淺談高中物理新教材教法
未知
改革是教育發展的根本動力,其中心是全面推進素質教育。近年來高中物理教材作了多次重大調整,特別是上海正在試行的二期課改都是以推進素質教育作為行動指南,目的是更好地推進素質教育,把創新精神和創新能力的培養貫穿于新教材的整個教學過程的始終。新教材雖然減小了教學梯度,降低了初、高中教學銜接的難度,但由于高中物理的自身客觀要求,難免在初、高中銜接中仍出現臺階,學生仍會感覺高中物理難學。究其原因主要有兩方面,一是教師的教對初、高中內容的銜接研究得不夠;二是高中學生正處于身體發育的成熟階段,情緒不穩定,容易沖動,這給高中物理的教學帶來了一定的困難。因此這就要求高中物理教師應根據溫故知新、潛移默化、循序漸進的原則,深入淺出、形象、生動、多做實驗;要從單一灌輸向探究、體驗、互動的教學方式轉化,充分體現以學生發展為本;對學生要以激勵為主,有信心、有耐心地幫助他們盡快適應高中物理學習生活。
下面就過去多次從事高中物理新教材教學的經歷談幾點自己的教法,在二期課改新教材普遍推廣之前與同仁共勉。
(一)分析臺階原因,探究克服方法
物理教材的改進,可謂“與時俱進”,但不論新教材編得多么完美,都不能踏平高、初中物理教學的臺階,這是學生和教師在諸多方面造成的必然產物。如何讓學生順利跨越這個臺階是提高高中物理教學效果的關鍵問題,而解決這一問題的方法就是分析臺階的產生機理,對癥下藥有的放矢。
我在過去十幾年的教學工作中,雖然面對的都是高中學生,但總收集、收藏各階段的初中教材,與高中教材對比閱讀,總結出產生臺階的原因總與下面幾個因素有關。
(1)初中教材對許多物理問題只作定性分析,即使有定量計算也非常簡單;而高中物理教材絕大部分問題不但要定性分析,而且要進行大量的甚至是相當復雜的定量計算。初中到高中是從定性到定量的跳變。
(2)初中絕大多數的物理知識的掌握是建立在形象思維的基礎上的,而高中物理知識的掌握絕大多數上建立在抽象思維的基礎上,階梯很高。
(3)不善于利用數學工具解題是形成臺階的重要因素。高中階段數學工具是解決物理問題的必要手段,尤其是力學部分大量運用三角函數、直角坐標系、相似三角形、二次函數、矢量等,讓學生一下適應確實不易。
(4)呆板學法的“慣性”對高中物理難學的結論的形成具有不可推卸的責任。初中學生掌握物理知識習慣于背牢記熟,而情景建立、過程分析極少考慮。高中階段要求學生在理解的基礎上加強記憶,靈活運用知識去分析解決實際問題。這是一個學法的飛躍,也是一種能力的飛躍。
我在教學中根據形成臺階的原因,合理有效地采取針對性教法,幫助學生盡快走出誤區,主要教法如下:
1) (1)密切師生關系,建立良好的教學環境,讓師生之間不存在情感上的臺階。
(2)重視學生學習物理能力的培養,特別是思維能力的培養。能讓學生動腦動手的,教師盡量少代替。開始時學生膽怯為難,怕失敗,怕損壞儀器,怕老師埋怨,針對學生的心理活動,我給予鼓勵:“物理是一門實驗科學,重要的定理、定律的發現和驗證都是通過實驗來實現的……”,學生動手多了,實驗能力也就增強了。對于重難點注重啟發點撥,讓學生動腦去思考,發表自己的見解,展開討論,這樣學生積極性高,課堂氣氛活躍,入門快,學習信心增強,充分調動了學生潛在的對物理知識的追求和探索的欲望,使思維能力得到漸進式的發展。
(3)化大臺階為小臺階,降低臺階的高度。在高中物理教學中,教師教學的層次必須分明,決不能搞一步到位的教學法。我先用樸素的語言講清基本知識,讓學生通俗易懂,然后再利用嚴密的物理語言把學過的知識系統地展現在學生面前。如高一物理的瞬時速度的學習中,我先通過具體問題的分析指明瞬時是指某一時刻或某一位置,通過勻速直線運動的速度和變速直線運動的平均速度分析比較引出反映瞬時運動快慢的描述物理量——瞬時速度,最后給出或討論出瞬時速度的概念、物理意義。這樣化大臺階為幾個小臺階使學生的理解層層深入。
(4)重難點內容和解題方法的教學舍得花時間操作。如物體的受力分析、牛頓運動定律等,教學進度盡量放慢,留給學生思考時間,增加基礎訓練;利用一切可利用時間幫助學生建立利用數學工具解決物理問題的思想,指導解題方法。
(5)教學中應明確高、初中物理知識的結合部分,以初中基礎為平臺由淺入深、潛移默化。如在第三章的“彈力”的教學中,初中教材有過零星的定性的論述,且學生對壓力、支持力、拉力都比較熟悉,教學時我沒有從形變入手,而是從對壓力、支持力、拉力的認識入手,分析產生的原因,直觀地講清產生條件從而引入形變的概念,這樣既能加深知識的理解,又能培養學生的興趣。
(6)抓住教材線索,適當調節教學內容。為了讓學生較全面系統地學習物理基礎知識,又能克服學習臺階,不致于囫圇吞棗、疲于應付,可適當調節教材次序。如在上科版高一物理教學中,我將第三章的牛頓第三定律和第四章的力的等效替代、第五章的共點力作用下物體的平衡進行超級鏈接,這樣既加強了知識的連續性,又為第四章的牛頓第二定律的學習奠定了基礎,使學生對合力、分力的理解也更加清楚。
通過形成臺階原因的仔細分析,采取克服臺階的針對性措施,收到了很好的教學效果,打破了高中物理難學的傳統觀念。
3 利用認知心理,優化概念教法
概念是構成物理知識的基石。正確地理解物理概念是學好物理的基礎。目前在概念教學中存在的主要問題是對概念教學應達到的目的不明確,忽視概念建立的背景和條件,忽視概念間的聯系。我們在教學中若能根據概念的特點和學生的認知能力,運用認知心理學理論設計概念教學過程,必將有利于學生對概念的掌握,激發學生的學習積極性。我根據現代的認知理論把概念教學分成三個步驟。
(1)首先讓學生領會概念。教學中通過適當的方法激活學生認知中的原有知識,同化新概念,并選擇信息的呈現方式,促進選擇性知覺,使抽象的概念具體化,復雜的概念簡單化。方法有:用實驗的方法描述概念的特征,刺激學生的知覺選擇;用生活中的親身體驗,尋找概念理解的捷徑。如物體的慣性,通過人乘車時車子忽然啟動、緊急剎車、轉彎時的感受來說明“物體保持原來的運動狀態”的含義,使慣性的理解更為確切。再如“摩擦力的方向與相對運動或相對運動趨勢的方向相反“的理解最為困難,讓全班學生用手在桌面上滑動或有滑動趨勢,并改變施力的大小和方向,親自感受摩擦力大小和方向的相關因素,從而對知識有具體的認識,教學效果顯著。
(2)其次讓學生在加深理解的基礎上鞏固概念。鞏固不是通過簡單的重復和強化訓練來實現,而是通過概念的變式,重組學生認知結構;比較概念的異同,促進新舊概念的相互作用;組建概念的網絡,促進新舊概念的綜合是對概念的加深理解和提高。如在磁場的方向的表述教學中運用概念的變式加以認識,“磁感線的切線方向、磁感強度方向表示磁場的方向”與“磁場的方向是小磁針靜止時N極的指向或受力方向”本質上是一致的。再如電勢能的概念教學,首先激活電荷、電場、電場線等概念同時把重力做功和重力勢能變化的關系作為先行者,比較電場力做功和重力做功特點,得出電場力做功與電勢能的變化關系等。因此在知識網絡中激活任意一個網點都能做到相關的聯想,將非常有利于知識的鞏固。
(3)熟練應用概念解題是概念學習的高級階段。教師在教學中應結合物理概念在生活中的應用編制針對性的習題,檢查學生對概念應用的靈活程度,看其能否熟練地將實際問題概化為物理模型,并用已學知識解決問題;強化應用能使學生對概念的理解達到一定的深度和廣度,同時發現問題及時解決。如在同步衛星的教學中,讓學生觀看在海南島正上方拍攝的中國南海“中美撞機事件”的一幅衛星照片——“美機停在陵水機場。分析說明是極地衛星還是同步衛星拍攝的照片,從而使學生對同步衛星有更深入的理解。
物理概念的教學分成三階段優點在于有利于指導教師進行教學設計,并使設計的教學過程具有與學生認知水平和學習目標相適應的層次性。這種教法也適用于規律和實驗的教學。
2)(三)轉變教師角色,培養創新能力
當今世界的科技競爭實際上是人才的競爭。人才最可貴的品質是創新精神和創新能力。創造性教育作為增強國際競爭力的重要手段已成定勢。老教材的不斷隱退,新教材的不斷出現就體現了這一指導思想。作為高中物理教師必須從根本上轉變角色,切實重視學生創造能力的培養,開發學生的創造力,這是物理教師責無旁貸的義務和責任。我在近幾年的課堂教學中培養學生的創新能力的做法總結如下:
(1)教師的創造性是從事創新教育的前提。中學教育改革的一個重要因素是教師,傳統的傳道授業解惑的教學觀已不適應以創新教育為核心的素質教育,教師的認知特點、教學風格、教學方法和創新能力均影響學生的創造性。我們常說“名師出高徒“,不僅是名師所授知識的影響,更主要的是名師的人格魅力、治學態度、創新精神。心理學研究表明:只有人格才能影響人格的形成和發展,一切教育因素都必須建立在教師的個性基礎上。我在教學過程中總是不斷學習現代教育理論,更新教學觀念,如變多講多練為少講精練,變注重講授為注重活動,變學生被動為師生互動,將創造性的教學思想和具體的教學實踐有機地結合起來,以自己的創新教育激活學生的創新能力,使學生的創造潛能得到漸進式的發揮形成顯創造力。
(2)培養學生的“發現”意識是培養創新能力的基礎。布魯諾認為:“知識的獲得是一個主動的過程,學習者不應是信息被動的接受者,而應是知識獲得的主動參與者”。在高中物理教學中許多知識與其教師竭盡全力地講解,不如創造條件讓學生自己去探索發現更為有效。這就要求教師在教學中利用循序漸進的原則引導“發現”;巧設問題激發“發現”;鼓勵爭議促進“發現”;演示操作幫助“發現”等手段扶植和鞏固學生的發現愿望,只有這樣進行創新教育,才能有的放矢。如在高一物理“單擺”的教學中,先讓學生到實驗室去動手研究,設計變振幅、變擺球、變擺長等,測定對應周期發現影響因素,得出一般的體驗性結論,然后我再給出單擺的等時性原理和周期公式,這樣既培養了學生發現意識,又有利于重難點知識掌握,也更有利于培養學生的探究能力。
(3)鼓勵大膽猜想是培養創新能力的手段。猜想是一種創造性的思維形式。牛頓說過:“沒有大膽的推測就不可能有偉大的發現”。古今中外,任何科學學說的出現,起初都是大膽地猜想。因此,為培養學生創造能力,在物理教學中除了發展邏輯思維外還要充分把握教材中的猜想因素,適時鼓勵學生大膽猜想。如我在學生認識了直線電流周圍磁感線形狀后,啟發學生把直線電流彎成環形電流時,周圍空間的磁感線形狀又會是怎樣的?等等。
(4)加強發散思維和收斂思維的訓練是培養創造性思維的有效途徑。在教學中應多提一些不是只有固定答案的發散性問題,多做一些一題多解、一問多答的練習,有利于學生發散性思維的訓練。在發散思維訓練的同時還應注意收斂思維的培養,設計多題一解、多問一答等練習。發散思維和收斂思維的交錯訓練,才能有利于創新能力的培養。如我在“用單擺測定重力加速度”的分組實驗前,先讓學生利用所學知識設計哪些方法可用來測定本地的重力加速度?引導學生進行多方的聯系,進行發散思維訓練,學生會提出幾種方法,接著讓學生進行收斂思維訓練,指導學生對各種實驗進行比較篩選,從而找出測定本地重力加速度較為準確而又簡單易行的“單擺法”。
雖然創造能力的培養是一項復雜的工程,決非朝夕之功,而且培養成效不一定在試卷中呈現,在校期間也很難看到驚天動地的發明創造,但我堅信,只要我們以高度的責任感,持之以恒地重視探索教育,她必定會見之于學生未來的創造性工作、學習和生活之中。
綜上所述,高中物理教材的每一次改進都是與時代發展、社會對人才的需要相適應的。現正在試行二期課改的新教材可以說它代表著現代教學改革的最前沿,顯著的特點是以情景故事為背景提出問題,以體驗探究作為過程掌握物理規律,以學習科學的方法為手段培養能力,學習的知識是掌握科學的方法的載體。我們中學教師要能盡快適應新教材教學,充分發揮新教材的優越性,必須加強“充電”意識,更新知識結構、更新教學觀,學習現代教學技術和現代教育理論,同時在教學中仍要堅持實事求是的原則,從實際出發,分析初高中教材的銜接和可能存在的臺階,探究合理的教學手段;根據學生的認知心理探索優化物理知識的教法,堅持以學生發展為本,培養創新能力;堅持以體驗、互動為主的教學方式,優化教學過程,一定能促進每個學生的最優化發展。