數(shù)學(xué)生,突破由于傳統(tǒng)教學(xué)而使學(xué)生形成的惰性思維障礙,不斷提高學(xué)生的提問能力、發(fā)散思維能力、歸納綜合能力、創(chuàng)新能力。
2、巧設(shè)問題,指導(dǎo)學(xué)生拓展思維
教師借助情境要把難易適中的問題設(shè)在學(xué)生有疑之處,能引起學(xué)生探究,激發(fā)學(xué)生拓展思維。即課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、注重應(yīng)用,設(shè)計(jì)難度適宜、緊貼生活的情境問題,來(lái)激發(fā)學(xué)生探究的興趣,這樣猜測(cè)性提問和回答才會(huì)增多、推理活動(dòng)才會(huì)增強(qiáng)、靈活性增大,而問題的解決,又能讓學(xué)生“柳暗花明”,享受成功的體驗(yàn),學(xué)習(xí)自信心大增,從而激起進(jìn)一步探究的欲望。
如電磁感應(yīng)教學(xué)中,可先鋪墊這樣一個(gè)問題:既然電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng),反過來(lái),磁場(chǎng)是否也能產(chǎn)生電流呢?簡(jiǎn)單猜測(cè)討論后,指明授課內(nèi)容疏導(dǎo)方向,接著做引導(dǎo)思路的演示實(shí)驗(yàn):將一根銅線直接繞在條形磁鐵上,銅線的兩端接入檢流計(jì),結(jié)果無(wú)電流產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)再次引發(fā)絕大多數(shù)學(xué)生進(jìn)入思考和討論:有了磁場(chǎng)不一定就有電流產(chǎn)生,怎樣才能得到電流呢?緊接跨越式提問:假定在剛才的演示實(shí)驗(yàn)中有電流產(chǎn)生,我們將會(huì)得出什么結(jié)論?給學(xué)生發(fā)揮想象的空間和時(shí)間之后,引導(dǎo)學(xué)生推演:假定導(dǎo)體中有電流,那就有電能,電能從何而來(lái)?引導(dǎo)學(xué)生回憶能量守恒定律的內(nèi)容,得出必須有其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。那么如何產(chǎn)生那能呢?可以如何實(shí)現(xiàn)呢?這樣,恰當(dāng)設(shè)置問題,把握節(jié)奏,引導(dǎo)學(xué)生大膽地從多角度、多方位去猜想、去發(fā)現(xiàn),并讓其充分發(fā)表“高見”,或引導(dǎo)他們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以論證等等。
實(shí)驗(yàn)展示的現(xiàn)象出人意料,與學(xué)生學(xué)習(xí)前概念或常識(shí)相違,使學(xué)生頭腦中產(chǎn)生各種各樣的疑惑,這樣,巧設(shè)問題拓展學(xué)生思維,提供學(xué)生自主建構(gòu)問題的時(shí)間,讓學(xué)生通過思考、討論和語(yǔ)言組織,提出相應(yīng)的問題,逐步引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成自主建構(gòu)問題的意識(shí)與習(xí)慣。
三、合理聚焦,探索問題解決途徑,突破學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙
發(fā)現(xiàn)問題、提出問題是探究問題的起點(diǎn)和開端,探索問題的解決途徑,是課堂教學(xué)具體實(shí)施步驟,是問題式教學(xué)過程的關(guān)鍵。問題的解決,依賴于學(xué)生發(fā)散思維和聚合思維的緊密結(jié)合。心理學(xué)家加涅指出問題的解決過程包括三方面:解題者構(gòu)建問題的表征、搜尋問題空間、對(duì)解題結(jié)果成功與否進(jìn)行評(píng)價(jià)。把確認(rèn)的問題信息與從平時(shí)記憶減縮得來(lái)的儲(chǔ)存知識(shí)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái), 利用“發(fā)散性加工”和“收斂性加工”產(chǎn)生一些解決問題的設(shè)想和方案, 達(dá)到解決問題、積累知識(shí)的目的。職高學(xué)生大多生性好動(dòng)、習(xí)慣養(yǎng)成較差,較依賴于教師對(duì)課堂教學(xué)的總體組織和協(xié)調(diào),保證學(xué)生的探索過程是聚焦于問題情境,通過生問生答、生問師答、師問生答等多種方式多方位交流,解疑。聚焦問題的策略比較常用的有實(shí)驗(yàn)法、比較法、類比法、整體局部法、直覺法、模型法等,而一個(gè)問題的解決有時(shí)通常需要采用多種策略,教師作為教學(xué)的引航員, 應(yīng)注意運(yùn)用各種教學(xué)手段和方法, 啟迪學(xué)生積極思索尋求解決問題的最佳思路、逐步提高解決問題的能力。
例如:同學(xué)們都體驗(yàn)過的熟知的拔河比賽,教師可啟發(fā)學(xué)生思考:“拔河比賽比的是什么?”很多人會(huì)說(shuō):“當(dāng)然是比哪一隊(duì)的力氣大!”教師給以否定,引導(dǎo)學(xué)生用牛頓第三定律分析后,聚焦問題:“怎樣才能獲勝?拔河時(shí)的姿勢(shì)怎樣獲勝的機(jī)會(huì)大?為什么?”,接著,教師可通過讓學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)分小組拔河體驗(yàn)嘗試,在情緒高昂的狀態(tài)下相互探討尋找原因:為什么有時(shí)大家認(rèn)為力氣大能勝的一方卻沒有獲勝?引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察拔河同學(xué)的姿勢(shì),手、腳的用力方向等,同時(shí)啟發(fā)學(xué)生對(duì)拔河的兩隊(duì)進(jìn)行受力分析就不難得出,只要某隊(duì)所受的拉力小于與地面的最大靜摩擦力,就不會(huì)被拉動(dòng),因此,增大鞋底與地面間的摩擦力就成了勝負(fù)的關(guān)鍵。首先,鞋底、地面越粗糙,摩擦系數(shù)越大,摩擦力也越大;其次,隊(duì)員的體重越重,對(duì)地面的壓力越大,摩擦力也會(huì)增大;另外,在拔河比賽中,勝負(fù)在很大程度上還取決于同學(xué)們的技巧,如腳使勁蹬地,在短時(shí)間內(nèi)可以對(duì)地面產(chǎn)生超過自己體重的壓力;人向后仰,借助對(duì)方的拉力來(lái)增大對(duì)地面的壓力等等。其目的都是盡量增大地面對(duì)腳底的摩擦力,還有很重要的是隊(duì)員要齊心協(xié)力,將分力作用在同一直線上,使產(chǎn)生的合力最大,奪取比賽勝利的可能性才會(huì)大大提高。時(shí)間允許的話,可讓同學(xué)們根據(jù)討論的結(jié)果,再各顯伸手。
這樣,通過實(shí)驗(yàn)法、整體局部法、比較法等多種策略的結(jié)合,合理聚焦,設(shè)置問題,啟發(fā)學(xué)生探究解決問題途徑,訓(xùn)練了學(xué)生格物致理的能力,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神,學(xué)習(xí)養(yǎng)成,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生有美的愉悅和成功的情感體驗(yàn),陶冶情操,矯正陋習(xí),向著健康成長(zhǎng)的方向前進(jìn)。
四、合理遷移,形成問題再生情境,促進(jìn)能力的螺旋提升
問題式教學(xué)中,學(xué)生學(xué)習(xí)過程是在教師的指引下“提問分析解問新問”而獲得知識(shí)的積累、成功的體驗(yàn)、身心健康發(fā)展的循環(huán)過程。精心選擇問題情境,使學(xué)生始終處在“不憤不啟,不悱不發(fā)”學(xué)習(xí)環(huán)境中,通過“問題”激發(fā)互動(dòng),通過互動(dòng)深化問題,使學(xué)生的思維在有序的激勵(lì)下螺旋式發(fā)展上升,形成思維的發(fā)散和遷移,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。
一個(gè)問題的解決就意味著一個(gè)新問題的產(chǎn)生,問題式教學(xué)時(shí),教師要適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行的合理遷移,產(chǎn)生新的問題情境,形成良好的問題解決循環(huán)模式,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力,同時(shí)也幫助學(xué)生建立起知識(shí)點(diǎn)間的有效聯(lián)系。規(guī)律教學(xué)過程中,教師也可選擇有本質(zhì)聯(lián)系的物理規(guī)律作為問題情境創(chuàng)設(shè)的素材,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析、推理、遷移,形成問題再生情境,發(fā)現(xiàn)并提出新的問題。如下表所示,在“場(chǎng)”教學(xué)中,可以通過電場(chǎng)和重力場(chǎng)知識(shí)的對(duì)比,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境,通過互相探究,來(lái)更好的了解、學(xué)習(xí)、體會(huì)并應(yīng)用“場(chǎng)”知識(shí)。
通過問題鏈的互通、層層深入,把抽象問題具體化、把未知嫁接到已知的模型,成功的知識(shí)遷移、問題遷移、策略遷移,激活學(xué)生主動(dòng)探究,獲得問題解決的欲望,使被動(dòng)的知識(shí)傳授轉(zhuǎn)化為積極主動(dòng)的創(chuàng)新探究。
五、結(jié)束語(yǔ)
問題式教學(xué)就是以現(xiàn)代教學(xué)觀念、現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo),注重從學(xué)生的專業(yè)實(shí)際出發(fā),貼近生活,與豐富多彩的現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合起來(lái),巧設(shè)問題情境,喚起了學(xué)生的主體意識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生問題意識(shí),架起探究學(xué)習(xí)的橋梁和引導(dǎo)解決問題的正確途徑,潛移默化地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,親身實(shí)踐和探索問題,正確地理解和掌握與應(yīng)用成功體驗(yàn)和知識(shí)經(jīng)驗(yàn),把傳授知識(shí)為主的教學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)學(xué)生能力為主的教學(xué)結(jié)構(gòu),逐步培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)、主動(dòng)精神,培養(yǎng)科學(xué)的思維方法和良好的學(xué)習(xí)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生敢于和善于通過已有的知識(shí)去開拓未知物質(zhì)世界的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造能力,最終促進(jìn)學(xué)生知識(shí)能力的螺旋式提升。
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