1.物理程序设疑教学法
学习物理的过程,是知识循序渐进、逐步积累的过程。针对这一特点, 教师在教学过程中,可采取程序设展教学法——针对某一节内容,一个题 目或一组物理数据按一定程序不断地设置疑问,逐步引深内容的内涵和外 延,从而揭示物理规律的方法。
江西九江炼油厂中学雷良琦、连山明实验并总结了这种按程序设问的 教学方法。
【理论依据】
自 70 年代以来,国外开始试验一种称之为“程序之匣”的教学方法。 它有点像玩具,里面设置机关,当学生准确解决了一个问题之后就可输入 结果。这时,匣子里的机关自动打开并“跳”出又一道问题来,它比前一 个问题略难。
每一个匣子就是一组或多组程序习题,具有一个教学单元或一小节的 完整的知识结构。问题由易到难,由浅到深,形成一个前题启发后题的相 关性知识结构。同一组题中,题型较多,有选择、填空、叙述、计算等。 这就是“程序之匣”。
匣子上有计时装置,学生在规定的时间里解不出题来,匣子会自动 “跳”出一行提示来,学生也可自己按下要求给予提示的键位。据说,这 匣子很适合于小学和中学学生使用。但实际上高中学生用它的较少。“程 序之匣”的程序编制以及机关的微电子控制电路都颇费工本,非我们现在 一般学校的财力所能为之。在我们的条件下用程序式的习题组来进行(显 然,不是任何时候都可以这样做的。比如概念性很强,理论层次结构复杂 的章节仅用程序题组也许就“说”不清楚。)则是可行的。
把编排好的程序题组印发给学生,让学生按题目的顺序做,也允许他 们讨论,老师只做巡回个别辅导。
在程序题的编制过程中,注意以下几点:
1)题组要能包含所要完成的教学内容,重点地方可用不同题型适当重 复。
2)程序题组应具有不陡的知识结构梯度,相邻题之间尽可能做到有提 示式的相关性。
3)题目容量要配备得当,数字要尽可能好算,最好是用心算就能得出 结果,不使学生在繁琐的计算上耗费精力。
4)适当照顾与前置章节的有用概念的关联。
【教学程序(例一)】
以《电容器的连接》(高中《物理》下册)为例,具体分析一下这种
方法的运用。 教学过程如下:
第一步:出示问题Ⅰ:现只有 10μF10V、20μF20V、20μF10V 三个电 容器,而电路中需要 50μF 的电容,怎么办?
(有人说串联,有人说并联。究竟怎么办?有待我们学习电容器的连 接。)①电容器的并联(如图 1):
C1 C2 C3
Q1
Q2
Q3
U1
U2
U3
问题 1:U 与 U1、U2、U3 有什么关系?(学生易答) 问题 2:Q 与 Q1、Q2、Q3 有什么关系?(学生易答)
问题 3:C 与 C1、C2、C3 有什么关系?(学生答不上来,通过提示,学
生易
推导 C=C1+C2+C3)
问题 4:对几个电容器并联呢?(从特殊到一般,学生易答) 问题 5:U、Q、C 的关系用物理语言如何来解释?(学生易答) 问题 6:并联时总电容器怎样变化?耐压值呢?(学生易答) 问题 7:(再回到问题Ⅰ)是串联还是并联呢?(学生易答)
第二步:出示问题Ⅱ:(接Ⅰ)若将这三个电容器串联起来,总电容 该是多少?(学生答不上来,有待继续学习电容器串联)
②电容器的串联(如图 2):
C1
C2
C3
C
U1
U2
U3
U
Q1
Q2
Q3
Q
问题 8:U 与 U1、U2、U3 有什么关系?(学生易答)
问题 9:Q 与 Q1、Q2、Q3 有什么关系?(学生易答)
问题 10:C 与 C1、C2、C3 有什么关系?(学生答不上来,或不加思
1 1 1 1
索地认为C = C1 + C 2 + C3 。分析提示,学生易推导
? ? ? )
问题 11:对几个电容器串联呢?(学生易答)
C C1 C2 C 3
问题 12:这些关系用物理语言怎样解释?(学生易答)
问题 13:串联时总电容怎样变化?耐压能力呢?(学生易答) 问题 14:(回到问题Ⅱ)总电容该是多少?(学生易答)
第三步:出示问题Ⅲ:(接Ⅱ)串联后电路总耐压值是多少?(多数
学生不加思索,认为 U=10+10+20=40 伏,指出不对,引导分析)
问题 15:C1、C2、C3 在此电路中会同时达到耐压值吗?(学生易答:
不一定)
问题 16:那怎么办??(学生无言)
问题17 :由Q = Q = Q
和C = Q 知C∝ 1 ,而此时C ∶C
∶C =
1 2 3 U U
1 2 3
1∶2∶2,则三个电容器上的实际电压之比 U1∶U2∶U3=?(学生易答 U1∶
U2∶U3=2∶1∶1)
问题 18:要使每个电容器的实际电压都不超过各自耐压值,且符合 U1∶U2∶U3=2∶1∶1 的比例,那总的耐压值究竟为多少?(大部分学生能 答出 U=10+5+5=20 伏)
问题 19:U=20+10+10=40 伏为什么不行?(学生易答) 问题 20:5+2.5+2.5=10 伏又为什么不行?(学生易答)
教师引导学生小结:串联电容器组的总耐压值为每个电容器上的电压
1 1 1
之和U1 ∶U2 ∶U 3 =
1
实际电压之和。
? ?
C2 C 3
,且都不超过各自耐压值的最大
第四步:教师简要小结,课毕 本程序设疑教学由三个大问题组成。首先设置问题Ⅰ,研究电容并联
特性;然后设置问题Ⅱ,讨论电容器串联特性;最后设置问题Ⅲ,解决串 联电容器组的耐压值问题,突破了难点,突出了重点。除此之外这样来教 还有两大特点:
①有利于调动学生学习主动性,激发他们的学习兴趣。 这种教法通过一连串的设置疑问,活跃了课堂气氛,使学生认识活动
的内部经常伴随有猜想、惊讶、困惑,感到棘手,紧张地沉思、期待,寻 找理由和证明。激发了学生的学习兴趣,使学生用科学观点来评价现象和 过程,并引导学生了解科学认识的方法。
②有助于启发学生积极思维,培养学生分析问题、解决问题的能力。 通过不断地设置疑问,可使学生开动脑筋,积极思维。而且通过由浅 入深,由简到繁的具体问题的讨论,前后有序地揭示了新的物理规律,这 正是培养了学生分析和解决实际问题能力,同时发展了学生的认识能力。
【教学程序(例说二)】
以惠斯通电桥一节为内容的程序题代课试验题组。 这一节属于选学内容,题目共编制了二套:一套是属于认知和了解级
别的基本题:另一套是强化题。分两节课发给学生,让他们在课堂上当堂 完成。试验情况在文末加以评估。
第一组
(按次序解题,45 分钟内完成。)
1)导体中存在电流的条件是 ;电场中A、B两点的电势的差值叫
做 ;记做U AB ,设A点电势为UA ,B点电势为U B ,则UAB = 。
2)在图 1 所示的电路中,R1=R3=4Ω,R2=R4=8Ω,电源电动势ε=12V,
内阻 r=0,求:
①UAB,UAD,UBD;
②如果在 B 点和 D 点之间用导线连接,搭一路“桥”,这根导线上有 电流流过吗?为什么?
③证明:R1/R2=R3/R4。(提示:UBD=0,UB=UD,UAB=UAD,UBC=UDC)
3)在第 2 题中,若“桥”这根导线上加接一只电流表 G,如图 2 所示。 那么,图 2 这种形式的电路就是“惠斯通电桥”电路。其中 R1、R2、R3、
R4 四个电阻连成四边形 ABCD,四边形的四条边,即四个电阻就是电桥的四
个臂,四边形的两个顶点 A、C 之间接一电源(外加一电键),另两个顶点 B、D 之间接一只电流表 G,它把 ABC 和 ADC 两支路连通。
图 1 图 2 图 3
在第 2 题中,R1/R2=R3/R4,UBD=0,UB=UD,BD 导线中无电流流过,也
就是接入电流表 G 时,G 中无电流流过,指针不偏转,此时称为电桥平衡。 很明显,如果 R1/R2≠R3/R4,那么,UBD≠0,UB≠UD,电流表 G 中有电流流 过,此时电桥不平衡。从而可知,要判断电桥是否平衡,只要
观察 ,电流表G的作用是 ,电桥的平衡条件是 。
4)用惠斯通电桥可以测量电阻值。图 3 中,R1 是待测电阻,R1、R2、
R3 是已知电阻,其中至少有一个(例如 R2)是可调的。当开关 K 接通后,
逐步改变可调已知电阻的阻值,直到电流表G的指针 ,此时电桥平
衡,则待测电阻R = 。用惠斯通电桥测电阻,其精确程度跟
和 有关。
5)(选做题)试证:若 R1/R2=R2/R4,则(a)型接法与(b)型接法等效(图
4)。
图 4 第二组
1)如图 5 所示,每个电池的电动势均为 1.5 伏特,内阻均为 0.5 欧姆, 问:
图 5
①这是一个电桥吗?为什么?
②电流表 G 的读数是多少?
2)图 6 中的各物理量已标出,R4 是一个可变电阻,R1、R2、R3 均为定
值电阻。当开关 K 接通后,逐步改变 R4 的阻值。
图 6
①当 R4 调节到大于 4 欧姆时,下列判断正确的是:(A)、UBD>UCD;(B)、
UBD<UCD;(C)、UBD=UCD。答:
②当 R4 调节到小于 4 欧姆时,下列判断正确的是:(A)、UAB>UAC;(B)、
UAB<UAC;(C)、UAB=UAC。答:
③当R 4 调节到 欧姆时,U B = UC ,这时U BC ? 0,或称U CB ?
0。这种情况下,B、C 两点间接一个灵敏电流计 G,它的指针会偏转吗?
3)在图 7 中,AB 是一根粗细均匀的电阻丝,设 AC 段长 L1,电阻为 R1,
BC 段长 L2,电阻为 R2,试用电阻定律证明:L1/L2=R1/R2。
图 7
4)图 8 是一滑线式电桥,它属于惠斯通电桥的一种。R0 是标准电阻,
阻值已知。RX 是待测电阻。AB 是一根粗细均匀的电阻丝,C 是可以在 AB
上滑动的触头,G 是灵敏电流计,它接在桥 CD 上。当滑动触头 C 移动到某 一确定的位置使 AC=L1 时,G 中无读数,说明电桥平衡。试证明: RX/R0=L2/L1。
图 8
5)在图 9 中,ε=12V。内阻 r 不计,R1=4Ω,R2=8Ω,电容器 C1=10
μF,C12=20μF。求:
①电容器C1两端的电压 ;②电容器C 2 两端的电压 ;③电
阻R1两端的电压 ;④电阻R 2 两端的电压 。为什么R 1 / R 2 = C1
./C 2 ,但U B ≠U C 呢?把C1、C 2 的位置互换再做上述计算。
图 9
6)(选做题),在图 10 所示电路中,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,R4
= 3Ω,R 5 = 6Ω,R 6 = 9Ω。AB接18V恒压源。K1、K2 断开时U P ,
UQ = ,合上K1、K2 ,CD和EF间有电流流过吗?为什么?接着又
合上 K3,PQ 上有电流流过吗?为什么?
评估:利用程序题代课可以培养学生的自学能力,是传统授课方式之 外的一种教学辅助手段。除一部分差生(普通班)外,绝大多数学生能独 立完成第一组程序题。对第二组习题,学生感到时间不够,需在稍做讲解 并给予提示后才能完卷。
不足处是:教师备课量大,特别是编题费时。另外,相当一部分学生 习惯于外部注入式的听课,不愿自己动手去获取知识。再有,授课与程序 题代课两种方式从外部向学生输入的信息量之比悬殊。据测定,一个中年 教师,若以有节奏的方式讲课,他每分钟约能输出 150~200 个音符,40 分钟的授课时间内能输出 7000 个字音信息,是发给学生一张讲义的信息的 七倍。
【设疑十法】
物理课堂教学同其它课程一样,是在不断地设疑、释疑过程中进行的。
在教学过程中,教师要把握时机适时设疑,巧妙解疑,对于学好物理知识, 培养能力,调动学生的学习积极性很有好处。
(1)导学设疑 一般用于指导学生预习,如疑问式导学提纲就属于这一类。每节课印
发导学提纲,根据教学内容,由浅入深提出一系列的问题或物理情境,引 导学生看书,使预习有序并能抓住重点。如讲“杠杆”一节,导学提纲三 点设疑。什么是杠杆?有关杠杆的五个名词的意义是什么(支点、动力、 阻力、动力臂、阻力臂)?给出几组杠杆模型图,要求学生标出支点和力 臂。学生按此设疑顺序自学,不但抓住了重点难点,而且调动了学生的逻 辑思维。
(2)导入设疑 一般用在每节授课的开始,目的是通过设疑、释疑激发学生兴趣,自
然导入新课。方法可以用教师提问法、学生练习法、实验法等。设疑的内 容可以是基本概念的复习,定理定律的应用,运用公式解题等。设疑的要 求是抓住重点,步骤简捷,力求吸引学生使引入新课自然。
如讲“物体的浮沉条件”一节,一上课教师先做三个演示实验,一是 将一木块浸没水中木块漂浮;二是将一铁块浸没水中铁块沉底;三是将一
块石腊浸没水和酒精混合液(事先配好ρ浮=0.9×103 千克/米 3)中石腊悬
福此时设疑“物体的浮沉条件是什么?”一下子把三种物理情境活生生摆 在了学生面前,激发了学生的学习兴趣,自然导入新课。
(3)递进设疑 一般用在每节课的授课过程中,目的是通过由浅入深、由简到繁、由
表及里的逐步设疑使学生掌握物理概念的本质,领悟研究物理问题的方 法。设疑要注意层次清楚,要照顾释疑推理的逻辑性和由易到难的递度。
如初中物理“浮力”一节。一上课首先设疑:浮力的大小等于什么? 通过实验得到答案后,进而设疑:浮力产生的原因是什么?引导学生做了 正立方体浸没在水中时上、下表面所受压力的有关计算得出结论后,第三 次设疑:任意形状的物体浸没在水中受到的浮力的大小又等于什么?如此 设疑,释疑不但讲清了浮力的两种计算方法,而且为下一节讲阿基米德定 律埋下了伏笔。
(4)诱导设疑 一般用在学生思考问题或演练习题遇到困难时,为学生解决问题搭梯
子。
如简单机械中的公式包括杠杆、滑轮、轮轴、斜面的机械公式都是在 理想状态下(额外阻力为 0)导出的,而讲机械效率的有关概念时则要考 虑额外阻力:为了清除学生的思维障碍,可以理想状态下推出的机械公式 为基础设疑:如果额外阻力不为 0,那么作用在机械上的动力的大小将如 何?作用在机械上的动力功和机械克服阻力的阻力功又将如何?从而为讲
清机械效率搭了桥,铺了路。 诱导设疑有时也用在布置作业之后,在较难习题的关键处设疑,以排
除学生在解题中的钉子,但又不包办代替,而是让学生在释疑中(通过设 疑所搭之桥)求得解答。如讲完滑轮组布置这样一道题:一滑轮组承担动 滑轮和货物的总重力的绳子共四股,若每个动滑轮的重力为 10 牛顿,绳子 自由端的拉力是 80 牛顿,则货物的重力应是多少?解决此题的关键是先画 图确定所需动滑轮的最少个数,可在此处设疑:此装置动滑轮的最少个数 是几个?为解题搭了梯子。
(5)导谬设疑 学生在理解物理概念、运用公式时出现偏差,有时从正面讲解难于奏
效,采用反诘设疑的方法可以使学生恍然大悟,收到事半功倍的效果。 如密度ρ是物质的固有特性之一,所以对于同一物质ρ的数值不随物
体的体积或质量的变化而变化,它的计算公式ρ = m 。有的学生认为
V
?∝m,ρ∝ 1 ,学生的理解是错误的。可采用如下设疑方法:将放在
V
上质量为 m 体积为 V 的一块砖,劈成体积相等的两半,那么对于其中的半 块砖质量是多少?体积是多少?密度又是多少?生动形象地使问题迎刃而 解。
(6)随机设疑 在教学中,为了扩展学生的思路,获取举一反三、触类旁通的效果,
要围绕教学目标随机设疑。
如在讲压强时,课本有一道习题,一个质量为 60 千克的人,他每只脚 接触地面的面积是 170 厘米 2,这个人站立时对于地面的压强是多少?讲 完此题后教师可随机设疑:这个人走路时对地面的压强是多少?又如在求 手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强之后随机设疑,图钉尖对墙的压强 是手对图钉帽的压强的多少倍?从而强化了固体不能传递压强的特性。随 机设疑应设在所讲问题的近区并适可而止。此种设疑只要掌握得当虽是举 手之劳,却能收到满意的效果。
(7)求异设疑 许多物理问题,从某一角度去看学生理解了,但换个角度却又糊涂了,
所以在教学中应根据教学大纲的要求对同一问题从不同的角度设疑,不仅 能有效巩固所学物理知识,还可以培养学生全面分析问题的思想方法。
如讲连通器时,按照教材讲了在连通器内只有一种流体,静止时各容 器中的液面总保持相平。此时设疑:如果装的不是一种液体液面还相平吗? 学生拭目以待,由教师做了演示实验,师生共同分析得出了结论。
又如漂浮物体的重力等于浮力。如果问漂浮物体所受重力和浮力的关 系是什么?学生回答自如。但如果问轮船从河里开到海上是浮起来一些还 是沉下去一些?为什么?就不那么容易回答了,可见求异设疑的必要。
(8)悬念设疑 一般是用在一节课的结束时,对于需要进一步引伸的问题,教师不直
接做答,而是指出疑问让学生课后充分思考求得解决,有利于培养学生的 发散思维能力。
如讲密度一节后作如下设疑:课本上给出了一些密度值,其中铝和大 理石、冰和腊、煤油和酒精的数值分别相同,这是否与密度是物质的特性 相矛盾?学生带着悬念看书、研究、思索获取答案。
有时两课之间存在紧密的内在联系,为了给下一节授新课设下伏笔而 设疑,造成悬念,既能起到承上启下的作用,又可以激发学生进一步探索 知识的兴趣。如讲“物体的浮沉条件”后提出如下问题让学生回去思考: 轮船是钢铁做的为什么能够浮在水面?潜水艇为什么能够潜水和上浮?氧 气球为什么能够升入空中,为讲“物体浮沉条件的应用”设下伏笔。
(9)类比设疑 一般用在复习课中,对于物理概念、定律、公式、测量工具、测量方
法等相似易混之处归类设疑,不但可以加深对物理概念的理解,而且从共 性中了解个性,增加了区分度。
如在复习提出如下问题,长度的测量、力的测量、不规则物体的体积 的测量的共同点是什么?不同点是什么?上述三种测量和用天平测量质量 在手段上的区别是什么?又如两个同种材料制成的实心球,它们的体积之 比为 3∶1,那么它们的密度之比是什么?质量之比是什么?重力之比是什 么?再如液体固体传递压强的特点各是什么?质量和重力的联系和区别是 什么?均属此类设疑。
(10)巩固设疑 每节课的巩固环节除了回顾当堂所讲的知识链外,还可以从不同的角
度设疑,通过释疑可以取得巩固知识的良好效果。 如在讲完物体的重力和压力的联系和区别之后为了巩固知识提出了如
下问题: 如图,质量相同的三个物体,分别放在平面(a)、斜面(b)上,一块被
力 F 压在竖直墙上,问三种情况下物体重力的大小和方向各是什么?压力
(对支持面)的大小和方向各是什么?释疑之后学生对下面两个方面的问 题就十分清楚了:一是物体由于受重力的作用而对支持它的物体表面有压 力,但压力不一定由重力产生。二是压力和重力的大小不一定相等,甚至 无关。
a b c
巧妙的课堂设疑是在教学中学习知识、培养能力的一种有效方法,教 师应引导学生产生疑难,为学生布设解决疑难的阶梯,就会疑则有进,提 高教学质量。
2.物理目标教学法
近年来,我国的物理教学工作者积极运用布卢姆的教育目标分类理论 和掌握学习的策略,进行中学物理目标教学的研究和探索,这对深化和推 动中学物理教学改革,大面积提高物理教学质量将起着积极的作用。但是 要想有效地实施目标教学,必须探索与之相适应的课堂教学模式。这种教 学模式既要符合掌握学习的教学理论,又要符合物理教学的特点和实际。
【理论背景】
学生进入高中学习后,普遍反映物理难学,引起的原因主要是教材难 度增大,理论上的分析推导、定量研究多,数学工具的应用明显加强与提 高。同时,教学进度的加快,课堂教学密度的提高,习题类型的复杂多变, 教学方法的不适应等都是引起物理难学的原因。特别是一般的普通中学, 学生生源相对较差,知识水平参差不齐,更增加了物理教学的难度。如何 使大多数学生达到预定的教学目标,从而大面积提高教学质量,这是许多 教师都在探寻和研究的问题。在这种背景下许多教师参照美国著名教育心 理学家布卢姆的教育目标分类学的理论,在高中物理科的教学中实施目标 教学的试验,研究目标教学在物理教学中对提高教学质量的作用。杭州半 山中学傅强老师实验并总结了目标教学过程的四个环节。
【教学过程】
(1)认真备课、制定“目标” 把每节课的教学要求制订成目标,即对学生要求掌握的知识按识记、
理解、应用、分析、综合、评价六个学习能力层次规定达到的标准。 过去备课往往以课本内容及例题为主,教师满足于讲对、讲清,学生
满足于套用公式,模仿性地解题,这就很难激发学生的学习积极性,而实 施目标教学后,对每节课的内容都制订了目标,目标力争既明确又适合学 生实际,整个教学围绕这个目标进行。
例如制定“牛顿第三定律”这一节的教学目标,采用完成下列几种学 习行为来体现:
①表述牛顿第三定律的内容,明确作用力与反作用力的关系;
②理解验证牛顿第三定律的实验方法、原理;
③在新情景中和在复杂背景下,确定成对的作用力反作用力及与平衡 力的区别,并能应用牛顿第三定律解释生活和生产中的有关问题。
显然从①到③,随着序号的递增,学习行为渐趋复杂,反映其认知心 理活动水平亦是递增的,而且是由低到高逐级包容的。目标一旦以行为的
方式具体地显示,就可以确凿地评价是否达到了该目标。 (2)围绕“目标”、“实施教学” 多数初中学生学习物理的方法是跟着教师转,死记硬背物理概念、规
律和公式,进入高中后,又把这一套方法带入高中,就免不了要碰壁走弯 路。所以在物理教学中首先要改变传统的“注入式”教学法,提倡学生自 学,努力培养学生的自学能力。主要做法是基本上每一节课安排学生有一 定的自学时间,在讲授新课之前先提出几个问题,要求学生带着问题把新 课内容仔细阅读一遍,同时在学生阅读时进行指导。学生通过自学,那些 容易理解的问题都能基本掌握,在讲课时就可以少讲,对那些学生在自学 中尚未理解或理解得不够深透的地方,进行重点讲解,对于教材中的重点、 难点、关键之处加以强调,充分利用新旧知识之间的联系加以启发诱导, 然后让学生再深入地自学和思考,充分调动学生学习的创造性和主动性, 使学生既获得了知识又增强了能力,同时注重教、学、练相结合,在讲课 时常向学生提出一些短小精悍的问题,要求学生用所学的物理知识来解释 生活中观察到的一些现象,做一些小实验等等,以引起学生的兴趣。这样 做既使学生巩固了所学知识,而且有助于培养学生的独立思考问题的能力 和对知识的应用能力,学生情感上得到满足,使之喜欢这门学科。
(3)“目标”测试,及时反馈 学生的学习过程是学力的形成过程,具体体现在达到预先制定的各级
教学目标上,为了及时了解教学现状,不断调节,促进教学质量的提高, 当计划中某知识点的教学目标已经完成,该学力应该形成时,就要不失时 机地检查,看看学生是否达到了预定目标。考虑到学生水平的参差不齐与 各知识点形成周期的长短不一,不可能形成一个,检查一个。所以一般以 教学过程中的单元、章节为单位进行形成性练习,形成性练习的容量一般 较小,所以一次练习不必一节课,可在下课前的 10~15 分钟或开始上新课 前的 10~15 分钟内进行检查。
由于进行“目标”测试,所以在试验开始阶段教学进度会慢一点,但 当学生逐渐适应这一过程后,进度可相对加快。
(4)纠错巩固,达成“目标” 形成性练习的批阅一般采用当堂批改、公布标准答案、集体纠错的方
法。有时也可采用学生互相对调、互相批阅、纠错,学生在互相纠错过程 中,一般都比较认真,这实际上这也是一次再学习的过程。在互相纠错过 程中,可以开展讨论,各抒己见,通过争论,学生对所学知识加深了理解。 通过形成性练习,大部分学生一般都能及时掌握所学知识,对于个别基础 特别差的学生再进行个对个辅导、纠错,以期达到“目标”。
【课堂教学模式】
根据布卢姆掌握学习的教学理论实施物理目标教学,首先必须突出物 理教学目标在课堂教学中的统帅位置;要充分发挥教师的主导作用和学生 的主体作用;要特别重视影响学习达标度的各种教学变量,尤其要加强认 知前提的补偿教学;要依据教育评价的理论,强化课堂教学中的反馈矫正 机制,实施因材施教,实现教与学的双向交流。基于上述掌握学习的策略 及其特征,联系中学物理教学的实际,山东省沭县教研室徐敏通老师从实 践中摸索总结出实施物理目标教学的七环节课堂教学模式,简略介绍如
下:
课堂教学模式图解:
各教学环节的具体要求 (1)确定课题教学目标
教师在授课前首先要根据中学物理教学大纲和物理教材的内容,依据 布卢姆教育目标分类理论提供的参照系,把单元教学目标分解开,确定每 节课应该完成的教学目标,即课题的教学目标。课题教学目标要系统、简 明且有层次性。教学目标是掌握学习的前提,决定着教学的方向,教师要 围绕课题教学目标设计课堂教学和授课。
(2)针对目标,诊断补偿 在学习新课题之前进行诊断测试,以了解学生对学习新问题的前置知
识缺陷情况。取得反馈信息后,教师根据学生存在的前置知识缺陷问题, 进行补偿教学,解决学生学习新课题所需的知识缺陷问题,为学习新课题 打下基础。因一般新授课的诊断补偿内容较少,可以边诊断边补偿,所需 时间一般在 3~5 分钟或 7~8 分钟。
(3)投放目标,指导自学 在补偿教学结束后,教师本节课的教学目标投放给学生,并把根据本
节的教学目标编拟的自学指导提纲发给学生,启发诱导学生根据自学指导 提纲看书自学。学生自学时,教师要巡迥指导,或参加学生的讨论,帮助 学生分析物理现象,总结物理概念。要特别注意加强对差生的指导和点拨。
(4)重点目标,启发点拨 学生通过自学,有些物理知识已经理解了,有些教学目标的知识内容
只能记住、但不能理解,在学生急于想弄明白的情况下,教师要紧紧抓住 这一有利时机,对重点教学目标和带有共性的疑点加以启发点拨。启发点 拨要弄“画龙点睛”之术,点拨在关键之处,语言要精炼到“雄鸡啼晓” 的高度。对学生自学能解决的问题,启发点拨更要精炼。
(5)依据目标、讲解归纳 学生把自学中遇到的疑难,在学习小组(一般由前后桌四人组成)内
提出讨论。教师根据教学目标,针对自学和小组讨论仍未能解决的疑难问 题进行必要的讲解。通过讲解,帮助学生把各种实际的物理问题,概括抽 象为物理模型,从大量的物理现象中,抽象为物理概念,从而启迪学生的 思维。讲解过程要注意物理知识的系统与联系,要以师生共同讨论自学提 纲的形式把本节课的知识内容归纳并板书出来,形成一个完整的知识结
构。
(6)紧扣目标,反馈练习 根据课题教学目标编拟练习题和形成性测试题,练习题于教学过程中
作为达标训练,以巩固和强化物理知识;形成性测试把在课堂教学结束前 由学生独立完成,这是课堂教学的优化控制,能及时获取反馈信息,及时 了解教学中每个目标的达成度,以便有针对性地矫正和补救,课时级的形 成性测试一般在下课前 5~8 分钟进行,答案当堂公布,由学生自改或互 改,并及时进行统计分析。
(7)围绕目标,矫正补救 根据反馈信息中出现的知识缺陷,进行矫正和补救教学,这是实施目
标教学的一个关键环节。要做到个别问题,个别矫正;一般问题,看书矫 正;复杂问题,讨论矫正;共性问题,变式讲授,集体矫正。通过矫正和 补救教学,使知识和能力的缺陷,减少到最低限度。
【教学意义】
实施物理目标教学进行课堂教学的七个环节,是以学生自学和练习为 主,再结合教师的指导点拨和质疑讲解,逐步深入并达到掌握教学目标的。 课堂教学紧紧地围绕着教学目标进行,突出了课前补偿和反馈矫正这两个 教学环节,提高了学生的认识基础,及时获取反馈信息,及时采取矫正措 施,取得教学的最佳效果,符合现代教育思想和教学现律。具体表现在:
(1)以系统论、信息论、控制论指导教学
实施物理目标教学,首先必须根据物理教学大纲和教材,组合编排知 识信息,系统表述教学目标,根据各教学环节的信息反馈,及时调整教学, 把“三论”的一般原理运用到课堂教学中去,强调课堂教学的最优化。
(2)充分体现了“教为主导,学为主体”的思想 物理目标教学的课堂教学全过程,是在教师指导下,学生主动看书、
自学、讨论、充分体现了“教为主导,学为主体”的思想。 (3)培养并提高了学生的自学能力 学生根据自学指导提纲看书自学,减少了只靠老师讲解的依赖性,使
他们认识到自己的潜在能力,经过教师的指导帮助,学会了自学方法。很 多学生过去只知道老师怎么讲就怎么做,从来不看教科书。现在发现老师 不讲,自己也能读懂课本内容。一些关键问题,在小组内互相讨论就理解 了,经老师讲解归纳后就能记住了。
(4)提高了课堂教学效率 学生根据自学提纲阅读教材,初步完成了学习任务,老师的点拨使学
生对物理知识加深了理解,质疑讲解又在学生识记和理解的基础上进行第 二次“刺激”,达标训练和形成性测试又对所学物理知识起到强化、深化 和巩固作用。教学目标已逐渐转化为可以记忆的“元件”进入学生的大脑。 这样对所学的物理知识不但理解透彻,而且印象深刻,提高了课堂教学效 率。
建立起符合现代教学理论的与掌握学习的策略相配套的课堂教学模 式,是实施物理目标教学的保证,但这只是初步的探索,有待于不断改进 和完善。
3.物理双重反馈教学法
从 1982 年开始,岳阳六中王志龙老师前后用了两年时间,对 300 名初、 高中学生学习过程实施认知诊断,同时对国内外出现的先进教学法进行对 比分析,提出了中学物理双重反馈教学法。
【理论依据】
所谓“反馈”是指师生知道教与学结果的过程。矫正是指根据反馈信 息中所获悉的教与学中存在的缺陷、错误、薄弱点等,采取补救措施而辅 助达标的过程。反馈是矫正的前提,没有反馈就没有矫正;而矫正保证了 反馈的实效性,保证了教学目标的落实。反馈与矫正紧密结合,构成目标 教学过程中不可缺少的关键性环节。
正如布卢姆指出的:掌握学习策略实质在于用经常性的反馈以及适合 每个学生需要的个别化帮助作为群体教学的补充。教学过程是一个由教 师、学生、知识信息三要素组成的闭合回路信息系统。教学效果的提高, 不但要求教师具有渊博的知识和高超的授课技艺,还要求教师时刻把握课 堂教学的动态,及时从学生身上获得反馈信息,弥补课堂教学中的缺陷与 不足,调控教学中的各个环节,解决学生在学习中出现的问题,使学生学 习步步迈向预定的教学目标。教师和学生只有把学习过程中的“问题—→ 解答—→讲评—→改错”等环节密切配合,才能提高学习效率,从而提高 教学效果。可见“反馈—矫正”是提高教学质量、实现教学目标的关键性 措施。
中学物理目标教学中的“反馈—矫正”:
反馈方面
(1)全程反馈 把信息反馈贯穿于整个教学过程的始终,形成“教学前的超前反馈—
→教学中的随堂反馈—→教学后的总结反馈”的全程反馈模式。
1)超前反馈:在上新课前通过与学生谈话、讨论和向学生提出问题或 进行简单的前置性测试,了解学生已有的知识能力准备状态,诊断学生知 识、能力方面的缺陷,对普遍性问题进行集体补救,对个别问题进行个别 补救,从而为全班学生学习新知识扫除障碍。通过超前反馈,教师可检验 教学计划的可行性,以便做出必要的调整。
按物理教学来说,形成概念和掌握规律是中心任务,而学生往往很难 吃透概念。究其原因,主要是由于忽视对物理过程的认识,在这方面发生 错误通常有一定的规律性。譬如,在讲授牛顿第一运动定律之前,由于相 异构想的影响,对“力是维持物体运动的原因”这一观念,在学生头脑中 仍很有市场。教师为澄清这一问题,可先做好实验,让学生形成清晰的感
性认识,再让学生思考。可举例:“一物体在传输带上做匀速运动,此物 体受几个力作用?”让学生知道作匀速运动是物体的本能,不需外力。
2)随堂反馈:在一堂课内及时客观全面反馈课堂教学信息。主要形式 是:看(学生表情、态度、练习的速度、专注情况等),听(学生提出问 题、回答问题、讨论问题等),问(自评、达标情况、存在疑难等)。尽 量做到当堂问题,当堂解决。
3)总结反馈:在一节课上完后,针对本节的内容实施小测验、提问或 练习,了解学生本课达标程序,对于存在的薄弱环节,再进行必要的补救。 避免积累误差和“滚雪球式”的问题出现。
(2)全员反馈 实践证明,在教学过程中仅由教师向学生或学生向教师提供反馈信息
的单向反馈不如师生之间互为反馈的双向反馈有效,而以教师为中心的师 生之间和学生之间的全员反馈又优于双向反馈。这三种反馈的基本模式如 下图示意:(⊙——代表教师;○——代表学生)
1)单向反馈:
2)双向反馈:
3)全员反馈: 在教学过程中,要尽量避免单向反馈,减少双向反馈,力争全员反馈。
要经常采用集体评价、个别谈话、面批作业、鼓励学生提建议、观察学生 课堂表现、提问、学生互评、集体讨论等方式,使教学过程的每一个参与 者都能从各方面获得反馈信息,避免反馈过程中的少、慢、差、费。
例如,教师在课堂上通过提问从中获得每个学生的反馈信息的一种简 单易行方法,是让学生课前准备二张矩形的硬纸片,在四个面上分别涂上 红、绿、黑、白四种颜色,分别代表选择题答案的①、②、③、④,以备 回答教师提的思考题用。现举例如下,教师提问:某人跑上楼和慢慢走上 楼两种情况相比较,下列四个结论哪个是正确的?①跑上楼做的功多、功 率大;②慢慢走上楼做的功小、功率相同;③做的功一样多、功率相同;
④做的功一样多,但跑上楼功率大。 让学生思考两分钟后,教师请大家同时将自己认为正确的带色纸片举
起来。此题正确答案是④,应举“白牌”。如果教室里是白茫茫的一片, 说明大多数学生都掌握了。否则要停下来,组织学生进行课堂讨论,从功 和功率的概念进行检查,看问题在哪里。用这种双向、全员反馈得到的信 息快而真实,并且可以了解全班每个学生的情况,便于因材施教。这样师 生将问题—→解答—→讲评—→改错,紧密地结合为一个整体,形成完整 的学习过程。
通过以上两方面的反馈,师生对整个教学过程的进展、目标达成状况 都能了然于心。成功了,可以增强进一步教好学好的信心;有缺陷,还要 积极采取针对性矫正措施,从而调整教学步调,以取得预期的效果。
矫正方面
(1)个别矫正与集体矫正相结合,以个别矫正为主 个别矫正是针对学生学习中存在的不同问题,采取不同的方法,“一
把钥匙开一把锁”。是基础知识“空穴”,就查漏补缺;是学不得法就授 以正确的方法;是缺乏兴趣、信心不足,就引发需要,激发求知欲等。具 体形式是:教师面批作业,布置不同的补救练习,指导学生学习不同材料, 个别谈话时提出不同要求,多层次评价等等。集体矫正是对于学生学习中 表现出来的共性问题,由教师面向全体学生评价,让学生做同一补救练习, 进行同一次测验等。在这两者结合运用的基础上,以个别矫正为主,因为 个别矫正具有针对性,符合因材施教原则,能有效地促进每个学生达标。
(2)自我矫正与相互矫正相结合,以相互矫正为主 对于学生学习中存在的问题,教师采取补救措施是十分必要的。但教
师的力量毕竟有限,不可能时时处处顾及到每个学生,这就必须加强培养 学生自矫能力,并充分调动学生之间互矫的积极性。只有这样,学生才能 真正成为学习的主人。自我矫正一般采用自学有关材料、做补救练习、自 我测验等形式,直到能够通过目标测验为止。相互矫正一般采用同学讨论, “小先生”制(优秀生当“小教师”帮助尚未成功的学生改错、补缺), “互助组”(由 2~4 名学生组成互帮互学小组,每组至少配一名优秀生) 等形式。在二者矫正相结合的基础上,以互矫为主。因为同学之间一是显 得亲切、自然;二是多人参与会使信息流通量增大,使矫正更准确、全面; 三是可以在相互帮助中发现自己的长处,也发现对方的长处,易于形成互 尊互爱、比学赶帮的学风。
如果我们能够从以上几方面真正重视和加强了“反馈—矫正”这一教 学环节,就可以使教师的“教”与学生的“学”发生强烈的共振,从而使 传统教学中的大循环、慢反馈、弱矫正、低效益变成小循环、快反馈、强 矫正、高效益,增强学生学习物理的信心和志趣,使物理教学真正走上“良 性循环”的轨道。
【课堂教学模式】
在课堂教学这个人——人系统中,我们可以将人作用于外界的行为,
归
结为信息的传递、交换与反馈过程,如上图所示: 在这样的动态过程中,反馈是实施控制的有效手段。没有反馈,控制
就无法进行;反馈不灵,控制也不能起作用。因材施教,实际上就是根据 教学对象的反馈信息来不断调整教学内容和方法。下面画出双重反馈教学 法的课堂教学模式的结构方框图:
在这样的标准样式中,它的六个教学环节的意义是: (1)导入课题——引趣 由教师演示有关实验,或讲述与课文有关的轶闻趣事,或联系生产、
生产实际对新知识的需要,引起学生的好奇与思考,激发学生的学习动机 和内在的学习兴趣。
(2)课前自学——定向 教师公布教学目标,使教材有效地呈示给学生,为学生确定具体的学
习诱因,通过阅读教材,在大脑中初步形成知识轮廓。对于难度较大的内 容,学习时间不一定局限于课内 45 分钟,“课前自学”可放在课外进行。
(3)检查练习——诊断 学生通过有指导的“课前自学”后,究竟对新知识是否掌握,必须通
过练习予以测评。由于接触到的是教师尚未讲解的内容,学生就模仿教材 或联想以前学过的旧知识对练习题进行尝试性的解答。这是在教学进行 中,为了解决学生在某些特定知识上可能存在问题的不确定性而采取的“诊 断性评价”。当教者出示或板演参考答案后,学生一方面自动修正,另一 方面大脑收回信息后自我评定,以指导下一步的“课内探究”。这一重反 馈将学习结果的信息及时提供给学生。同时,学生在“检查练习”中反过 来将“课前自学”所掌握的信息反馈教者。教者通过形式不拘的查询,得 到这种信息后,将考虑如何组织“课内探究”,出示“纲要信息”,突出 重点,突破难点。
(4)课内探究——迁移 通过前面的几个环节,学生对本课时需要学习哪些知识不仅心中有
数,而且知道自己存在哪方面的知识缺陷。这时的探究活动便是有的放矢 了。自然形成研究问题的情境。教师亦可设置思考题,指导学生探讨研究, 并巡回于学生中进行指导式、启发式、激凝式咨询。既要为优生提供高难 度的跳杆,又要为差生指点迷津。这时课堂出现小组教学、茶馆式讨论教 学和个别化教学三种状况,实现师生间的双向反馈。
(5)纲要信息——强化 这是教师对当堂课的教学内容提纲挈领、简明扼要的总结、概括。图
形与文字相结合,注意趣味性,它既要把全课的信息充分浓缩后传递给学 生,又要体现出教师是怎样为迁移而教。教师依据“纲要信息”进行谈话 法或苏格拉底问答式的讲解,指出各部分知识之间的逻辑联系,以促进和 加深学生对教学内容的体会和理解,培养和发展学生的思维能力。
(6)巩固练习——评价 其目的在于及时向教师和学生测试达到所定教学目标的程度,检查当
堂课的教学效果,评教评学,属于“形成性评价”。主要采用选择、判断、 填空等客观题型。教者公布标准答案,学生小组交叉评定,采用“五级记 分法”,用分数表示适当的奖励或惩罚,对学习后效予以强化。
通过上面的介绍可知,“检查练习”对“课前自学”呈示第一重反馈; “巩固练习”对“课内探究”、“纲要信息”再现第二重反馈,同时教者 与被教者之间也相互反馈,因此,这种新的课堂教学方式称为“双重反馈 教学法”。
4.“二段六步”程序实验教学法
根据近年来程序教学的概念和物理教学中边教边实验教学法的基本思 想,石家庄二中杨继生老师提出并初步实践了程序实验教学法。程序实验 教学法是将实验编成一定的程序(称之为实验程序),通过实验的程序性 调动学生的主动性,进而完成课堂教学的组织及任务的一种方法。
这种教学方法的基本特点: (1)通过实验内容的内在逻辑实现各实验之间的紧密衔接,体现出知识
的系统和条理。 (2)课前发挥教师的积极性,课上调动学生动手和思维的积极性。 (3)比较有效地引导学生的学习兴趣和使学生理解物理学科的研究方
法,便于培养学生的独立思考能力和实验能力。 下面简单介绍一下这种教学的具体做法。
【课前准备阶段】
第一步:编排实验程序 首先根据教材内容、大纲要求和学生的实际情况确定知识的教学程序
和每个知识的教学目的。应注意尽量缩小相邻序号知识的跳跃度,以使与 其对应的实验程序所展开的思维过程易为多数学生所接受。然后即可着手 设计实验程序,基本要求是:
①针对每个知识设计一个实验,完成该实验就确能达到教学目的;
②实验操作简短;
③实验现象明显且尽量单一。为了检查实验程序的设计是否完善,教 师有必要认真地、逐序地将各实验亲自做过。需要强调的是,此时教师不 能像通常准备实验那样只要求自己掌握实验要领、排除故障即可,更重要 的是要把自己当成学生,要按学生的水平去观察、去思考,看能否按所设 计的实验程序顺利度过相邻实验的思维衔接点,思考出预期的答案。
从以上的讨论可以看出,知识的教学程序是编制实验程序的基础和归 宿,而学生能否通过实验之间的思维衔接点则是程序实验能否顺利实施的 关键。所以教师必须特别重视逐序亲自实践实验程序这一环节。
第二步:印发程序实验提纲 实验程序编定以后,为了便于学生预习,应印发给学生人手一份提纲。
提纲应包括按实验程序列出的操作步骤、实验结果的处理方法、要求以及 为引导思维而提出的一些问题。为了帮助学生顺利度过思维衔接点,教师 需要从实验现象中自然地、有机地提出一两个有启发性和引导性的问题, 但问题的数量不宜过多。
为了便于说明,下面举出高中一年级牛顿第三定律一节的程序实验提
纲的主要部分。
程序 1.研究力是否总是成对出现。
实验 1.将左手中指的指甲贴着桌面,指肚向上。用右手中指指肚正 对左手中指指肚用力按下,你看到几个指肚发生了形变?
实验 2:将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指,用右手掌心竖直向下压
迫左手食指。你的左手食指和右手掌心有什么感觉? 。
回答:①力是一个物体对另一个物体的作用,这种作用是相互的还是 单方面的?
②如果把左手食指受到的力叫作用力,那么右手掌心受到的力叫什么 合适?叫反作用力好吗?
③力的三要素是 。作用力有三要素,反作用力也有三
要素,反作用力也有三要素吗?找找看。
程序 2.研究作用力的作用和反作用力的作用点。
实验 3.取 15×15cm2 的玻璃两块。把Φ8 的玻璃管截成长约 8 厘米的 短管六根,照图 1 所示摆放成两小车。右车上放一新充过磁的条形磁铁,
图 1 左车上放质量近似相等的铁块。用手调整两车间的距离,使放手后左
车上铁块刚好在右车上磁铁的吸引范围以内。实验现象 。
回答:①如把左车上铁块受到的力叫作用力,找出这个力的施力物体
是 ,作用点在 ,这个力的方向 ,这个力的效果是 。
②上题中作用力的反作用力的施力物体是 ,受力物体是 ,
作用点在 ,方向向 。这个反作用力的效果是 。
程序 3.研究作用力的大小与反作用力的大小
实验 4:取两个弹簧秤,把甲秤的圆环固定,手拿乙秤与甲秤相钩住, 再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下,读出两个秤的 读数。重复几次你得出什么规律?
回答:①把甲乙两秤视作质点画出各自的受力图。乙秤受到作用力的
效果是 。甲秤受到的反作用力的效果是 。
②二力平衡的条件?上题中的作用力和反作用力是相互平衡的力吗? 为什么?
程序 4.研究作用力的方向与反作用力的方向
实验 5:取一个长约 3cm 刚充过磁的小磁针和一张 15cm×15cm 的白 纸,在纸上照图 2 所示,画出一组邻圆直径相差 0.5cm 的同心圆,最小圆 直径与磁针底座直径相等,将圆 12 等分。另取一枚大头针垂直插入一根火 柴杆的尾部。实验时,将磁针置于圆心处,待磁针稳定后,用手指捏住火 些杆并使大头针与磁针成一条直线。缓慢沿直线向磁针移动大头针使磁针
的一极对大头针产生吸引力。在保持磁针与大头针之间虽不接触却具有明 显吸引力的条件下,用手沿圆移动火柴杆至大头针的针身重合在同心圆的 非南北方向的任一条平分线上,移动中保持磁针对大头针的吸引,观察最
后磁针是否也稳定在同一条直线上?实验结果是 。
变换圆的另一条平分线重复上述实验。 图 2
回答:①磁针对大头针的作用力和大头针对磁针的反作用力是否在同 一直线上?②上题中作用力和反作用力的方向有何关系?
第三步:准备实验仪器 为了充分发挥学生的积极性和主体作用,仪器以两人一组为好。有些
简易器材可发动学生课前自备,样子“土”一些无妨,只要能达到实验目 的即可。
【课堂实施阶段】
上面讲的是课前必须做好的三 项主要准备工作。下面介绍一下用程序实验教学法上课时的三个主要
环节。 第四步:引入新课
教师通过引导学生复习旧知识,或联系学生熟悉的现象,也可以利用 演示实验,提出新课的课题及这一课题的研究程序。可同时板书,如上例 可写:力的作用是否是“相互”的→反作用力的作用点→反作用力的大小
→反作用力的方向→牛顿第三定律。这一环节的作用是发挥教师的主导作 用,调动起学生对新课题的学习兴趣,并使之明确各个实验的目的和程序。 在学生已经预习的基础上,教师不要讲得过多,说得过细。
第五步:学生逐序实验并研讨问题 这个环节根据不同的实验可有三种形式:自学、讨论、讲解。三种类
型的区分主要依据邻序实验的思维衔接点的不同处理方式。学生能按实验 提纲基本独立渡过思维衔接点的称为自学型;需要同学之间自行讨论以渡 过思维衔接点的称为讨论型;如在教师主持下(即由教师讲解或由教师有 目的的组织全班讨论而实际上是由某几个学生讲解)引导学生渡过思维衔 接点的则属于讲解型。显然,在前两种类型中,教师主要是巡迥辅导,帮 助差生完成实验和对某些问题给予指点,后一类型已类似于边教边实验的 教学过程,不同之处是实验本身的内在逻辑性较强,实验数目较多。一般 来说,自学型是这三种类型之中较利于培养学生能力的类型,也是对教师 备课和学生基础要求较高的类型。
第六步:将实验结论“重整化” 这是一个极为重要的环节。学生(特别是在没有预习课本的情况下)
仅仅通过个人实验得出的认识有时不够全面,甚至存在某些错误,有时表 达得不够准确,所以教师在学生逐序实验并研讨问题之后,必须对学生的 认识进行“重整化”——用规范的语言、科学的内容、正确的系统消除学 生的错误认识,总结出正确结论并形成正确的知识网络。如在上述牛顿第 三定律的程序实验教学中,有些学生把“作用力与反作用力同时出现、同 时消失”、“是相同性质的力”、“是不能平衡的”等内容也总结为牛顿 第三定律的内容,对此就应在这一环节中予以澄清。如果学生课前不但预 习程序实验提纲,还预习了相应的课文,那么这类问题就会少一些,然而 这种双预习有时容易对学生的创造性思维起一些束缚作用。这个环节的完 成一般是通过教师提问、分析和讲解来实现的。为了保护学生思维的积极 性,除对错误的内容外,教师一般不要对学生从亲身实验中得出的认识采 取粗暴和轻易否定的态度。
程序实验教学法的使用应该和其它各种物理教学法一样,根据不同的 教学目的和教学内容来选择。在能完成同一目的的诸类方法中,程序实验 教学法在培养学生思维能力和实验能力上,在使学生理解并掌握物理学科 的研究方法和学习方法上是有着明显的优越性的;但它对实验设备的数 量、仪器的维修和课前的准备工作要求较高。上课时对动手能力较差学生 的辅导量较大。此外,教师如果抓不住“重整化”的环节,某些学生的学 习成绩还可能受到一些影响。今后随着“现代化”建设的进展和教学设备 的完善,在物理教学改革中,程序实验教学法是有着良好前景的一种教学 方法。
5.初中物理“实验学导法”
从 1984 年开始,天津塘沽四中宋瀛锋老师进行物理课跟踪对比的教法 改革实验。通过不断探索,总结出“实验学导法”,教学效果很好。
【理论依据】
教育心理学指出:人的各种活动都是由一定的动机所引起的。学生进 行学习也总是为一定的学习动机所支配的。初中生的学习兴趣是学习动机 主要的表现形式。他们在学习物理的开始阶段,学习兴趣一般较浓,但随 着抽象概念、规律和繁杂的数学运算的出现,学习兴趣会逐渐减弱以致丧 失学好物理的信心。这是因为,初中生的学习更多地受直接兴趣的影响, 直接的近景性学习动机是他们的主导性学习动机。直接兴趣不能形成持久 的学习动机。因此,教学任务的完成不能只依赖于直接兴趣,应该使之发 展为间接兴趣。这里,物理实验占有举足轻重的地位。物理实验不但可以 激发学生的直接兴趣,而且可以使学生在由直接兴趣变为间接兴趣的过程 中掌握知识、培养能力、发展智力。
教育心理学还指出:没有学习者的积极的、主动的活动,就不可能掌 握人类所积累起来的社会历史经验。当代科学技术的飞速发展要求学校教 育不仅使学生获取更多的知识,更重要的是使学生具有获取知识的能力, 主要是自学能力。
自学不等于自流,学生的学习活动是在教师的指导下进行的,学生的 一切自学手段的组合、运用,都应由教师根据教材的内容、目的要求以及 学生的实际情况进行指导。鉴此,实验学导法就是以实验为基础,激发学 习兴趣,激励求知欲望,使学生通过在教师指导下的自学,主动地获取知 识,灵活地运用知识的一种教学方法。
【课堂教学结构】
实验学导法的课堂教学结构为四个部分,即实验设疑、自学探求、讨 论质疑和练习总结。
(1)实验设疑 这是课堂教学的基础环节,是激发兴趣、设置悬念的重要手段。选择
学生实验应力求简单易行,演示实验要直观性强,效果明显。 如讲“浮力”一节,可让学生各带一个水杯,课上,用自制的弹簧秤
下挂一金属块,将金属块浸入水中,观察弹簧秤读数的变化。这样,学生 便很容易地建立了浮力的概念。进而通过金属块浸入水中体积的不同,深 度的不同,观察浮力大小的变化,更引起了学生对浮力产生原因和决定浮
力大小条件探求的欲望。 只有使学生为了某种实践任务而进行科学探索时,才能更有效地培养
其认识兴趣。在讲“温度计”一节时,开始用冷、热、温三盆水,让几名 学生把手分别放入冷、热、水中,两三分钟后再同时放入温水中,结果, 他们对同一盆温水的冷热感觉却不同!这就使学生很快明确了单凭感觉是 不能准确测量温度的,在此基础上发给每个学生一只温度计,自学教材。 有些实验还可以预习作业(或复习作业)的形式让学生在家里做。在 这种情况下,有的课“实验设疑”的环节移到了课外,做到了课内外相结
合。
(2)自学探求 这是课堂教学的中心环节,教师能否控制学生进行有效的活动是教学
成败的关键。可采取以下措施进行:
1)布置课前预习提纲,以指导学生通读课本有关内容。 预习提纲也叫粗读提纲,题目要简单明了,使学生在读书时能抓住重
点,节省阅读时间。如“二力平衡”一节的预习题是: 什么叫平衡?什么叫二力平衡?二力平衡的条件是什么? 预习中要求学生写出预习笔记,以便加强预习效果,也便于课上检查。
2)课上用自学思考题(也叫精读提纲)指导学生自学探求。 课上自学是在教师指导下对课前预习的深化。自学思考题要有利于启
迪学生思维,有深度,要注意知识在纵横两个方面的联系。仍以“二力平 衡”一节为例,课上的自学思考题是:
两个平衡力是作用于同一物体上还是作用于两个不同的物体上? 二力平衡条件中如果有一个条件不具备,物体还能平衡吗? 处于平衡状态的物体是否一定只受两个力? 这些问题不是简单地看看书就能解决的。这是感性知识上升为理性知
识的过程,是知识转化为能力的过程。在这个过程中教师要加强课堂巡视 和重点指导,既要面向全体学生控制进度,避免自学走过场,又要对能力 差的学生进行重点辅导。
3)边实验边自学。有些演示实验可以改为学生实验。如“物体浮沉条 件”、“密度的应用”、“功的原理”、“平面镜成像”、“电路”等。 让学生在动脑的同时还要动手,动眼,动口,让尽可能多的感官都纳入到 学习活动中。
(3)讨论质疑 简单的问题,三言两语可以说清的,就当场解决。
通过实验、看书可以自行解决的,则给予引导、点拨,由学生自行解 决,教师进行检查。
对学生中普遍存在的问题,结合教材的重点难点,归纳整理进行课堂 讨论。还以“二力平衡”一节为例,可抓住二力平衡条件这一重点,通过
演示实验(用两个弹簧秤分别向不同方向同时拉小车),提出几个问题让 学生讨论:
①一个墨水瓶重 0.49 牛顿,静止于水平桌面上,它对桌面的压力多 大?桌面对它的支持力多大?这两个力是平衡力吗?
②二力平衡的几个条件中哪个最重要?
③木块 A 和 B 迭放在水平桌面上,下面的木块 B 受几个力?为什么受 三个力也能平衡?
讨论的方法有三种。 第一种,先由各小组讨论,然后各组代表发言,教师总结。 第二种,先由全班议论,然后个人自由发言,教师总结。 第三种,意见不同的问题,组织辩论,教师在学生辩论中不当仲裁人,
而是引导他们读书思考,由他们自己得出正确的结论。 (4)练习总结
课堂练习是巩固知识、培养能力的重要环节,也是检查自学成果的手 段。课堂练习选题要小、精、洗,且练习形式要多样,如问答、改错、填 空、选择、判断、组合、速算、抢答等,也可让学生归纳总结课堂学习的 主要内容。
6.纲要信号图示教学法
为探索物理复习教学的新思想和新方法,本着“洋为中用”的原则, 哈尔滨市教科所李铁良、十九中王宏启、安徽黄山市徽州一中汪道胜等老 师把原苏联沙塔洛夫的“纲要信号图示教学法”结合我国的中学物理教学 实际,移植到我们的物理课堂教学上,做了些尝试。
理论依据
沙塔洛夫是原苏联乌克兰顿涅茨克市一所中学的教师。他总结了三十 年来教学实践经验,成功地创造了这种教学法,该教学法的特点是应用编 制的纲要信号图表,来进行教学。《纲要信号图示教学法》的实践结果表 明,它既能减轻学生负担,提高教学质量又能顺利地完成教学任务,使“教 和学”都成为愉快的劳动。因此受到原苏联教育界的广泛重视。
图示法,作为物理教学中的一种手段,愈来愈受到物理教师们的重视 与应用。
图示,这里指的是用一些线段或有箭头的线段把物理概念、规律联系 起来的一些图形(亦有人称“框图”)。采用此种图形进行教学的方法称 为“图示法”。
图示,具有简单、明了、形象的特点。图示化无形为有形。如果同时 伴随教学作一些扼要和生动的语言说明,则极易被学生接受,引起学生的 联想,在教学中往往收到事半功倍的效果。
1)心理学家们认为理论先行,可以推进教学进程,而纲要信号图表恰 恰起到了这种作用。运用图表进行章节复习可使学生用整体的眼光一览新 知识的各个环节的总和,在各环节之间建立起各种联系并对它们加以对 比,从而更快,更好地获得系统完整的理论知识。这样既节省大量教学时 间,又顺利地完成了教学任务,大大地推进了教学进程。所以利用纲要信 号图表,可以高速度,高难度地进行教学。而且也贯彻了“理论知识起主 导作用”的原则。
2)心理学家们还认为系统完整地讲授理论,其效果要比分段讲授好得 多。而纲要信号图表的利用,就为在教学中系统完整的讲授理论知识提供 了条件,从而达到了复习不是简单的重述,是加深理解,巩固知识的目的。
3)一张纲要信号的图表,可以概括教材中的几节,甚至整章的内容, 对教材内容起了浓缩的作用。所以它是一个容量较大的知识贮存器,可使 学生顺利地掌握较多的知识,避免了学生学习后边忘了前边的弊病。
4)图表是从教材内容中,抓住了主要的和本质的东西而编排的,体现 了系统化的概念和规律。采用图表进行物理复习教学,就能使教学任务简 明化,使学生负担大为减轻。
5)纲要信号图表使课堂讲授和复习巩固紧密地结合起来。图表可使学 生在课堂学习时,沿着知识的阶梯前进,巩固应用时,又能使学生沿着图 表编排的线索进行检索,顺藤摸瓜,为己所用,这种系统的有规律性的图 表,能帮助学生把书本里的知识变成自己的东西。
6)纲要信号图表,它符合学生的思维规律和心理特点,能引起学生的 学习兴趣,便于使学生加快知识的理解,加深,巩固和记忆。对于发挥学 生的联想能力和视觉记忆能力,提高学生逻辑思维、综合概括能力均能起 到积极促进作用。为培养能力,发展智力打下了良好的基础。
采用纲要信号图示教学法上物理课的关键:编制好图表和讲解时注意 考虑对学生的实际水平。抓住这两点就有了成功的把握。
【编制图表】
这种教学法的核心是纲要信号图表。纲要信号图表是提纲挚领,重点 突出,简明扼要地概括出学生所需掌握知识的图表。所以编制图表的工作 是试验沙塔洛夫教学法的第一步。为此要根据我国现行中学物理教材编制 好图表。图表的编制要以教育学、心理学和教学论的理论为基础,同时又 要注意科学性,逻辑性,直观性和趣味性。
1)首先要钻研教材,从全局考虑,要了解整个教材的组织结构,全书 围绕什么问题,什么中心编排的。明确教材的来龙去脉,弄清每一章节之 间的相互依存关系及每一章节在整个教材中的地位和作用。为此要从教材 的整体结构出发,以知识体系为骨架,来编制图表。
2)要抓住教材内容中主要的,本质的东西,删去非本质的不必要细节, 即按照重点内容这个纲来进行编排。做到削枝强干、以主带从,使全书的 系统与重点突出部分有机地结合起来,保证学生能从图表中掌握到最重要 的基础知识。
3)编制图表时,要对学生所需要掌握的知识,进行找联系、辨异同、 清脉络的工作,使各个分散的知识纳入到整个知识体系中来,让学生所需 掌握的知识达到条理化和系统化,形成知识体系。便于让学生从图表中, 掌握到系统的规律性的知识。
4)编制图表时,要把大量的基础知识,通过它们的内在联系组织起来, 压缩、贮存在图表中,使学生通过图表能大幅度地理解掌握所学的知识。
5)编制图表时,在知识具体编排上,应体现出科学性,逻辑性。在图 表的制作上,应体现出直观性和趣味性。也就是选择适当的颜色和合理的 布局,制成醒目,具有吸引力的图表。
以高中物理“力”和“直线运动”两章为例:
《力》
F ? F1
? F2
? 2 F1 F2 ·COS?
F sin ?
tg? ? 2
F1 ? F2 cos ?
《直线运动》
【教学应用】
下面仅举例,说明“纲要信号图示法”在各种课型教学中的应用。(1) 用于复习课
教师在复习时,利用一些精心设计的图示,可以使学生一下子抓住知
识的中心与要领,帮助学生对知识的理解与记忆,提高学生综合概括知识 的能力,激发兴趣,有助于学生形成统一连贯的物理世界图景。如初中物 理第十章的复习图示:
(2)用于概念教学 一个物理概念的顺利建立,不可能一蹴而就,而是一个多层次反复。
在是非曲折之中,逐渐认识概念,掌握概念的内涵与外延。作为一个教师, 就要不断地设计这些反复,以帮助学生完成认识上的飞跃,从而头脑中建 立起牢固的物理概念。图示法可以用于设计这些反复。
如讲述“磁场方向”,见上图。 (3)用于规律的教学
物理规律,是物理事实的高度抽象。实践告诉我们,抽象的东西,应 该用形象的东西来类比,不熟悉的事物,应该用已知的事实去比喻。这样 可以使学生从感情上与物理规律的距离大大缩短,便于理解物理规律。图 示法在这方面起着独特的作用。
如,讲述牛顿第一定律的图示:
原来运动的物体不受外力 ?不?受?外?力? 保持匀速直线运动状态
原来静止的物体不受外力 ?不?受?外?力? 保持静止状态
(4)用于知识间对比与联系的讲解 物理知识间并不是孤立的,有着必然的联系。寻找知识间的联系点,
对帮助学生理解知识,灵活掌握知识,至关重要。在这方面,图示法,可 以助一臂之力。
例如,讲述动力学与运动学联系的图示:
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