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2探究式教學其倡導“主動、合作、探究”等多樣化的學習方式
其首先根據學生已有的生活實際經驗創(chuàng)設一定的問題情境提出問題,然后組織學生對問題進行猜想和做假設性的解釋,再設計實驗進行驗證,最后總結規(guī)律。這個是要從跟本上改變學習的方式,提倡“主動、合作、探究”的新型學習方法。這種學習方法,有利于提高學生學習效率,改善課堂氣氛,拉近師生距離。這種科學教學方法,讓學生從傳統的抽象理論的理解轉變?yōu)閺闹庇^現象觀察入手的“實驗—歸納”式學習。其中心是重在“做”的過程,強調學生主動參與、探究發(fā)現、合作交流?,F代思維科學證明:思考需要問題來誘導,這種學習方法就是讓學生產生疑問,主動發(fā)現問題,這樣學生發(fā)現了問題,就會主動的思考。老師就可以利用學生的疑問,引導學生進行探索,指導學生得到正確的結論。教師可以把某些學生實驗和演示實驗設計為探索性實驗,使之達到不同層次的創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標。探索性實驗教學較傳統課堂教學有更廣闊的活動空間和思維空間,可以激發(fā)和滿足不同層次學生的探索與創(chuàng)新欲望。對于教學環(huán)境的創(chuàng)設,需要老師創(chuàng)造多種多樣的活動,給學生設計各種各樣的謎題,就像迷宮一樣,吸引學生往里走,引導學生去尋找正確的方案,通過對問題綜合分析,找到最終的答案。同時,老師還要教會學生做實驗必備的各種技能,從而讓學生更好的整理數據分析資料,鼓勵學生互相討論,這樣才能激發(fā)學生的學習熱情,利用好這種教學方法。因為,對一個問題的結果作多種假設和預測,及時對學生進行指導,使學生在相對獨立的實驗活動中體會創(chuàng)新的艱辛與愉悅。
二、教師要保護學生的好奇心,進而激發(fā)學生對知識的渴求
學生對自己沒有見過的事物有著很強的新鮮感。這時候,教師要引導學生的好奇心向著探究的方向發(fā)展。對知識的渴求是人獲得知識的動力,沒有好奇心,學生就對知識提不起興趣。因此,教師在平時的教學中,在課上經常會有學生提出一些奇怪的問題。比如,在講“生物的進化”這一節(jié)內容的時候,特別是說到有關雞的祖先的問題的時候,標準答案是原生野雞,有的學生會問:“原雞的祖先是什么?”介紹“顯性基因與隱性基因”時有的學生會問:“為什么我的上眼皮是一個單、一個雙?”……針對學生提出的這些問題,教師,都不應該給予否定的答案,而是要引發(fā)全體學生的思考,這樣,不但能夠解決學生心中的疑問,而且還能幫助學生更好理解內容。
三、在平時的教學中要注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維
一個人的創(chuàng)造性思維,在某種程度上決定著他的創(chuàng)新能力,這是教育的根本。也是我們每一位教師的教育目的。因此,教師在平時的生物教學中,要想使得學生這種創(chuàng)新能力得到提高,就必須有意識地對他們進行培養(yǎng),訓練。只有這樣,才能在不斷的學習中,學會創(chuàng)新,提升自身的學習能力。在平時的生物知識的學習中,還要刻意加強培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維、逆向思維。這兩種思維的培養(yǎng),能夠不斷開發(fā)學生的拓展能力,對知識的遷移能力也有很大的作用。這和以往的教學方式有著不少的相同點,但是還是有很大的區(qū)別的,要不斷滲透給學生這種區(qū)別,增強學生的關注,加深對知識的學習。在習題的練習中,教師應該多尋找一些能夠一題多解的練習題,來培養(yǎng)學生的思維能力,讓學生的思維空間變大,運用所學的知識,不但掌握了基礎知識,也對知識內容的擴展有了很高的提升空間。
四、在生物實驗中進行加強,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
實驗作為理科教學的重要內容,在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素質方面有著舉足輕重的作用。人的思維能力的本質,都基于生物世界的本身。學生的智力發(fā)展,隨著自然界的發(fā)展而逐漸演變而來。人的活動能力對自身的思維能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)有著很大的影響,特別是現代社會發(fā)展下的生物學科,同現代人們的生活有著很大的聯系,通過學生親自動手設計實驗,并主動在實驗中獲得知識,有的學生在實驗的過程中,會想到很多與自身的想法相聯系的很多內容。這時候,教師要對學生進行相關的引導,幫助學生擴展生物知識的能力。加強學生通過自我思考,獲得更多的探索實踐,最后,能夠自己主動設計生物實驗,探究生物實驗,培養(yǎng)學生獨立制作心中所想的一些生物模型。比如說,留心平時在生活中,對一些植物的采集,并做成標本,保存下來。學生的獨立能力的加強,對日后自身的創(chuàng)造能力,也將有很大的幫助。甚至會自主的去尋找探究。比如,液氮環(huán)境下凍死的魚,如果放到水里還能復活嗎?教師通過引導學生大膽思考,然后利用多媒體播放一段有關的視頻,讓學生感受到生命的奇跡,激發(fā)他們的學習主動性,增強好奇心,一探究竟。
一、學習障礙
1、根據對本校學生學習物理現狀的全面問卷調查結果顯示,當前學生學習物理的現狀是:57%的學生喜歡這門學科,認為物理知識與現代化建設、日常生活關系密切,有實用性、趣味性。約15%的學生能較快適應高中物理學習方法,感到學習物理只要平時深刻理解概念,考前不必死記硬背,就能解決問題,同時感到很開心。34%的學生,特別是女同學占多數,她們認為高中物理難學,不象初中那樣生動有趣,感到枯燥無味。8%的學生經常做不出題目,有的甚至抄襲他人作業(yè),考試成績偏低,對學習感到厭煩。9%的學生覺得理科考試招生人數多,物理又是[3+x]綜合考試中的綜合科目,在試卷中所占比例不大,只要應付的過去就行,學習興趣時有時無。
2、學生在學習目的和動機上也存在較大差異,有64%的學生不知道學習物理是為了提高自身文化素質,培養(yǎng)實際應用能力,片面地認為只是上課、做作業(yè)、應付考試,認識的不深刻給學習物理造成極大的障礙。
3、心理障礙也是一個不容忽視的學習障礙,其表現有三種形式:
(1)自卑性。部分學生上高中之前,就聽說高中物理難學,認為自己頭腦笨,不宜學物理,學習情緒低落,受自卑心理支配,怕苦怕累,若考試成績不佳就更加悲觀,形成心理上的定勢障礙。
(2)依賴性。由于長期以教師為中心的課堂教學,加之在初中學物理時,由于直觀定性多,依靠記憶和模仿就可以取得較好的成績,于是養(yǎng)成了依賴習慣,總希望老師講解,做題目總希望有參考答案幫忙,養(yǎng)成不善于獨立思考、依賴他人的不良習慣。
(3)盲目性。由于目前高中物理使用新教材,概念多而且抽象,要求應用各種物理模型替代直觀現象,不少學生不適應新的學習方法,學習的重點放在了識記上,卻忽視了一個重要的環(huán)節(jié),那就是理解,聯想,想象,概括。同時教材中的插圖、圖表、補充說明文字也沒有給予足夠的重視,這種在認知心理上的盲目性和方法的不完善,使學習過程陷入困境。
二、應對策略
1、加強心理因素調整和疏導,密切師生關系
經驗告訴我們,物理教學欲速則不達,教師應充分考慮學生的素質和心理承受能力,注意形象思維向抽象思維的平穩(wěn)過渡,在課堂上把握好教學深淺、問題設置及測試題目的難度,保護大多數學生學習的進取心和積極性。平時教師盡量多接觸學生,關心和理解他們,善于捕捉每個學生學習物理的潛力和閃光點,多鼓勵少批評,細心觀察,發(fā)現、扶持、培養(yǎng)尖子,擴大隊伍。對學習有困難的學生,通過面批作業(yè)、個別輔導、個別答疑等方式找出問題,對癥下藥,聯系感情,縮短差距,在心理上消除畏難情緒,樹立信心。親其師,才能信其道,當學生從教師那里感受到真誠的關懷和摯愛,感受到熱烈而積極的期望時,他們就會有一種受到信賴、鼓舞、激勵的心理情感體驗,就能愉快地接受教師的教誨,并努力把這教誨轉化為行為,從而去實現我們的期望。2、注重教學過程的情感交流
據調查,學生喜不喜歡教師上課的一個重要原因是取決于教師的態(tài)度是否和藹可親和平時是否喜歡他們,這就告訴我們健康的師生關系能促使師生的相互信任,充分調動學生的學習主觀能動性,提高學習的效果。蘇霍娒林斯基說過:“學校里的學習,不是毫無熱情地把知識從一個頭腦裝進另一個頭腦里,而是師生間每時每刻都在進行的心靈接觸”。學生在聽課時總伴隨一定的情感,而學生的情感往往同他們對教師教學的興趣密切相關,只有教師信賴學生才能贏得學生的信任,學生才能消除各種心理障礙,才能滿懷信心地學下去,為此,教師應著重把握以下四點:
(1)講課要進入角色,帶有情感。教師要以自己對科學的興趣,熱愛以及教學認真的態(tài)度和較高的教學藝術水平,喚起學生感情的共鳴,教師要充分應用形體語言,不防模仿當時牛頓躺在蘋果樹下觀察蘋果落地的情景,從而發(fā)現和解決了行星間的引力問題;模仿奧斯特在電流周圍放置小磁針,發(fā)現磁針偏轉,揭開了電與磁之間的關系等角色,讓偉大的科學家對科學的研究過程及物理學的發(fā)展過程展現在學生面前。同時,教師應對教材感受深切,授課感情激蕩,以自己的精神激發(fā)學生的激情。
(2)教師必須將教材內化為自身的心理品質。在教學中,教師和教材的思想方法,知識結構,因果關系,學習技巧要溶為一體,使教學不是單純地知識傳授,而是真心實意地吐露教師的立場,觀點和方法,從而感染學生,給他們以信心、趣味,反對照本宣科,生搬硬套,充當搬運工人。
(3)教師要成為學生認知的對象。教師的情感是一種無聲的語言,教學過程不僅是師生間的信息交流,而且是師生間的情感交流,課堂上除傳授知識外,教師通過自己的意識信號,進行著看不見的課程,教師滿腔熱情地啟發(fā)、誘導、幫助學生,可使他們增強學習興趣和克服困難的信心,而學生良好的學習態(tài)度又給教師以精神慰籍,從而使課堂教學更富有激情和感染力。通過這樣的雙向交流,師生互動,以教帶學,以學促教,使學生的主體作用真正得以保障。
(4)重視課堂情感評價。課堂評價的方法不僅能用語言進行簡單評價,如你的觀點很獨特,其他同學應向你學習,有勇氣提出問題本身就是一種進步,很好,太棒了,謝謝你的合作等,還可以通過微笑,點頭,豎起大母指等多種形體語言進行鼓勵表揚和批評,還可以用熱情洋溢的啟發(fā)示范性的講解來評價。課堂評價的另一方面是教師還要接受學生的評價,當課堂教學出現失誤或偏差時,教師要以誠懇的態(tài)度接受學生的批評,并及時予以糾正??傊瑒?chuàng)造一個科學、民主、和諧、平等的課堂氛圍,不僅有利于學生的心理健康,更有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。
3、重視實驗研究,突出物理學科特點
實驗課作為物理教學不可缺少的一部分是不容輕視的,做好實驗不僅可以激發(fā)學習熱情,培養(yǎng)興趣,幫助學生理解物理概念,總結規(guī)律,強化記憶,更重要的是能夠培養(yǎng)學生的觀察能力,分析能力,解決實際問題的能力和創(chuàng)新精神,培養(yǎng)學生科學的學習態(tài)度,掌握基本的科學研究方法,為將來從事科學研究奠定基礎。為此,我們應當重視以下四個問題:
(1)課堂演示實驗。以教學大綱為宗旨,在現有實驗設備的基礎上,對教材中所有的演示實驗進行精心設計和改進,使實驗現象更加明顯,能見度更大。甚至有些比較安全的實驗操作可以交給學生來完成,增強感性認識和動手能力,消除學生在學習上的依賴性,徹底改變以往那種口頭實驗,黑板實驗,教師做實驗,學生觀看實驗的不良傾向。
(2)學生分組實驗。實驗室里的分組實驗學生往往表現出極大的熱情,教師不只是需要組織管理好實驗安全,強調操作程序,更重要的是鼓勵引導學生大膽探索,敢于質疑,提出新的不同問題,盡力自己解決問題,利用有限的時間和設備,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神,教師絕對不要放過培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力的大好機會。
二、抓住高中學生具有較強的抽象思維能力的心理特點
鼓勵他們大膽猜想物理問題,培養(yǎng)物理學習中的創(chuàng)新精神進入高中階段,學生的抽象思維占了主要地位,思維的靈活性、獨立性、批判性有所發(fā)展。這些變化表明他們擁有了一定的學習研究能力,他們越來越不喜歡人云亦云,喜歡自己獨立提出問題并尋求解決問題的方法。為此,在教學中,我們物理教師要善于抓住高中生的這一心理特征,結合具體的教學內容,鼓勵學生對一些物理問題進行大膽的猜想。教師要在平時的課堂上努力為學生營造一個寬松、自然、和諧、平等的教學環(huán)境,使學生勇于發(fā)現問題,敢于提出問題,渴求解決問題,長此以往,學生的創(chuàng)新意識就會形成和發(fā)揮。如在“探究影響單擺周期因素”的實驗中,我們可以讓學生以小組為單位,引導學生猜想單擺的周期可能與振幅、擺球質量、擺長中哪些因素有關,并讓學生針對每一猜測,分別設計合理的實驗方案,選用合理器材進行實驗驗證。通過這樣的教學,學生對所思問題理解得會更透徹,對知識的掌握和運用也會更靈活。
三、抓住高中學生具有強烈自我意識的心理特點
把物理課堂交給學生,突出學生的主體地位高中學生大多具有強烈的自我意識,他們開始對認識和評價自我有了濃厚興趣,希望能在生活中、課堂上擁有表現自我的機會。所以,在教學中教師應盡量把課堂表現的機會還給學生,讓學生在課堂上充分發(fā)表自己對物理問題和現象的見解,表達他們自己的思想和感情,這不僅可以促進學生自我意識的形成,而且還可以使學生主動地學習、主動地認識、主動地接受教育內容、主動地挖掘潛能,促進自身發(fā)展。如在“位移和時間關系”一課的教學中,教師可以要求學生根據給出的某一位移時間圖像,讓兩位學生來模擬物體的運動,而使學生深刻地領悟到圖像并非軌跡。這樣做既可以讓學生充分展示自己,又能讓學生體驗到成功的喜悅,突出了學生的主體地位,教學效果要明顯好于教師直接講解。
四、抓住高中學生具有豐富情感的心理特點
在物理課上使用幽默風趣的語言,活躍物理課堂氣氛,實現良好教學效果學生進入高中后,情感變得豐富起來。作為課堂的主體,學生情緒的變化將直接影響課堂的氣氛,甚至影響教學的進程。所以在課堂上,教師要努力抓住并利用高中學生具有豐富情感的心理特點,盡可能地消除師生間的隔閡,融洽師生間的關系,通過多使用幽默風趣的語言進行聲情并茂的講解,使講解的內容變得有趣。如講述作用力和反作用力的特點“同時產生、同時消失”時可用成語“同生共死”來描述;機械波的特點可用“介質中各個質點始終堅守自己的崗位,只是在各自的平衡位置附近振動,并不隨波逐流”來表達;第一類永動機不可能制成可用“巧婦難為無米之炊”來類比。相信這樣的語言一定可以讓學生對物理學科中一些概念、規(guī)律有較深的印象,也可以較順利地解決物理教學中的重點和難點問題。
一、引言
學生對老師提問是一個學習的經過,是否掌握提問題的能力表現出來了學生求知欲望的強弱?!皩W起于思,思其于疑?!睉岩墒峭诰蛭粗R的開端,也是探索新知識的源泉。在授課開展中,老師通過學生的提問往往看到,有一部分學生善于提問,而有一部分學生沒有問題提,或者亂提問題,學生的學習能力和日常發(fā)掘的問題好壞有很大關系。因而,增強學生的提問效果,在物理課程里很有意義。
二、學生不會提問題的原因
1.未掌握足夠的基礎知識
有的學生學習物理還只停留淺層次上,對物理含義和事物的發(fā)展沒有深入的思考和理解。一知半解是很難把觀察到的現象和相關的知識結合起來并提出問題。如此這般學生就很難提出什么問題了,即使提也只會說出一些膚淺的疑問點。
2.性格方面的原因
性格孤僻的同學在和人溝通上有缺陷,他們害怕有疑問提出,即使有也只悶在心里不說出來。另外像自尊心比較強的同學,害怕向教師提疑問,他們害怕說出來的疑問太膚淺喪失了老師心中完美的印象,所以,這種類型的同學即使有問題也不肯說出來。
3.不會思考的學生
不進行考慮就很難有疑問,未發(fā)現疑問也就找不到問題。懷疑疑是一種具有創(chuàng)造性思維的現象,多數同學樂于吸收現成的概念和成果,沒有發(fā)現力,很難把現有的概念與實際結合起來進行探討,因而很難發(fā)現新的問題。而有些同學善于、敢于提問,但不進行考慮,無法將學到的概念和實際結合起來進行合理的探討,因而找出的問題和學到的知識不在一個層面,基本聯系很少。
4.老師缺乏對學生的熱情
學生是否向老師提問題和老師的性格和素質也有一定的關系。有些膽小的同學害怕對厲害的教師進行提問,還有些教師覺得學生說的提問膚淺不以為然,講解問題的時候不用心或不給講解反而讓同學去看書本,認為疑問點膚淺不用具體的講解。最終導致,這種態(tài)度直接打擊到同學的自尊心甚至有時會使學生產生自卑心理,這樣的學生以后就不會提問題了。
三、如何培養(yǎng)提高學生提問能力
1.學生提問應從激發(fā)提問興趣,培養(yǎng)提問意識入手
愛因斯坦說過:“愛好最能夠教育學生”想出一個疑問通常要比處理一個疑問更可貴,因為處理一個疑問可能只是一次教導或試驗上的技術就可以做到,但是尋找出不同的疑問,則要求有創(chuàng)新的思維,并且意味著科技的實質性前行。盡量挖掘人的能力,讓人更用心的開展工作,學習中增強好奇,提升同學求知的熱情,是促使學生動腦而自己尋找疑問的出發(fā)點,課堂中興趣十足的講解,動手解題,求證概念或激情探討時,都能夠激發(fā)學生的求知熱情,出現為何如此?為何這般?還能如何的高度求知欲望,老師要是能準時的協助學生破解疑慮,他們享受到成果,就會更多的來尋找疑問進行更多的好的提問。
2.鼓勵學生勇于提問
同學在實際生活以及求知的過程中,一旦碰到跟物理狀態(tài)、課后習題中有疑問的,都要激勵同學敢于講出來。關于學生發(fā)現的疑問要主動詳細地給講解,哪怕有些疑問是不對的,甚至發(fā)現的疑問是很簡單的,老師也要熱情的面對他們,熱情進行講解,一定要維護好同學的熱情和心態(tài),一定不能譏諷嘲笑同學,刺激同學的心理。
3.讓學生從實驗現象中提出問題
物理實驗過程中有著很有深意的物理概論,老師需要精心地誘導同學從試驗中發(fā)現有深意的疑惑,然而學生必須要對這個試驗的經過特別了解,親自做幾次這個試驗后能夠更好的掌握試驗的過程包括一些概念化的知識,將其融合,便能發(fā)現好多有新意的疑問。比如,在進行撞擊試驗的時候,用兩個同樣的物體進行撞擊,結果時一種樣子,然而用不同物體撞擊是不是還是這種狀態(tài),如果更換物體的方位結果是否還會一樣?這樣多給學生提供一些基礎,就能使學生產生更多的問題,繼而提出。
4.讓學生在物理知識的形成過程中產生問題
物理講義和物理現象均需要一定的條件和特征來構成結果,因而他們出現的經過也不盡相同。比如:在能量守恒定律的推導過程中,有幾個問題時我們都了解的:(1)能量守恒為何要求沒有其他力的影響或者其他力的合是0?那么其他力的合要是不等于0,還成立嗎?能從推導過程中找出其中的原因嗎?(2)動量守恒定律表達式有沒有方向?在教學中教師的主要責任在于引導幫助學生學習,培養(yǎng)學生的提問能力,提高學生的思維品質。經過對這些問題的提出和研究,能夠讓同學更加理解這個定律的成立條件與深層意義。
四、結語
能夠尋找出有意義的疑問,這本身就是學生求知的一個經過。老師應該指導并且激勵同學的整個思維經過,如此能夠更好的達到主動化學習。對于當下的教育目標也是由正面促進的,提高同學自主求知的熱情。真正的教育不只是告訴學生知識,還要講究培養(yǎng)方法,提高學生的自我求知欲望,才能更貼近教育的真正目標,也是對素質教育的真正支持。
【參考文獻】
二、解決高中物理教學困境的策略
首先,教師要花費時間去了解學生。俗話說,磨刀不誤砍柴工。工欲善其事必先利其器,對于教師來說,面對新生,給學生上課不是當務之急,如果沒有摸清楚學生的情況,只顧得按照教材進度去講課,課堂教學就失去了針對性。對于高一的新生,教師要做到三點:一是要了解他們的畢業(yè)學校。每個學校都有自己不同風格的教學特點,了解畢業(yè)學校可以幫助教師盡早認識學生的學習特點。在了解畢業(yè)學校的過程中,如果能夠認識他們原來的物理教師就更好了,這樣不僅可以更準確地把握他們的學習特點,還能夠讓學生對教師產生親切感,在情感上今早地接受教師。二是要盡快地融入到學生中間。高中階段的學生不再把主動接近教師當作是快樂的事情,甚至會嘲笑那些愿意接近教師的同學,他們有了驕傲且?guī)в信涯嫘缘淖宰?,這就需要教師主動接近學生,和他們聊天,了解他們生活中的困難和思想上的困惑。學生會因為喜歡了教師而喜歡他所教的學科,這是他們開始學習的良好開端。三是要做好學生的思想工作。我在接手高一新生的時候總是會用一段時間做學生的思想工作。一方面教師要做自我介紹,讓學生盡快地熟悉老師,知道教師的教學習慣,了解教師的講課風格;另一方面,教師應該讓學生相互了解和認識,盡快地建立起一個和睦溫暖的班集體。一個有溫暖的班集體能夠很快得到學生的認可,幫助他們樹立學習的信心。其次,教師要做好高中物理教學的工作。所謂的工作包括對學生的心理準備和物質準備。在心理方面,教師要注意幫助學生培養(yǎng)學習興趣,可以通過短片讓學生盡可能多地接觸物理學的最新進展,讓他們了解人類在了解世界、探索宇宙方面所做出的種種努力和獲得的成果,培養(yǎng)他們勇于探索的勇氣。在教學之初,教師可以讓學生通過科幻電影來了解不同領域的迷人前景,利用電影來進行入門教學。除此之外,教師還應該讓學生準備好物理學習所需要的工具、器械和資料。如果感覺學生的水平參差不齊,需要補充基礎知識,教師應該花費一段時間去進行相關知識的補充。對于這部分知識,完全可以采取讓學生教學生的方法,即讓那些在某個知識點上有優(yōu)勢的同學給其他學生講課,實現學生間的優(yōu)勢互補,互通有無。這個過程是學生展現自己,彼此熟悉的過程,也是教師及時發(fā)現人才的最佳時機。
我們十多年來的課堂教學經驗可以總結成三句話:追根尋源真一點,實驗研究多一點,能力要求高一點,簡稱“三點”教學法,因此我們稱自己的教材為“三點”法教材.
我們的“三點”法教學完全是根據國家教委頒布的高中物理教學大綱編寫的.因為我們面對的是全班學生,不可能而且也不應該把課堂教學變成物理競賽輔導,我們確確實實通過課堂教學明顯提高了學生的素質和能力,為學生在高考和物理競賽中取得優(yōu)異成績打下了扎實的基礎.
一、追根尋源真一點
一個學生學習物理,首先接觸到的就是物理定律.因此,怎樣搞好物理定律教學,必然是每個物理教師首先要考慮的問題.
在進行某一物理定律教學時,我們有意識補充了大量的與這一定律的建立過程有關的內容,這就是所謂的“溯源”教學.任何一個重要物理定律的建立,都有一個艱辛而漫長的過程.探索定律的工作只所以能成功,這個定律最后只所以能夠確立起來,其中一定有很多科學的研究方法和正確的推理思維方式,這些內容毫無疑問是屬于物理學科中最重要的東西,是人類一筆寶貴的知識財富,也是我們物理教學的寶貴財富.
在講授牛頓萬有引力定律時,我們從第谷對行星進行幾十年的觀測積累的大量第一手資料講起,然后是開普勒在擁有這些數據的基礎上,通過大量計算總結出描寫天體運動的經驗規(guī)律(開普勒三定律),最后才是牛頓用定量的動力學原理對這些規(guī)律予以解釋,終于發(fā)現了對天上、地上的物體具有普遍意義的萬有引力定律.在學習牛頓萬有引力定律的過程中,我們還著重向學生介紹了“歸納法”、“理想化”和“間接驗證”三種科學研究的重要方法.
在學習庫侖定律的過程中,我們糾正了學生由于大多數教科書敘述籠統而形成的錯誤觀念,使他們明白:1.庫侖當年只用扭秤做了兩個同種電荷互相排斥的實驗,而未做兩個異種電荷互相吸引的實驗,因為在后一實驗中的平衡有可能是不穩(wěn)定的.庫侖是用電擺來完成后一實驗的;2.無論是扭秤還是電擺,精確度都是很有限的,根本無法確定兩電荷之間的作用力與距離的平方成反比,更不是和距離的1.98次方或2.02次方成反比.當年的庫侖(實際上還有更早的卡文迪許),以及后來的麥克斯韋、普林普頓等人都是用另一種實驗方法將指數的精度逐漸提高,直至今天的2±3×10-16,終于使庫侖定律成為當今物理學中最精確的定律之一.結合庫侖定律的建立過程,我們還向學生介紹了“類比”和“演繹驗證”的方法.
在學習歐姆定律的過程中,學生一開始都以為研究通過導體的電流和導體兩端的電壓之間的關系是不困難的,只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可.可是我告訴他們,在歐姆那個年代,非但沒有電流表、電壓表等儀器,連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒有,歐姆所面臨的困難之大是可想而知的.他到底是怎樣得到這個電學中最重要的定律的呢?學生頓時產生了濃厚的興趣.在學習歐姆定律誕生過程的同時,我們還結合歐姆的實踐,介紹了用圖線探究新規(guī)律的方法.
此外,我們還結合牛頓運動定律介紹了“理想實驗”、“推理”、“實驗研究”等方法,結合氣體定律介紹了“分析法”,結合能量的轉化和守恒定律介紹了“綜合法”.使學生比較系統地掌握了一些重要的科學研究方法.有的同學深有體會地說:物理定律是寶貴的,但研究物理定律的科學方法更寶貴.誰掌握了這些方法,誰就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘.
在物理定律的教學中,我們在課堂上經常采用設問的方法,不是直接告訴學生某個定律是怎樣建立起來的,而是不斷地提出問題讓學生去思考,擺出困難讓學生去克服,提出任務讓學生去完成,制定目標讓學生去實現.這樣可以有效地發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維和解決問題的能力.
我們要求學生在課外進行大量自學.早在公元前4世紀,古希臘蘇格拉底明確強調過:“好的、正確的教學不是傳遞,而是對學生的自學輔導”.我一貫強調學生要學會自學、討論、研究.我教的優(yōu)秀學生,學得的物理知識,最多只有一半是在課堂上聽我講的,其它一概由他們自學.到一定階段,我開始指定幾個學得比較好的學生輪流給其他學生上課.每次課分兩部分,前半部分由主講同學講,后半部分由全體同學提問、討論.像王泰然和任宇翔在高二階段就給其他同學作過二十幾次講座,楊亮、謝小林、陳匯鋼等同學也不例外.
我們這種自學討論式教學還延續(xù)到學生畢業(yè)以后.獲金牌或學有所成的學生進了大學甚至出國留學后,有機會還回來給小同學談自己的體會.例如1994年暑假任宇翔從美國回國探親一個月,來學校給95、96屆學生講了10次課.他向小學友介紹物理學中一些新進展、中美物理教學中的差異以及他們當年學習過程中曾激烈爭論過的問題,使聽課的學生大受裨益.1996年暑假,謝小林和陳匯鋼兩位金牌獲得者又為97、98屆同學講了十多天課.他們既講物理知識,又講國家集訓隊隊員奮發(fā)學習的感人事跡,使小同學們大開眼界.
這樣的訓練方法也得到了權威人士的肯定.1992年10月,在上海召開的全國物理特級教師會議上,原中國物理學會副理事長、現全國中學物理競賽委員會主任、北京大學沈克琦教授在他的題為“國際物理奧林匹克競賽與中學物理教學”的
報告中說:“我聽到兩名得金牌的上海學生講他們的老師如何培養(yǎng)他們的情況,我認為這個經驗倒很值得推廣.他們說他們的老師不是采取灌輸的辦法,而是啟發(fā)引導,要求他們給同學講課,這對他們搞清概念原理和科學地進行表達都非常有幫助.我想這可能是提高優(yōu)秀學生能力的有效方法之一.”那么自學為什么會對提高學生的能力起這么大的作用呢?從心理學角度來看,自學與聽課可能有以下兩點不同:
(1)人類的思維活動表現為分析、綜合、比較、抽象、概括等過程.一個學生在自學某一個新的物理內容時,少不了理解、思考、建立正確的物理模型等工作,這里面充滿了分析、綜合、比較等過程.因此相對聽課而言,自學對學生的思維活動提出了更高的要求,從而使他們得到更大的鍛煉.
(2)人們的注意可分為無意注意、有意注意和有意后注意三種.事先沒有預定的目標,也不需要作意志努力的注意叫做無意注意;有預定的目標,在必要時還需作一定的意志努力的注意叫做有意注意.一個學生在自學的時候,他的目的一定是十分明確的,而且需要一定的意志努力(否則難以堅持),因此學生在自學時,可保證在絕大多時間內都處于有意注意的狀態(tài),這一點對提高學習效率和學習能力都是很有好處的.有的學生在自學中往往會十分投入,進入一種旁若無人的境地,而相對來說,這種情況在聽課時就比較少.一個學生堅持自學一段時間之后,便能漸漸地從有意注意轉化到有意后注意,即不需要意志努力也能夠將自己的注意力長期保持在這項工作上.有意后注意是一種高級類型的注意,它既有明確的目的,又不需要用意志努力來維持,是人類從事創(chuàng)造性活動的必需條件.學生一旦進入這種狀態(tài),他們的物理學習效率就會大大提高,學習成績就會有明顯進步.
二、實驗研究多一點
物理學是一門實驗科學,物理學中的每一個概念、規(guī)律的發(fā)現和確立主要依賴于實驗.因此,在高中物理教學中加強學生實驗方面的訓練,無疑是提高物理教學質量的一條必由之路.
目前中學物理教學大綱中安排了相對數量的學生實驗和演示實驗,不難發(fā)現,這些實驗存在著某些不足,主要表現在下面幾個方面:
第一,教材中幾乎所有實驗是為配合所學內容而安排的,目的是幫助學生加深對所學內容的理解,因此學生不易通過這些實驗掌握一些重要的實驗方法.
第二,課本中每個實驗的實驗原理及操作步驟都講得十分清楚,學生只需按部就班地完成實驗操作即可.這樣的實驗只能增加學生的感性認識,鍛煉學生的動手操作能力,而對學生創(chuàng)造性思維的訓練是不夠的,也無法培養(yǎng)學生解決問題的能力.
第三,目前課本中的實驗大多是驗證性實驗,學生只要學懂了書上的定律,一般都能輕而易舉地完成實驗.這種安排違反了教育應該走在學生智力發(fā)展前面的原則,對培養(yǎng)學生的能力是不利的.
針對以上不足,我們對實驗教學內容和教學方法進行了改革,使實驗教學為發(fā)展學生的智力,提高學生的素質服務.在實驗內容的改革方面,我們主要采取了以下三條措施:
(1)增加實驗數量.
不論是在課堂演示實驗,還是在學生實驗或小實驗方面,平均增加了60%的實驗.其中有一部分新實驗,學校沒有現成的儀器,安排學生自己制作,對學生有較高的要求.
(2)重視實驗誤差討論.
物理實驗離不開測量,測量是實驗科學最本質的東西.從某種意義上講,結果準確的實驗就是成功的實驗,反之就是不成功的實驗.因此在培養(yǎng)優(yōu)秀學生的過程中,應該讓他們掌握一些必要的實驗誤差的基本知識.在設計實驗方案時,要求學生們盡量消除實驗的系統誤差;在選擇實驗器材時要考慮它的精確程度;在處理實驗數據時,要采用盡量科學的方法.
(3)加強重要實驗方法教學.
在實驗領域中有一些重要的方法,比如減小實驗系統誤差的方法、減小實驗偶然誤差的方法、實驗探究規(guī)律的方法、迂回測量的方法等,這些方法不是在個別實驗中,而是在許多實驗中都有應用,因此具有一定的普遍意義,這些方法一定要讓學生很好地掌握.在必要時,我們甚至根據實驗方法來安排實驗內容,集中安排幾個某種方法體現比較典型的實驗,這樣便于學生深刻領會和熟練掌握某一種實驗方法.
在實驗教學方法改革方面,我們做了以下嘗試:
(1)在課堂上創(chuàng)設一些實驗問題讓學生研究.
在高中階段,每周至少有4節(jié)物理課,充分利用物理課中碰到的各種各樣問題,可設計一些供學生討論的實驗題目,并引導他們一步一步地探索、解決.
我在講功率一節(jié)時,設計了這樣一個實驗題目:要求測定一個人騎自行車的功率.在自行車由靜止啟動的過程中,人做的功除了增加人和車的動能之外,還要克服空氣阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?學生根據自己騎自行車的經驗,認為空氣阻力是很明顯的,不能忽略,而地面和車輪之間的滾動摩擦一般比較小,可以忽略.接下來的問題是怎樣測量人克服空氣阻力做的功?學生都有這樣的體會:頂風騎車時,騎得越快風的阻力越大,因此可以設風的阻力和車的速度成正比.車的速度怎樣測?風的阻力和車速成正比的比例因數是多少?問題一個接著一個地出現,被大家一個又一個地解決,終于找到了一個大家都比較滿意的實驗方案.接著全班同學興高采烈地到操場上去做實驗,最后再回到教室里,師生一起處理實驗數據,作出圖象,得出實驗結果.在整個實驗過程中,除了實驗題目是由老師提出的外,實驗方案和解決問題的途徑都是由學生討論研究出來的,因此他們都覺得很有意思,收獲很大.
(2)對課本中一些重要實驗進行深入研究.
物理課本中有大量現成的實驗,有時可以對這些實驗進行一些討論和改進.
在做直流電路的實驗時,我們讓學生對伏安法測量導體的電阻這個實驗進行了深入的研究.用簡單的伏安法電路,不論是采用電流表內接還是電流表外接,都有系統誤差.結合這個問題,我給學生介紹了補償的思想,然后由學生自己設計了電流補償和電壓補償兩種線路.補償法解決了由于實驗電路不完善帶來的系統誤差,但這個矛盾解決了,電流表和電壓表不夠準確的問題上升為主要矛盾.怎么辦?經過進一步研究改進,大家認為可以用準確度高得多的電阻箱來取代電壓表和電流表,再輔以靈敏度很高的電流表,便可以明顯提高實驗結果的準確度,這就是常用的惠斯通電橋.接下來學生分別用簡單伏安法、補償伏安法和惠斯通電橋測量了同一個標準電阻,比較測量結果,可以證實先前的想法.在歷史上,從伏安法到惠斯通電橋是有一個很長的過程的,而在我們這堂實驗課中,學生經歷了這么一個碰到問題、分析問題、解決問題的完整過程.這樣的實驗課對增強學生的能力是很有幫助的.
(1)和(2)實際上都是不斷地給學生提出新的目標,誘導他們提高實驗水平,我們有時稱之為“目的誘導法”.
(3)給特優(yōu)學生安排一些特殊實驗.
我校有一批進口物理儀器,性能比較好,涉及的實驗內容面也比較廣.這批儀器的說明書是英文或日文的,我指定一名學生準備某一個實驗,要求他先翻譯好說明書,準備好器材,然后帶領其他同學做實驗.這個主講的學生還要準備好一些討論題,在實驗后供同學們討論.學生對這樣的實驗非常感興趣.此類實驗雖然有時和高考、競賽沒有直接的關系,但是這種帶有研究性的實驗對優(yōu)秀學生很有好處.
三、能力要求高一點
物理習題教學是物理教學的重要組成部分.不論是教師還是學生,都在解習題上花費了大量的時間,因此,習題教學的改革是一個很重要的問題.
就本質來說,物理習題是人
們編制的一些假想物理場景.毫無疑問,物理學家是不會去做物理習題的,而他們是在研究那些真實的、尚未發(fā)現的物理規(guī)律.同樣,發(fā)明家也是不會去做物理習題的,他們是在力圖應用已有的物理規(guī)律去解決一系列實際問題,那么我們?yōu)槭裁匆寣W生做那么多人為假想的物理習題?目的無非是要培養(yǎng)學生的理解、分析、推理等能力.所以物理習題教學應該圍繞這個目標來進行.我們常用以下兩種方法來進行習題教學:
(1)按照解題方法組織習題教學
二、“指向學生學習的高中物理教學設計”的基本原則
(一)彈性預設
“指向學生學習的高中物理教學設計”提倡以“彈性預設”為基本原則。教師的預設不能固化。高中物理的課堂教學一旦沿著固定的預設走,就會禁錮學生的思維,使課堂教學變得死板而缺乏生機與活力。比如,在“落體快慢”的討論中,學生的思路不可能都沿著“先想到可能重的物體下落快,再想到可能輕的物體下落快,最后想到可能重的物體與輕的物體下落一樣快”的邏輯順序進行。所以在進行教學設計時,教師一定要考慮到“如何激發(fā)學生的思維、如何順著學生的思路”來推進課堂的教學。彈性預設的好處是使課堂教學變得更為靈活,并隨著學生的有效生成而隨時調整,從而更加契合學生的實際思維。
(二)相信學生
“指向學生學習的高中物理教學設計”提倡以“相信學生”為基本原則。教師不應包辦學生的所有,而要相信學生能發(fā)現問題、相信學生能解決問題。實際上,學生的很多想法往往會超越教師的經驗。因此,在教學設計中,教師只需提出合適的問題,進行必要的引領,相信學生會得出應有的結論。比如,前述“落體快慢”的教學中,5個學生均通過自主選擇的器材證明了自己的觀點是正確的,但5個學生有5種觀點。5種不同的觀點在不同的條件下均成立,看起來有點復雜。即便將觀點1和觀點4合并、觀點2和觀點5合并,也還有3種觀點。這時,學生就迷糊了:憑直覺,這個現象的背后應當有一個更為簡潔的物理規(guī)律,那么是什么造成了有這么多種答案?這時,教師要進行必要的引領。首先,讓學生從討論出發(fā),發(fā)現“重的物體下落比輕的物體下落快”的結論是有問題的。接著,讓學生分析觀點1、4、5的條件,運用控制變量的思想,得出“正是由于空氣阻力的干擾,影響了我們對物體下落快慢的思考”。然后,讓學生用“牛頓管實驗”來驗證自己的想法。最后,播放美國宇航員在月球真空環(huán)境下演示“重錘與羽毛同時下落”的視頻。至此,學生就能水到渠成得出落體快慢的總結性結論。
三、“指向學生學習的高中物理教學設計”的操作模式
“指向學生學習的高中物理教學設計”的操作模式。首先,教師摸準學生的困惑,知曉學生已經知道了什么,還在哪些地方弄不清楚。然后,教師設置情境或設置問題,擊中學生的困惑,特別是挖掘出學生的隱性困惑,再通過師生互動、生生互動的方式揭示問題的本質,澄清學生心中的困惑。在原有困惑解決的基礎上,學生可能會產生新的困惑。這時,教師就要及時抓住學生的新困惑,構建出新的情境或新的問題,再展開新一輪的教學。下面以“渦流”一節(jié)的教學為例,談談相應的操作過程。
(一)教師摸準學生的困惑
學生的困惑主要有四個方面。(1)一個導線環(huán)由于能組成一個閉合的回路,所以當導線環(huán)處于變化的磁場中,導線環(huán)中會產生感應電流。但是一個金屬管處于變化的磁場中,從金屬管截面來看,其應當是一個斷路,那么怎么在金屬管內也會產生感應電流?如有感應電流產生,則金屬管內的感應電流又會構成一個怎樣的閉合回路?(2)一塊金屬處于變化的磁場中,金屬塊內會產生感應電流嗎?如有,則金屬塊內的感應電流回路是怎樣的?(3)當一塊強磁鐵穿越豎直放置的空心鋁管時,由于鋁管中產生的渦流對磁鐵會產生阻力,所以磁鐵下落的時間會明顯變長。一塊強磁鐵穿越豎直放置的“從上到下開有直縫的空心鋁管”時,由于鋁管開有直縫,感覺鋁管中不能構成閉合回路,應當沒有渦流存在,但事實上磁鐵穿越這根鋁管時,與自由落體運動相比下落時間也變長了,這又怎么解釋?(4)將一塊鋁板傾斜放置,當強磁鐵沿鋁板下滑時,鋁板中會有渦流產生嗎?針對學生的困惑,教師設置情境,提出問題。(1)當左邊線圈接上交變電流的瞬間,線圈中產生了變化的磁場,可看到鋁環(huán)突然飛出。請用已學的麥克斯韋電磁場理論解釋鋁環(huán)飛出的原因。(2)利用思想實驗的方法,推導一個空心鋁管如處于變化的磁場中內部是否會產生感應電流。如是,則感應電流的回路是怎樣的?(3)利用思想實驗的方法,推導一個實心的鋁圓柱體處于變化的磁場中內部是否會產生感應電流。如是,感應電流的回路又是怎樣的?
(二)學生展示隱性的困惑
學生覺得一個空心的鋁管、一個實心的鋁圓柱沒有與外界構成回路,處于斷路狀態(tài),鋁管或鋁圓柱內不應有感應電流的產生。教師做對比實驗:鉤碼穿越豎直放置的空心鋁管,時間短;強磁鐵穿越豎直放置的空心鋁管,時間長。師生、生生展開討論,解釋實驗現象。仔細觀察空心鋁管,不難發(fā)現,鋁管雖薄,卻也有一定的厚度,所以在薄鋁管的橫截面方向上會構成一個個閉合的回路,說明只要空心鋁管中的磁通量發(fā)生變化,空心鋁管內就會產生渦流。也可以將空心鋁管看成是由多個金屬鋁環(huán)疊合而成的,每個細分的鋁環(huán)都可以看成一個閉合回路,所以在空心鋁管中當然存在著渦流了。經討論,有學生提出,實心的鋁圓柱體可以細分成一片片的金屬鋁片,那么實心鋁圓柱體可看成是由一片片金屬鋁片疊合而成的,而每一片鋁片又可看成是由多個半徑不同的同心鋁環(huán)構成的,所以金屬圓柱體處于變化的磁場中同樣會產生渦流。
(三)師生揭示問題的本質
根據麥克斯韋電磁場理論,變化的磁場產生渦旋電場。正是由于渦旋電場的存在,空心鋁管、實心鋁圓柱體內都產生了渦旋狀的渦電流。
(四)教師摸準學生新的困惑
教師提出新的問題:“金屬塊與磁場發(fā)生相對運動時,金屬塊內會產生渦流嗎?比如,當強磁鐵穿越豎直放置且中間開有豎直直縫的鋁管時,這個不完整的鋁管內有渦流產生嗎?”學生普遍認為不可能有。理由是:不完整的鋁管的橫截面是斷路,無法形成閉合回路,應當沒有渦流產生。教師演示對比實驗。實驗表明,鉤碼穿越豎直放置的開有豎直縫隙的空心鋁管,時間短;強磁鐵穿越豎直放置的開有豎直縫隙的空心鋁管,時間長。
(五)學生展示新的困惑
學生普遍認為,不完整的鋁管橫截面是斷路,無法形成閉合回路,不應產生渦流。這與“強磁鐵穿越豎直放置且開有豎直縫隙的空心鋁管時間長”的事實發(fā)生了矛盾。教師再提出新的問題:如強磁鐵從鋁板構成的斜面上滑下,鋁板內會有渦流產生嗎?教師演示對比實驗:木板一端墊高,另一端置于水平面,在木板上鋪一張白紙,圓柱體強磁鐵置于木板的上端,靜止釋放磁鐵,磁鐵做勻加速直線運動,下滑時間較短;在木板上鋪一張鋁板(可保證前后兩次實驗傾角相等),再在鋁板上鋪一張白紙,然后將圓柱體強磁鐵置于鋁板的上端,靜止釋放磁鐵,結果磁鐵下滑很慢,下滑時間很長。這時,學生就更糊涂了:磁鐵滑過鋁板,鋁板內怎么也有渦流產生,這里邊的渦電流怎么組成回路?
在物理教學中的教學方法很多,而物理模型教學法可以說是其中很重要的一種方法??v觀物理學的發(fā)展史,模型方法在物理學的產生發(fā)展過程中發(fā)揮了重大的作用。物理學的發(fā)展史可以說是一個建立物理模型和用新的物理模型代替舊的物理模型的過程。物理學中的概念、規(guī)律和公式等幾乎都是借助于物理模型進行抽象概括而來的。可以說,不了解和不掌握物理模型的方法,就學不好物理。學生的主動性、創(chuàng)造性得不到充分的發(fā)展,反而受到壓抑?,F在大力提倡創(chuàng)新教育,就要求教師轉變教育觀念,緊緊抓住以學生為主體這一教學特征,讓學生學會思維,掌握處理實際問題的方法,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,而不僅僅是讓學生學習必要的物理基礎知識。建立正確鮮明的物理模型本身就是重要的物理內容之一,它與相應的物理概念、規(guī)律現象相依托,它是物理教學的重要方法和有力的手段之一。同時了解物理模型的遷移和轉化,對于物理邏輯的培養(yǎng)和學習能力的提高具有深遠的影響,所以我們應充分重視物理教學中的物理模型教學法的作用。下面,我們就針對在高中物理教學過程中出現的模型問題從三個方面進行討論。
一、利用物理模型強化對物理知識的理解
在高中物理的學習中有很多容易混淆的概念和規(guī)律,我們如何區(qū)分這些知識對與我們理解和運用物理規(guī)律解決實際問題就有重要的指導作用。這里就針對力學的中的幾種容易混淆的概念模型進行比較。
學生通過比較,可以很清晰地區(qū)分這些相接近的概念間的差異,在解決問題中有了明確的方向,提高了學習效率。
二、利用重要物理模型提高物理知識的學習能力
在高中物理學習的過程中,有許多重要的物理模型是我們在學習物理知識的過程中應及時總結并加以應用,這就要求我們在教學過程中有意識地對重要模型加以分析和歸納。
下面我們來討論在高中階段對學生解決問題有重要幫助作用的柱體微元模型。學生從單個質點牛頓力學的學習,到連續(xù)介質(流體、電荷等)問題的求解過程中,研究的對象從一個質點躍遷到無數質點組成的連續(xù)介質,也要求學生解決問題時的思維上升一個臺階,通過運用微元柱體這一物理模型可以突破這類學生感到困難的問題。
1.質量柱體微元模型
對于速度為v定向流動的密度為ρ的連續(xù)流體,可在v方向選取一橫截面積為S的柱體微元,則在Δt時間內通過S截面的流體質量即為以vΔt為高、以S為底的柱體微元的質量。柱體微元質量表達式為:Δm=ρSvΔt。
對該問題的解決不能只停留在原有的情景上,而應將問題轉換成我們熟悉的問題來解決,即通過認真讀題后,把實際問題加工改造成相關的物理模型來處理。如圖3所示,將心臟每跳動一次輸送的那部分血液視為一長為L,橫截面積為S的液柱。血液柱受到心臟的推力為F,每次心臟推動液柱前進的位移為L。由壓強公式P=FS可知,心臟每跳動一次,推動血液做的功為:W=FL=PSL=PV其中V為心臟跳動一次輸送血液的體積。因心臟每分鐘跳動n=70次,故心臟的平均功率應為:P=nW/t=70W/t=1.4W。
2.電荷柱體微元模型
類似于質量柱體微元的建立,對于速度v定向連續(xù)移動的電荷(導體中傳導電流或真空中電流),也可以在v方向選取一橫截面積為S的柱體微元,則Δt時間內通過S截面的電量即為以vΔt為高、S為底面積的柱體微元中的電荷的電量。柱體微元電荷表達式為:
ΔQ=NeSvΔt。其中N為單位體積中的自由電子數,e為電子電量。
對于重要的物理模型,我們在教學過程中要讓學生理解透徹,同時逐漸學會將實際問題轉化為物理模型的本領,從而提高學習能力。
在高中物理教學中運用物理模型教學法,對于學生學習物理知識具有很大的指導作用,具體體現在以下幾個方面。一是有利于學生形成清晰的物理概念。物理概念是反映物理現象和過程的本質屬性的思維形式,是物理事實的抽象,這不僅是物理基礎理論知識的一個重要組成部分,而且是構成物理規(guī)律和公式的理論基礎,物理概念中有相當一部分是以模型的形式出現(概念模型)。它們是物理現象和事實抽象出來的,用來表征物質屬性和描述物質運動狀態(tài)的。學生對物理模型這個科學方法的精髓是否領會,直接影響他對有關概念的理解、掌握和運用,影響對物理知識整個大廈的構建,因為概念是構建這個大廈的基石。二是有利學生對物理規(guī)律的正確理解。物理規(guī)律是物理知識的骨架,是物理學的核心的內容。物理學中所總結出的反映運動變化的規(guī)律實質上就是物理模型的運動變化規(guī)律,從研究的主體對象到研究的過程無不體現模型觀點和方法。物理規(guī)律的教學過程實質上是幫助學生學習物理模型,運用物理模型,有助于學生對物理規(guī)律的深刻理解,有利于學生對物理意義領會,準確把握物理規(guī)律的成立條件和適用范圍。三是有利于學生解決實際問題。每一個具體的物理問題所描述的物理現象或過程都對應著一定的物理模型,要解決問題必須要對對象進行抽象簡化和近似處理,以建立起一個合適的物理模型,若模型建立起來了,就等于已經揭開了掩蓋著物理現象和過程本質的面紗,必要時再用等效、類比等方法將問題進行異形處理(異化構建模型),問題就迎刃而解了。
三、利用典型物理模型促進物理知識的學習
在高中物理學習中,單擺是一個非常典型的物理模型。學習、理解、運用單擺這一模型對于我們學習簡諧振動有很重要的意義?,F在,我們就來具體討論這個問題。
1.典型物理模型的學習
隨著認知學習理論的發(fā)展,人們越來越認識到,學習是一個不斷處理信息、形成知識網絡并用來解決問題的內化過程。有效的學習者應當是一個積極的信息加工工作者、解釋者和綜合者,能使用各種不同的策略來存儲和提取信息。
探究性學習既是生物新課標倡導的理念,也是新課標規(guī)定的教學內容。高中生物課堂教學中更多的是文本探究活動方式,主要以資料收集處理、邏輯推理或方案設計為呈現方式,通過開拓學生的思維來滲透探究的理念。
一、文本探究的信息流程
教學過程中,對于文本類教學內容,教師利用各種信息來源設計豐富的探究素材,并在此基礎上設問質疑。這些資料在學習整合過程中就變成了數字化的信息資源,學生可以基于問題展開文本探究。
1.指導自學,提取感知信息
學生通過閱讀、分析知識及其結構特點,進行信息的提取,尋找主干信息,感知變化的主線和最佳突破方案。如,學習有絲分裂和減數分裂就要提取出其變化的主干信息,即染色體的規(guī)律性變化。學生通過畫關鍵詞和重點句,捕捉關鍵信息,感悟知識的內涵,培養(yǎng)熟練接收信息的能力。
2.質疑設問,篩選加工信息
學生在閱讀感知信息的過程中產生疑問,因個人理解的角度不同而獲得不同的體驗,在客觀提供的信息材料中結合自己已有經驗進行思考和判斷,從中篩選出與學習內容相關的信息,形成自己的推論。學生通過質疑和推測對學習材料進行精加工,挖掘課本表述的言下之意和言外之意,通過討論爭辯,在思維的相互碰撞中加深對知識的理解。
3.提煉總結,編碼交流信息
信息只有經過加工處理,并以一定形式正確表達出來,才能說明真正掌握。學生明確自己的觀點后,在與同伴交流中,用自己的語言或通過繪制概念圖、思維導圖等概括新概念,通過語言表達和圖示繪畫的雙重編碼,掌握內化所學的信息,從而被長期記憶。
4.融會貫通,概括輸出信息
引導學生把已編碼的信息進行重組、提煉,在課堂中善于將所學知識運用到新的學習情境中,積極嘗試運用生物學知識解決生活生產中的實際問題,達到學以致用的目的。
案例:“細胞有絲分裂”的學習,學生首先提取感知信息,觀看教師提供的“植物(動物)有絲分裂過程Flash”,認識到有絲分裂是一個過程性的知識,并直觀地發(fā)現有絲分裂過程中最重要的變化發(fā)生在細胞核。學生從動畫中已提取到了主干信息和最佳突破口,接下來篩選加工信息,閱讀、對比、分析不同分裂時期的圖片,抓住其中最重要的信息——染色體的變化,從而概括出各時期特點。通過表達交流,達成共識,掌握細胞分裂的內在規(guī)律,即染色體的規(guī)律性變化,并總結出染色體、染色單體、DNA數目之間的關系,用曲線圖加以描繪,實現信息的編碼。
如果學習過程僅到此,還不足以讓知識轉變?yōu)殚L時記憶,進行信息輸出尤為重要。學生必須能用自己的語言概述出每個時期的特點,因為會說在一定程度上代表掌握。在此基礎上,學生還必須會用簡筆畫繪出細胞分裂各時期染色體(或染色質)的形態(tài),能畫出包括紡錘體、染色體行為在內的整個細胞圖,因為會畫,才說明知識已內化。能否用正確的圖像表達各時期的特點,是檢查學生對細胞有絲分裂過程是否掌握的最簡潔的方法。這種編碼處理信息的方式有助于加強學生對知識的建構,加強長時記憶。
二、文本探究的教學策略
在學習的信息加工系統中,存在著對信息流動的執(zhí)行控制過程,監(jiān)視和指導認知活動的進行,評估學習中的問題,確定使用什么教學策略來解決問題,評價所選策略的效果。
1.“復述策略”培養(yǎng)知識的遷移
復述策略是在工作記憶中為了保持信息,對信息進行反復加工,即運用內部語言在大腦中重現學習材料,以便將注意力維持在學習材料之上的教學策略。任何新的學習都是建立在原有的知識經驗上的。現代認知心理學把知識的遷移看成是先前學習的知識在后繼學習中的應用。教師要引導學生在學習新知識時不僅能熟練使用學過的知識,而且能將舊知識組織、歸納并應用到新的學習情境中,使他們具有一定的知識遷移能力。
例如,減數分裂是一種特殊形式的有絲分裂。在進入減數分裂過程的學習時,讓學生先回憶并復述有絲分裂的相關內容,即分裂過程中DNA、染色體、染色單體數目的變化和每個時期的分裂特點,然后再通過閱讀減數分裂的圖群,分析其“特殊性”主要表現在哪些方面,通過比較兩者的異同,認識到減數分裂的特殊性,從而實現知識的遷移。
2.“主線策略”建立知識的邏輯
新課標下教材的編寫是圍繞主線展開的,學生在學習過程中也要遵循這樣一條主線,在頭腦中建構起知識的框架,從而讓學習變得富有邏輯性。必修三個模塊遵循的主線分別是:探究生命的物質基礎和結構基礎;人類對基因的本質、功能及其現代應用的研究歷程;生物個體、種群、群落和生態(tài)系統各個層次系統穩(wěn)態(tài)的維持。學生在學習過程中要立足知識的主干,建立思維的連續(xù)性和邏輯性。
例如,“基因指導蛋白質合成”是必修2中遺傳學知識在個體、細胞、分子水平內在邏輯聯系這條主線中的一個重要環(huán)節(jié)。轉錄、翻譯是連接DNA與性狀關系的橋梁,因此在探究過程中,要明確一條主線,建立邏輯推理過程。引導學生探究四個問題:(1)基因位于細胞核中,怎么去指導細胞質中的核糖體合成蛋白質?(2)mRNA只有4種堿基,如何決定20種氨基酸?(3)翻譯過程如何決定氨基酸的順序?(4)游離存在于細胞質基質中的氨基酸如何到達核糖體合成多肽鏈?學生不斷利用已有的基礎知識進行邏輯推理,完成主線建構。
3.“視覺策略”提升知識的整合
根據信息模式的分類學,信息可以用視覺方式進行表征。教材中的結構模式圖、生理活動示意圖等,是生物學科獨特的語言符號。視覺符號易被快速識別,可以幫助學生在短時間內準確接收大量信息,與文字相比更易于被學生接受。視覺圖式信息,能使學生迅速、準確地獲取信息,通過掃描關鍵詞從信息資源中抓住知識的脈絡,形成整體輪廓式的信息認知。實際上,學生“讀”圖的過程就是積極思維的過程,是提取信息、分析信息、處理信息的過程。教師在指導學生讀圖與圖群時,設計與圖文相匹配的讀圖指導題,使學生通過識圖——析圖——釋疑,最終自主構建知識。
例如,“興奮在神經元之間的傳導”的學習,就是完全建立在對突觸圖群理解的基礎上。學生提取圖中的畫面信息可以確定:神經元之間有間隙,突觸小體是軸突的末梢,神經遞質通過外排作用釋放,線粒體表明需要耗能,突觸后膜上有受體等。再通過探究問題把零散的知識整合起來:
(1)神經纖維上的神經沖動以電信號的形式傳遞,電信號如何從前膜經間隙傳到后膜?
(2)興奮能從樹突傳到軸突嗎?
(3)興奮在神經纖維上的傳導速度與在神經元之間的傳遞速度一樣么?
需要學生將直觀的視覺信息與原有的知識結構關聯起來,讓新舊知識發(fā)生相互作用,推測出興奮在神經元之間的傳遞需要經過一個信號轉變過程,在此基礎上提供突觸的膜電位變化圖示,通過討論交流,完成“興奮在突觸間單向傳遞”的特點歸納。
4.“精加工策略”讓知識融會貫通
美國教育心理學家布魯納認為:“人類記憶的首要問題在于組織”。組織好的、系統的知識容易鞏固在記憶中,即使忘掉了其中的某一點,通過聯想也容易把它恢復重現出來?!熬庸ぁ笔侵笇W習材料做精細的加工活動,即通過在要記憶的材料基礎上增加相關的信息來達到對新的材料記憶的學習方法。通過形成新舊信息間的附加聯系,把所學的新信息和知識聯系起來,應用已有的圖式和已有的知識使新信息合理化,從而促進對新信息的理解與記憶。對生物學概念和規(guī)律的理解,要關注其內涵和外延,在對關鍵概念全面認知的基礎上把那些分散的、零星的、在課本里跳躍性出現的知識點整理出來,對它們進行比較、歸納,找出各部分之間的內在聯系和規(guī)律性的東西,串聯成清晰的知識鏈,從而使學生對所學知識能上下相互溝通、左右觸類旁通。
如,對于“遺傳物質”這一知識點的學習,可將分散于必修1、必修2不同章節(jié)中有關“細胞中的生物大分子”、“減數分裂”、“DNA的結構和復制”、“基因控制蛋白質的合成”等片斷的、零亂的知識點進行梳理,按照“配子、染色體、DNA、基因、蛋白質、性狀”這樣一條主線來組織內容。
精加工策略一方面能夠使新知識與已有知識取得聯系,增進對新知識的理解;另一方面經精加工的信息進入已有知識體系中,在以后需要喚起時易于檢索。
5.“組織策略”構建知識網絡
G711
教育改革的不斷深入,使得高職院校的作用逐漸被凸顯出來,作為我國高等院校重要的組成部分,高職院校為社會輸送了大量具有專業(yè)技能的人才,但是隨著教育資源的缺乏,我國高職院校在面對社會大量的需求時,相關配套設施和體制建設方面存在較大的缺失。尤其在高職院校學生輔導員隊伍建設方面,學生輔導員工作內容較多,涉及學生的方方面面,對于學生輔導員的個人素質和能力都是較大的考驗,且管理上存在缺失,未能有效運用工作機制,使得高職院校學生輔導員的專業(yè)素質能力差異較大,不利于學生工作的開展。因此,必須要從隊伍建設角度入手,通過合理配置資源,優(yōu)化隊伍發(fā)展結構,同時明確高職院校學生輔導員的工作職責和內容,才能發(fā)揮出一線工作者的作用,才能為高職院校學生提供良好的教育和指導。
一、高職院校學生輔導員隊伍管理中存在的現實問題
(一)崗位職責不夠明確
崗位職責不夠明確是當下高職院校學生輔導員隊伍管理中存在的主要問題。有的高職院校對于學生輔導員未設立單獨的崗位,凡是從事于學生管理工作的教師都被稱作學生輔導員,造成高職院校學生輔導員的隊伍管理范圍不確定。另外,高職院校學生輔導員往往身兼數職,既負責學生的日常工作,同時也要跟進學院的日常工作,這樣的情況導致學生輔導員有的掛職在學生處,有的在各系辦公室中,使得高職院校學生輔導員隊伍管理工作難以順利開展[1]。除此之外,師資力量不足也是導致高職院校學生輔導員工作較為繁瑣的原因,學生規(guī)模不斷擴大,而專業(yè)的學生輔導員數量較少,人員不足使得一個學生輔導員往往要帶多個班級,在一定程度上影響了教學管理的效果。
(二)隊伍發(fā)展層次較低
目前學院對于高職院校學生輔導員隊伍建設的重視力度還有待加強,高職院校學生輔導員的工作能力直接影響了學生的學習和生活,大學生活區(qū)別于高中集中化的管理,要求了學生在半開放的環(huán)境里不斷強化個人生活與學習的能力,從而為將來踏入社會做好準備[2]。但是目前高職院校學生輔導員的隊伍結構存在不合理的情況,主要是由于部分的高職院校學生輔導員專業(yè)性不強,對于學生工作的開展缺乏相關的經驗,尤其在思想道德教育方面,缺乏正確的知道方法使得高職院校學生輔導員的工作效率低下,作用被限制。另外,在學歷和職稱方面,高職院校學生輔導員相較于專業(yè)教師有很大的差距,專業(yè)知識水平有限使得在實際的教育工作中未能發(fā)揮出崗位的作用,降低了高職院校學生輔導員隊伍的發(fā)展層次。
(三)隊伍人員流動性強
目前高職院校學生輔導員采用的是聘用制度,現行的輔導員制度也使得高職院校學生輔導員隊伍的流動性較強,采用聘任制度,能夠便于實際的管理和考核,但是福利待遇上目前高職院校學生輔導員和專業(yè)教師的存在差距,且高職院校學生輔導員的入行門檻較低,多數高職院校學生輔導員都希望以學生輔導員這一崗位作為跳板,能夠從事于行政管理等工作。因此,人員流動性強,使得管理工作難以開展[3]。另外,高職院校學生輔導員的工作任務重,較為繁瑣,使得輔導員在實際的工作中壓力較大,心態(tài)失衡,辭職或轉任的情況較多。而學院為了保證高職院校學生輔導員的數量,不得不放低選拔標準,新上任的輔導員經驗不足,能力存在欠缺,導致實際的工作效果不理想,不利于高職院校學生輔導員的隊伍建設和管理。
(四)人員素質差異較大
高職院校學生輔導員這一崗位對于個人能力的要求較高,不僅需要為學生提供生活上的指導,同時在思想方面、心理方面以及學習方面都要具有較強的專業(yè)能力。但是在實際的高職院校學生輔導員隊伍管理過程中,人員素質差異性較大是普遍存在的問題,這主要是由于兩方面因素造成的:一方面,學院對于高職院校學生輔導員的培訓力度還不夠,崗位人手不足,且未有大量的時間對于高職院校學生輔導員的能力進行系統性的培訓,多數高職院校學生輔導員倉促上崗,未能發(fā)揮出工作的作用;另一方面,高職院校學生輔導員對于崗位的認識不清,工作缺乏主動性,不愿意全身心的投入到學生工作中,工作精神缺乏也使得高職院校學生輔導員的能力表現具有差異化,對于學生的工作開展效果不佳[4]。
二、強化高職院校學生輔導員隊伍管理的改進措施
(一)科學設崗,合理配置
高職院校學生輔導員是教師隊伍中重要的組成部分,所以,必須要加強對于高職院校學生輔導員隊伍管理的重視力度,要在人才的培養(yǎng)方面投入更大的人力和資源。因此,要注重科學設崗,首先要明確工作崗位的職責和權限,實現規(guī)范化管理;其次,要注重人員的合理配置,保證一個班級配有一名專業(yè)的學生輔導員,減p高職院校學生輔導員的工作任務量,從而人提高工作能力和效率;最后,要注重合理配置資源,學院的招生數量越來越多,學院領導必須要著眼于學院發(fā)展的實際情況,要合理配置教育資源,將高職院校學生輔導員進行細化,分為專職輔導員和生活輔導員,設立在學工處和學院各系辦公室,從而方便于對高職院校學生輔導員隊伍的管理[5]。
(二)提高標準,優(yōu)化結構
高職院校學生輔導員在實際的學生工作中發(fā)揮了巨大的作用,為了提高高職院校學生輔導員整體的發(fā)展層次,學院必須要提高招聘的標準,要嚴格制定選拔制度,要貫徹教育部門的相關要求,從黨員教師和干部中聘選高素質的人才,或者從任職教師中聘選高職院校學生輔導員,利用教師多年的教學經驗和專業(yè)能力,從而達到優(yōu)化高職院校學生輔導員人員結構的目的[6]。另外,學院要注重加強對于高職院校學生輔導員的培訓工作,通過提供系統性的學習機會,強化高職院校學生輔導員的個人能力,從而幫助學生輔導員更好的開展工作。
(三)科學管理,注重發(fā)展
科學管理高職院校學生輔導員隊伍是保證每一名高職院校學生輔導員發(fā)揮工作職能的前提,因此,在實際的管理過程中,首先要注重建立健全相關的制度,要根據高職院校學生輔導員的崗位性質,明確其崗位目標,建立相應的考核制度,使得高職院校學生輔導員在實際的工作中能夠有明確的工作目標,有助于學生工作的開展。另外,要注重增強高職院校學生輔導員的崗位待遇,以激勵政策充分調動高職院校學生輔導員的積極性,從而實現高職院校學生輔導員隊伍的不斷壯大。
(四)強化職業(yè)定向,提高整體實力
高職院校學生輔導員崗位的流動性較強是影響管理效果的主要因素,因此,為了順應當下的教育形勢,我認為必須要強化職業(yè)定向,要將高職院校學生輔導員視為一個專業(yè)性的崗位,同樣具有科研價值和實踐意義,要多采用專職專聘的形式,注重發(fā)揮出崗位的優(yōu)勢,要強化輔導員的個人素質,要讓輔導員正確且全面認識輔導員崗位,注重崗位精神的培養(yǎng),提高高職院校輔導員的職業(yè)道德素養(yǎng),從而提高高職院校學生輔導員隊伍的整體實力。
三、結語
四、綜上所述,新形勢下,社會對于高職院校所報以的期望越來越大,為了能夠更好的開展學生工作,必須要強化高職院校輔導員的管理效果,要正確對待輔導員崗位,通過建立健全相關的制度,將管理工作落到實處,同時注重提高高職院校學生輔導員的專業(yè)能力和素質,通過科學的管理和完善的培訓制度,從而發(fā)揮出崗位的職責,從而促進高職院校學生的全面發(fā)展。
參考文獻:
[1]柏雨竺.高職院校輔導員如何開展學生管理工作――基于教育部24號令提出的輔導員八項主要工作職責[J].學理論,2013,02(02):300-301.
[2]胡亮華,陸虎.高職院校輔導員“內提-外促-互學”三位一體培養(yǎng)機制研究[J].南通航運職業(yè)技術學院學報,2013,05(01):82-85.
[3]王周鎖,周廣闊,吳,楊杰.高職院校學生工作精細化管理與服務方法探究――以楊凌職業(yè)技術學院輔導員“五知”工作為例[J].船舶職業(yè)教育,2014,08(05):72-75.