时间:2023-02-27 11:11:44
绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇物理课程论文,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
从可供选择的宽广领域中为中学物理课程选择合适的内容,对教师和学校来说都不是一件容易的事。深度和广度,学生的兴趣和经历,师资力量等这些都需要加以考虑,对许多学生来说,中学物理课程可能是他们接受物理学正规训练的唯一机会。对另外一些学生来说,中学物理课程给他们打下一个基础,以备今后进一步深造。于是,课程所提供的准备是否充分,便引起学生和家长以及高等院校的密切关注。一些州关注课程的内容并提供大纲,以便有助于对学校进行指导。
但是,说到底,这种选择必须由任课教师来做,因为他们了解自己的学生和社区,了解学校情况,尤其是了解不同的课题对学习的重要性。
二、概述
在“初级物理”这个题目下有很多知识。在一学年内无法把它们学好。初任教的老师应该特别注意不要试图教太多的课题。教好少数课题比了解物理学的概况更为可取,那么教师应当怎样选择课程内容呢?也就是哪些课题应该教给学生呢?
首先我们将考虑作为一门科学和作为一种活动的物理学的范围。展现在师生面前可供考虑的课题范围是极其广泛的,但选择时要注意以下问题。
虽然过分狭窄和专业性不是中学物理应该具有的特征,但是,在选择适合于中学不同学生所需要的课题时,理解要比单纯知道更重要。应该让学生学会一些必要的课题。还需要考虑教学目标和希望学生获得哪些能力。
三、可供选择的广泛领域
物理学的范围十分广阔,其中大量课题应该包括在中学课程之中。
1.物理学作为自然科学的重要基础,从时间上来说,可以从当前一直追溯到“大爆炸”的时刻。
2.物理学的研究范围很广,但它是由贯穿其中的一些基本观念联系起来的。
物理学的普遍原理使它和谐、有力而且具有物理美。
3.物理学是当代人们所热烈追求的一项事业,前沿正在扩展,物理学正在发展之中。
4.物理学的研究方法在很大程度上能有效地发展其它自然科学。提出关于自然界的问题,并用不同的方法得到解答。应该让人们知道,“物理学家的方法”在科学研究中具有代表性。
5.物理学不是工程学,物理学在工程中的应用以及在医学和其它许多领域中的应用,将被那些理解物理学基本原理的人们所关注。
6.物理学的应用之一是解释自然现象,这真是很吸引人的一个方面。例如,日落时为什么是红色?天空为什么是蓝色?鸟如何知道飞行路线?为什么海浪总是拍岸?
7.还有一些物理学在技术上的应用导致人们关注某些社会政策,如核电站、核废料处理、空间计划、能源、环境保护以及国防等。
这些课题应该有足够的数量,以便能体现物理学的广泛程度。但也不能太多,致使对每一课题的讲授都不充分。在整个课程中,应该强调那些基本原理,以及把物理学各个分支联系在一起的那些观念。应该使中学生感受到物理是一门发展中的科学,是最引人入胜的当代科学前沿之一。其次,通过学习物理,学生应该知道物理学家如何提出有关自然的问题并给出解答,从而勾画出宇宙的情景,学生应该学习如何提出类似的问题。最后,关于物理学基本原理在技术和日常生活中的应用,如果引用得当,会增加多数学生和教师对物理课的兴趣。
所有这些,说起来容易,做起来并不容易。企图讲述过多的课题将会流于肤浅,这是在基础科学的初级课程中容易犯的毛玻另一方面,过分集中少数课题会使本来应有多方面才华的学生成为“少年专家”,同时把一些本来会对广泛的课题有兴趣的学生排斥在外。物理学在日常生活中。在技术中、在相关科学中的应用,会使物理课生动活泼。然而,过多地引用技术实例,在教学中可能忽略这一点:应用是结在科学之树上的果实,而不是树本身。
四、课题少而精,则学习效果好
首先,要说几句关于物理课程的“覆盖面”问题。一些课本,由于其内容包罗万象,有时会误导新教师,为了满足不同教师和不同学生的不同兴趣,课本所包含的课题比作者打算在任何一个年级所讨论的要多。物理教师与其肤浅地覆盖许多课题,不如处理好较少的课题。这一点在几十年前举行的称之为“美国物理教师协会”(AAPT)的会议上已经提到过。
由很多知识组成的物理学,目前它的范围更加广泛,在初级课程中不可能充分普遍地加以覆盖。教师不应该牺牲深度和理解程度,百科全书式地包容过多的课题。
1.动量守恒;2.质量和能量守恒;3.电荷守恒;4.波动;5.场;6.物质的分子结构;7.原子结构。
这7方面的原理和概念勾画出最低限度的内容。
应当指出:诸如牛顿运动定律这样一些课题,通常应该在讲述初等水平的能量守恒和动量守恒原理的发展过程时加以讨论。
1956年以来,物理学已经向前发展,因此关于现代物理(基础物理在粒子物理、固体物理、相对论和宇宙学中的简单应用)的介绍现在也适合于中学物理课程。
五、应当教授某些技能
中学物理课的一个极其重要的方面是使学生获得一定的能力。下面举例说明应该培养的某些技能。
1.识别所观察到的现象中的变量。
2.整理观察到的信息(例如,观察和记录电流改变时导体上的电压)。
3.会处理信息,以便研究找出关系(例如,作出电压与电流的关系图线)。
4.会解释用图线表示的信息。
5.学习“问题解决”。
6.会根据简化的假设粗略地进行估算。
7.会把空间信息转化成其它形式(例如,理解实际电路与电路图的关系)。
学生获得这些技能,需要多次反复和实践,只有反复注意其应用,才能获得技能。应该在学生学习力学、光学、热学、电磁学、波动、近代物理等知识时,学习和利用这些技能。稳步地发展这些技能是物理课程的一项根本任务。
六、课本的内容
学生学习物理在课本上花费的时间要比做实验多,也比同物理教师接触的时间多。因而必须认真选择课本,以适应师生的需要。
在选择课本时,应该考虑哪些标准呢?课本中应该包含哪些内容呢?在AAPT领导下的物理教师小组认为,评价中学物理课本有下述7项主要标准:1.内容(题材的正确性和合适程度);2.程度(讲述适合于中学学生);3.可读性(课本易于学习);4.外观(看起来吸引人);5.科学(把物理学展示为发展中的知识);6.社会问题(认识到物理学对社会的影响);7.作业(给学生的附加作业,材料合适)。
基于这些标准,教师小组评价了14种使用比较普遍的中学物理课本。
同一小组分析了这些课本的内容,认为主要课题的分布如下:1.测量:导论,数学技能,误差,实际测量,SI单位制。
2.力学:平衡状态,动力学,牛顿运动定律,万有引力,动量,能和功。
3.分子物理:量热学,分子动力论,气体定律,热力学。
4.波动:在弹簧和发波水槽中的机械波,声学。
5.光学:光的波动说,光线,镜和透镜,衍射和干涉,偏振。
6.电磁学:静电学,简单电路,静磁学,电场和磁场,磁力,电磁感应。
7.量子物理:光电效应,氢原子能级,原子光谱,核结构,放射性,核能。
此外,一些课本还涉及如下课题:电磁波,相对论,能源,物理学史和(或)天文学史,流体力学,电子技术,固体物理,天体物理,交流电路等。随着物理学的发展,课本也必须改变。在美国促进科学协会(AAS)领导下的教师小组审查课本的标准包括:内容的通用性;内容的正确性;内容的范围;科学的结构和方法;编排和连贯性;易于理解。
七、考试的内容
某些广泛应用的物理考试,从它的考试范围透露出一种课程内容的线索,因而许多物理教师认为它很重要。它对选择物理课程内容多少具有指导作用。然而,当作分析和选择课程内容的文件,它不具有绝对标准,应该慎重对待。
国家科学教师协会的初级物理考试,以其自身的权威而博得人们的关注。通过研究,发现考试的主要课题及其在试题总数中所占的百分比如下:力学30%热学和分子动力学10%电磁学25%波动、光学和声学20%现代物理学15%.
八、大纲
大纲以提纲的形式列举出所要讨论的课题,并指出课题间的关系以及与课程目标的关系。有经验的物理教师通常要正式地或非正式地编制自己“个人的”大纲。由州教育部门或地区性的学校系统制订的大纲,在选择内容方面也为教师提供了指导。在一些州,课程委员会当前正致力于编制或修订具有不同目标的物理大纲。
物理大纲既有有利的方面,也有不利的方面。有利的方面是:它为物理教育规定了目标,它反映物理学家和教育学家双方的思想,可以在学年之初这个关键时刻对物理新教师给予指导,不利的方面是:大纲趋向于“冻结”教学模式,并限制选择教学内容。教师常常感到,不得不刻板地执行大纲中提出的建议,从而受到束缚,而且不能去试验新的教学方法,任何大纲都应该留有适当的余地,以便有经验的教师能发展他们自己的物理课程。
大纲是关于课题和课时的初步安排。随着课程的进行以及学生的能力和兴趣逐渐显露,教师应当保持主动,以调整顺序和进度,调整能力要求和教学程度,在一年之内,要覆盖每个主要物理领域中的一些部分,这虽然是人们所希望的,但许多有经验的教师发现这是做不到的。他们相信,发展学生的信心和能力更为重要。某些重要问题应该提出来并给予回答:1.贯穿每个学期的最重要的内容和能力是什么?就如同多数课本所编写的那样,教师可以确定牛顿定律、牛顿定律的历史发展和应用是第一学期的中心内容。
或者还可以把守恒定律(能量守恒、线动量守恒、角动量守恒)作为重点。一旦能够决定一学期所学的内容,就可以相应地做出每周和每天的进度表。
2.可以删去大纲中的哪些课题,教师应当认真地阅读课题目录,并认真选定删减对象。此后,随着学期的进展,在课程进行中要不断地与计划(大纲)相对比,而不要等到课程的最后几周再这样做。
3.大纲期望学生能记住什么?是否使学生确信他们能学习物理,并对物理增加了(或具有了)兴趣?
九、新课程
物理学是一门生气勃勃的学科,新近观察到的现象不断丰富着它的内容,处理熟悉的和新的现象的模型不断在改变,而且,应用物理学不断诵现。物理课程的内容不能固定不变。
其实,当代的中学物理教师已经感觉到有必要不断重新审视和思考课程的内容,这是令人鼓舞的趋势。相当数量的教师正基于自己的观点设计新课程,他们想的是如何把变化中的物理内容组织起来,以适应教学目标,并提供更好的课程以适应学生不同的需要。
下面简短介绍几个学区的课程实例。
下默里安(宾夕法尼亚州)中学物理大纲。这个大纲提供了一个以学生活动为中心的计划。这种活动可以使学生重视并提高自己学习物理和数学的能力,渐渐成为一名合格的科学实践者,物理教师的基本信条是:学出兴趣,而不是“学完大纲”。
关键词:文科物理;教学实践
文科物理的授课对象是文科学生。文科学生在以后的工作中可能永远不会遇到“相对论”或者是“量子力学”的问题,他们不学大学物理,似乎是天经地义的事。但是,进入知识经济时代,我们再不能把大学教育简单地看作是“岗位培训”,再不能把大学物理仅定位成为工科专业后继课程服务的基础课程,学生也不是“知识的容器”,文科生也需要具有一定的科学文化素养。
那么,给文科生开设文科物理课程的意义何在?如何给文科学生讲授大学物理课程?笔者在这方面做了初步的教学探索。
一、文科生开设物理课的意义
爱因斯坦曾说过:“科学对于人类事务的影响有两种方式,第一种方式是科学直接地、并在更大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具;第二种方式是教育的性质——它作用于心灵。”给文科生开设大学物理课程主要是想用科学对人类事物的第二种影响方式来影响他们。所以在这里关于开设文科物理课的意义我想强调两点:1、知识的积累;2、素质教育。
美国物理学家费曼曾经说过:“物理学是最基本的、包罗万象的一门学科,它对整个科学的发展有深远的影响。”换句话说,物理学的研究对象很难用一个范围、一句话去定义。力、热、电磁、光、原子、基本粒子、凝聚态、材料、信息、超导等等,大到天体,小到基本粒子,从宏观到微观,从低速到高速,都是物理学的研究对象及范围。无论是在过去、现在还是将来,物理学都是各类学科的带头学科和基础学科,甚至为其它学科的建立提供了最基本的原理(支持保障等)。所以我给文科生提出来的学学物理的第一个目标就是,通过大学物理的学习来积累知识,从而认识自然,理解自然界中一些最基本的规律和现象,建立正确的世界观。
我给文科生提出来的第二个目标是,通过大学物理的学习来提高自身素质,建立正确的方法论。现代教育观点是:一个人接受终生教育,而大学所提供的教育是以基础的、素质的、方法的教育为主要目的的教育,是一个阶段性的教育。大学教育把提高学生的素质,也就是把能力的培养放在首位。物理学有自己的一套体系,它所涉及的思维方式、哲学思考、美学原则、科学方法,使其成为进行素质教育、方法教育的不可替代的学科。因此,开设大学物理课不仅仅是出于为某专业服务的考虑,更因为这是进行素质教育、方法教育的一个有效途径。
综上可见,开设文科物理课有两种作用,一是通过基础知识的学习,了解自然运行的规律;另一个是思维方法的教学、科学精神的熏陶、创新素质的培养,即科学文化的教学。这是一门软硬结合的课程,从某种程度上讲,科学文化教学的重要性不亚于基础知识的教学。开设文科物理课的目的就是培养文科学生的综合素质,提高学生的思维能力、观察能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力,形成客观认识世界的方法,具备科学精神和人文精神。除了培养正确的世界观和方法论,文科生开设大学物理有其更深远的意义所在。
伴随着文艺复兴,欧洲走出了中世纪,科学发展起来了,人类文化中便分出了科学文化,这种文化逐渐区别于早已形成的人文文化。在20世纪50年代的中国,为改变我国科技落后的面貌政策导向,我们曾倡导过“学好数理化,走遍天下都不怕”。这句话虽然在当时曾受到批判,却在实际上鼓励了无数青年发奋地学习科学技术。然而,两种文化的分裂也以一种中国特色的形式表现出来了。
被誉为“德国教育之父”的洪堡提出:教育是个人状况全面和谐的发展,是人的个性、特性的一种整体发展,教育是一个人一辈子都不可能结束的过程,教育是人自身目的,也是人的最高价值体现。一切社会活动都是人的活动,要改善我们的社会,就必须改善和提高人的全面素质。因此我们的教育应当致力于培养德、智、体、能、美等诸方面和谐发展的一代新人。而要做到这一点,正如已故著名女科学家吴健雄所指出,应该把人类文化已经长期分裂而造成隔阂的两种文化——科学文化与人文文化——在校园里重新加以弥合,这是为了避免社会可持续发展中出现危机而必须解决的一个刻不容缓的问题。21世纪科学需要文理相通,这是给文科生开设物理课的根本意义所在。
二、文科物理的课程体系——立足于理,建瓴于文
经多方比较,选用倪光炯先生的《文科物理——物理思想与人文精神的融合》作为教材。编者首先强调了一个重要理念,物理学既是科学也是文化。在人类的人文文化和科学技术文化两大文化中,后者的重要部分就是物理文化。物理教育的基本任务之一是传递物理文化。因此,物理教育不应仅是传授物理知识的过程,而且要突出物理教育中的文化特征,重视对学生探索、求实精神及科学审美观等的培养。一句话,就是要重视对学生科学素质的培养与教育。
按照上述理念,《文科物理——物理思想与人文精神的融合》以物理学史的发展为主线,以物理学发展史和物理学研究方法论作为其主要内容,从人文文化和科学文化的高度把有关的内容组织起来。编者在该书的编写中,充分体现了文理渗透的精神,注意加强物理学的人文色彩,并注意突出物理学的思想性和哲理性,立足于理,建瓴于文。
文科物理共分为十个章节。第一章,两种文化的历史演变。通过简介中国傲人过去,引出李约瑟难题;在分析李约瑟难题过程中分析东西方哲学的差异;正是因为东西方哲学的不同开局导致了两种文化的分裂;最后指出东西方文化的融合对可持续发展的必要性;21世纪的科学需要文理相同,再次强调文科生学习物理的必要性。第二章,经典力学的建立。从哥白尼、地谷到开普勒,从伽利略到牛顿,简单介绍了经典力学的发展与成熟,简短的篇幅里面有完整的经典力学体系。第三章,从静电现象到电磁现象。包含了电磁学的整个完整体系,介绍思路也是顺延物理学的发展过程。第四章,光的本性是什么。简单的阐述了光的本质和有关光的最基本的物理现象。第五章,打开微观世界研究大门的三大发现。介绍了通向近代物理之门的三把钥匙X射线、放射性、电子的发现过程,在了解物理知识的同时我们还能学到正确的分析问题和解决问题的方法,并能领略到科学家的大师风范。第六章,物质观的革命——量子论。属于近代物理的范畴,带学生们走入微观世界,了解神秘的量子理论。第七章,统计规律,混沌,熵与信息。属经典热学范畴,研究了生活中遇到的热现象的微观实质。第八章,时空观的革命——相对论。属于近代物理范畴,它将带学生们走进高速的研究领域,在这里大家根深蒂固的时空观将被。第九章天体物理学的新发展将给学生们简单介绍天空中各种星体的运行。演化和研究手段。第十章物理亦文化再次给大家展示物理学的魅力所在。
物理学在研究和发展过程中所形成的各种方法、理论与实践、归纳与演绎、分析与综合、类比联想和假设试探、理想化方法与模型化方法等都是培养和提高人的观察能力、思维能力、表达能力、理论联系实际能力和创新能力等素质最有效的方法。文科物理中不仅蕴含着先进的生产力,同时也蕴含着先进文化,对人类的未来能够起到决定性的作用。
三、文科物理课程的授课方法及其可行性分析
在高等教育从精英教育向大众化教育的转型时期,在教学中首先要提高学生的学习兴趣,这就要求教师在课堂上追求全方位的精彩。讲出物理学中的科学之美,简捷与统一之美,深邃与含蓄的内在之美,奇异与对称的和谐之美。让学生在浩繁的物理概念和推理下感受物理大师们赋予自然科学的真善美。出于这方面的考虑,文科物理教学过程一定要优化教学方法。
文科物理的教学过程中综合采用了知识结构法教学、发现法教学、案例法教学、讨论法教学。
一些老师创造性地利用生活中的一些废旧物品制作了一些简易的实验器材。如:让学生收集了几十个“喜之郎”果冻杯,用杯装水模拟眼睛的成像过程;用废可乐瓶做罩子、驱蚊香制造烟雾,成功显示了光的传播路径等。再如讲大气压强时如果没有马德堡半球可以找一个医用针筒,用眼药水瓶上的小橡皮帽把针头堵塞起来针筒活塞下而拉不下来,可以证明大气压的存在;在引导学生认识磁化现象时,可以在一个试管内装满铁屑,塞上胶塞,用蹄形磁铁的一个极在试管壁上沿同一个方向轻轻滑动,使试管内的铁屑被磁化,便可以吸引铁钉、铁片,振动试管后磁性便消失,从而直观地演示铁磁性物质被磁化和退磁现象等等。
教学资源需要教师不断创造性开发和整合。要精心制作、整合一个好课件,从构思到收集素材到制作到修改到完成需要很长的时间,而在一线工作的教师教学任务繁重,时间有限;同一课题多人赶制、质量不高,没有统一部署,教师的保贵时间和精力是一种极大的浪费。为了合理使用宝贵的人力资源,避免不必要的重复劳动,物理教研组应该把教师组织起来,进行课程资源的整合,进一步把这些小规模、零散的宝贵教学资源保留、优化并加以利用,共同享用这些优质的教育教学资源,全面提高教育教学质量。
物理资源的开发、整合过程中,除了需要发挥专家、学校和教师的主体作用外,还必须充分发挥学生及学生家长在课程资源开发的主体作用。学生是课程资源开发的主体和学习的主人,要学会自觉、自发地利用可用资源,为自身学习、实践、探索性活动服务;家长由于与社会接触面广,有其自身优势,他们可以带领孩子进行课程资源开发活动。教师可以鼓励学生和学生家长发挥自身优势,积极参与课程资源开发实践。
如:让学生分组收集生活中的声现象、声音的利用、噪声的危害;让学生调查、分析马路灯为什么用红、绿、黄三种颜色;让学生自制照相机等。为配合浮力、弹簧测力计、杠杆原理、电磁等教学,可以让学生制作土密度计、橡皮筋测力计、杆秤、指南针电铃等。教师也可以结合物理课的教学内容,布置相应的调查、探究活动。如学习《功能的利用和环境的保护》后,可开展农村环境污染的调查活动,学习《生活用电》后,可开展农村照明问题的调查活动;学习《压力和压强》后,可开展农村公路损坏原因的调查活动。学生在资料的收集、归类、重组、优化的过程中得到提高,这样不仅可以充分利用学校内外的现有资源,还给学生创造了一个主动学习的环境,培养学生收集信息、筛选信息、分析信息和整合利用信息的能力。
从适应教育教学改革和时展的需要,从促进教师的专业发展、提高教师自身素质的需要,从培养学生的创新意识和全面发展的需要来说,都迫切要求强化教师的课程资源整合意识,提高教师的课程资源整合、利用的能力。
怎样进行校园课程资源的整合和利用呢?首先学校要创设有利于教师积极参与课程资源整合的导向制度。建立促进这项教研活动开展的激励措施,形成对话机制,为教师之间进行信息交流、经验分享和专题讨论提供平台。其次,教师要注意各项资源的整合和利用,积极地进行教科书内课程资源的整合。教材中有“探究实验”、“演示实验”、“想想议议”、“想想做做”、“动手动脑学物理”、“科学世界”等内容,穿插相关的图片、表格、资料来呈现教学内容。
第三,课组老师要实现教科书的外课程资源的课内整合。在课堂教学中,教师既要根据教学目标和教学重难点,适当介绍一些家用电器等的结构、实施原理及其发展史,联系学生的“生活世界”,走进生活,讲一些有趣神奇的物理现象,以充实课堂,激发学生的求知欲,又要把现代信息技术前沿科学的物理渗透其中,实现外课程资源的课内整合。还要加强物理、化学、地理、数学等学科之间的联系、交叉和渗透,加强学科内外老师之间的联系,实现校内课程资源的整合。
本文就信息技术与物理课程教学的整合,结合自己物理教学的实践谈谈以下几点看法。
一、“课件”向“积件”思路发展,探讨物理学科整合新方法
在计算机辅助物理教学这个领域里面,市场上已有相当数量的物理教学软件可供购买,但能够真正适用于教学的软件却不多,教师自制课件的水平又不高,容易造成“低水平重复”的现象。在此阶段上,寻求计算机辅助教学软件开发和应用的新路子──积件思路应运而生。其指导思想是:“课件”向“积件”发展,工具型、资料型、开放型的教学平台已成为计算机辅助教学软件的发展方向,它包括带有学科特色的平台和多媒体资料库。教师稍加培训就能够自如的运用它们来按自己的意愿制作课件,紧密配合自己的教学过程、为课堂教学所用,在真正意义上,实现计算机辅助教学。。
例如在物理学科平台方面:《CSC电子备课系统》初中物理版、天翼全景多媒体教学软件高中物理版都是面向教师设计的新一代大型集成化多媒体辅助教学软件,集众多教育专家和优秀教师的科研成果及教学经验于一体,为教师提高教学质量、探索新的教学模式和方法提供了丰富的资料和必要的教学手段;又如《青鸟师友多媒体课件开发平台》,是一个基于Windows操作系统,集声音、图形、图像、文字于一体的多媒体课件开发工具;再如几何教学平台的“几何画板”不仅适用于几何教学,而且也适用于物理教学中的力学课程,它界面简单、容易学习、直观好用,因此这样的软件很受老师的欢迎。以上四个多媒体计算机辅助教学软件开发平台,就很好的体现了“积件”思想。
在多媒体资源处理方面,物理作为一门信息技术邻近学科,物理教师应该成为信息技术与学科整合的先行者。如今许多物理教师都在Internet上建立了自己专门的网站,并把以网页浏览的形式制作的CAI课件、教案、论文等放在该网站中,同时还可以把其它网站已有的课件通过Internet的超级链接功能揉合到自己的CAI课件里,以“搭积木”的形式,把在教学实践过程中制作的每一个课件链接起来,通过长时间教学的积累,逐步建立一个完整的教学课件体系。反之,其它教师也可通过网络共享自己的CAI课件,克服了传统的“软件包”形式的课件不能共享的缺点,提高了课件资源的利用率,充实了网上物理学科资料库,形成网上物理学科联盟,实行资源共享。此外,教师和学生可以在任何时间、任何有网络终端的地点,通过Internet网络来访问这些网站,进行物理教学的探讨和巩固性学习。
因此,运用“积件”思想,走素材资源库和制作平台相结合的新思路,是软件开发和应用走出目前困境的有效途径。学科教师应根据教学实际,运用“积件”思想,充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件,以及相关的CD、VCD资源,从中选取适合教学需要的内容来制作自己的课件,从而适应不同教学情境的需要,彻底改变教学软件在设计、开发和使用上的相互割裂的局面,使CAI在课堂上的运用走出低谷,朝着信息技术与物理学科整合这一更为广阔的方向发展。
二、电脑模拟,发挥物理演示实验、虚拟实验室的功能
1、信息技术与物理实验教学整合,发挥演示实验作用
物理是一门以实验为基础的学科,实验教学和演示实验是中学物理教学的重要一环。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点,利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤,而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。在普通物理课堂的演示实验中,由于受到常规实验仪器本身的限制,实验效果常不如人意。而通过多媒体技术模拟实验的辅助,模拟一些重要的,但在现实实验环境下难以完成的一些物理实验,则可弥补常规实验仪器的不足,提高物理实验的演示效果。
如本人在做凸透镜成像规律实验时,先用常规仪器按传统实验方法进行演示,由于常规实验仪器的限制蜡烛在光屏上所形成的像随着物距的变化而变化的这一现象不是很明显,致使学生对凸透镜成像的特点不甚理解,并产生迷惑。此时我改为采用多媒体技术进行凸透镜成像规律模拟实验,演示物距从无穷远至小于焦距的整个实验过程中物距、像距和像的变化的情况,整个模拟实验过程流畅、直观、明了,从而使学生对该实验有了一个清晰完整的认识。由此可知通过信息技术与物理实验整合,可以突破常规实验仪器的局限性,所以我们应当充分发挥信息技术的特长,对那些难以观察到的、复杂、困难的实验进行模拟和提供帮助,成为常规实验的补充,并把两者结合起来,使实验教学上升到一个新的层次,从而有助于学生发现规律、获得知识,提高学生的科学文化素质和实验技能水平。
2、在网络技术环境支持下,发挥学生自主探讨性实验作用
在传统物理实验室,一方面由于怕发生意外和造成实验仪器的损失,有许多实验室规章制度,对学生诸多限制;另一方面由于实验环境和实验条件的限制,实验结果往往和物理理论不一致,甚至出现相反的数据,这一切无不暴露出了传统实验室的弊端。
让学生在网络环境下进行虚拟实验室操作,以自主模拟实验为基础进行多媒体教学,则可以解决这一难题。如笔者在上传统电学实验课时,通常会告诉学生,电流表的接线柱不能接错、电压表不能超过量程,电池组不能短路。很多实验不允许学生自己操作,这些规定无形中扼杀了学生的创造性思维,而有些学生自主意识很强,常常会进行一些“地下操作”,最终损坏了仪器。然而,须知这些“破坏性”强的学生实际上也是动手能力、创造能力强的学生。在网络环境下,倡导学生自主探讨性实验,既可保护仪器又能培养学生的创新能力,并能把很多传统实验做不到的效果一一再现。如本人曾在网络环境下采用“仿真物理实验室”虚拟电学实验室软件(在线版网络软件),实现网络与物理学科教学的整合。学生在网络技术环境进行多媒体实验操作,通过网上人机对话,学生可以一边操作一边在网上畅游,获取新知识,或与其他同学交流。如果学生在网络虚拟实验室遇到问题,就可以通过网络从其他同学那里获取相关信息,进行讨论,让学生自主学习,并自主观察模拟实验,从而掌握学习成果和学习方法。
这种虚拟实验室为学生提供了全方位的开放性的操作环境,使学生在课堂上实现了在虚拟世界的真实体验。信息技术与物理实验教学整合,能够培养学生自主模拟实验、观察实验,并归纳、总结,抽象成所需知识的能力,从而学会学习,使学生主动地获取物理知识,发展能力,并促使他们建立科学的世界观。
三、充分利用网络资源,增进教学效果
进入网络时代后,网络环境为学生提供了丰富的知识库、资源库,网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点,例如:中国中小学教育教学网()教育资源库物理学科、广东教育资源网()资源中心物理学科、中国物理教育网()等可谓是一间完整的中小学数字资源库,它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源,且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。
本人在进行初二第十二章第一节浮力教学时,须向学生解释浮力产生的原因。我先设想一个立方体浸没在水中,它的6个表面都受到水的压力,它的左右两侧面、前后两侧面,受到的压力都是大小相等、方向相反,互相平衡,只有上下两面由于深度不同,受到的压强大小不同,压力也因而不相等。浮力的产生是由下表面受到水的向上的压力和上表面受到水的向下的压力差,但如果使用语言和文字向学生讲授向上和向下压力差时,学生理解起来比较抽象,难懂,对整个过程反映比较茫然。所以我通过在中国中小学教育教学网()物理学科课件库网站下载相关课件解决这一难题。该课件以动画的形式慢镜头表示前、后、左、右的压强、压力相等,小木块保持不动,但加载上、下表面压强、压力时,小木块慢慢向上移动,同时超级链接浮力大小的推导公式录相。活泼的动画效果、直观的图形,快速有效地激发了学生的学习兴趣,收到了良好的教学效果,学生很轻易就攻破这一难点,同时为讲授下一节阿基米德原理做好理论基础,而这一切都是传统教学很难做得到的。总之,让学生在生动、形象的环境中进行学习,由此达到事半功倍的作用,也就能很好地提高课堂教学效果。
信息技术作为最先进的教学媒体与物理学科整合,不但深化了物理学科教学、加大了学科信息容量,而且提高了课堂四十五分钟的教学效率。
四、扩大信息来源,提高教学水平
1、了解物理学科发展时事形势、把握教学动态:
我们通过Internet在官方权威网站上查看有关物理发展动态,可以做到在时事政策上紧跟形势,在物理学科教学时作出及时调整。物理作为一门理科学科,大量的习题是必要的,但订购的习题集往往又存在着题型偏旧、信息过时的缺点,这对于学生习题更新、掌握中考的习题形势是不利的。为了克服这一缺点,我们可以充分利用Internet这一信息资源,从网络如中国中小学教育教学网()上的物理试题中心、中国园丁网()试题集锦栏目和其他一些重点中学网站试题库上下载最新的试卷、搜集物理相关试题,用来给学生作为测试题和平时练习。实际情况证明:这些题目题型新颖、信息准确,对于启发学生的思维,开阔学生的视野有着很大的帮助。
2、增进学习交流、提高教学水平
网络的交互性给物理教师互相学习交流提供了机会。教师可以一方面利用电子邮件与有关专家进行交流,学习前沿的理论知识,获取名教师的经典教案;另一方面还可以参与网上的教师继续教育和参与一系列教育门户网站的教育论坛,如在中国名师教育网()我们可以与重点学校的名师专家探讨物理教育应培养怎样的人才,在中国园丁网()、中国物理教育网()的教育论坛我们可以与各地的同行探讨物理教学中遇到的问题以及对物理教学改革的看法,通过网上学习交流,实现资源共享,达到提高教学水平的目的。
我们通过信息技术与物理课程教学的整合,激发了学生对物理学科的学习兴趣,课堂上参与意识很强,对知识的理解掌握程度较理想,尤其是实验教学,学生的实验理解能力、动手能力均取得了长足的进步。实践证明,信息技术与物理课程教学的整合能鞭策我们教师去进一步完善课堂教学,使教学过程更具有科学性,帮助教师在课堂上更合理地掌握和利用时间,吸引学生的注意力,使学生在课堂上接受和掌握更多的知识,提高物理课堂教学的效率。
随着信息技术和物理学科教学整合的发展,将信息技术引进教育领域将给学生、教师、学校带来一个新的教学模式和新的契机,但同时也应看到,信息技术和物理教学整合是一个新兴事物,还有许多问题需要我们去研究、探索。但我们确信信息技术在和学科教学中整合中将大有作为。
参考文献:
关键词:案例探究师生互动师生互为主体
基础教育课程改革是一项系统工程,在新一轮的物理基础课程改革中,大力倡导实施“案例探究教学”,因此,许多物理教师对为何以及如何开展案例探究教学存在着一些困惑。本文试图从案例探究教学的必要性、理论基础、教学策略等方面进行探讨。
一、案例探究教学是时代与现实的呼唤
在知识经济初现端倪的时代,不再以拥有知识量的多少作为衡量一个人素质高低的唯一尺度,关键是科学创新能力的高低。因此,知识经济时代的到来对教学提出了全新的要求,要求教学活动不仅是单纯的知识接受的过程,而且是重视学生能力与素质培养的过程。实践证明,案例探究教学有利于培养学生独立思考的习惯,激发学生的创新意识,开发学生的创新潜力,全面提高学生的科学文化素养,拓宽学生获取信息的渠道。
传统的追求系统性的物理课堂教学把系统性的认识同教学材料的系统性混淆了。物理教学本应传授给学生系统性的认识,使学生掌握该学科的基本结构,各种知识间的内在联系,让他们对这门学科有一个整体观念、全局观念,从而上升为一种积极、能动地解决相关问题的能力。但传统的物理课堂教学却仅仅着眼于提高升学率,教师和书本几乎是学生知识的唯一来源,教师和书本是权威,学生只有把书本上的条条都背会就可以得到一个很好的分数,在这种情况下,学生只能苦读课本,不敢越雷池一步。殊不知物理课本中所介绍的知识只是科学的一个组成部分,而不是科学的全部,真正推动科学前进的动力是科学精神和科学方法的应用,传统的教学由于缺乏对学生这两方面的教育,学生在课堂上是看科学、听科学,而不是做科学。学生由于对科学知识的来源缺乏了解,把科学知识看得很神圣,不敢怀疑,由于对科学方法缺乏了解并对自己没有信心,导致学生缺乏科学创新的能力。
二、新课程理念是实施案例探究教学的理论基础
基础教育课程改革目标之一:改革课堂实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力。同时,《标准》指出科学教育的主要目的是提高全体学生的科学素养。公民的科学素养主要包括:科学观念、科学精神、科学态度、科学知识、科学方法和科学的实践能力等方面。物理课程是自然科学课程,在培养学生科学素养方面有着重要的任务。按照传统的课程理念和习惯、以灌输为主的教学方式是难以完成这一任务的。科学是一个探究的过程,学生在物理课程中的学习方式也应该体现自然科学的这一特点。因此,课程标准提出了“倡导探究性学习”的理念,并要求学生在新课程的学习中应以探究学习作为主要的学习方式之一。
探究性学习是一种学生学习方式的根本改变,他让学生在主动参与过程中进行学习,让学生在探究问题的活动中获取知识,了解科学家的工作方法和思维方法,学会科学研究所需要的各种技能、领悟科学观念、培养科学精神。学生由过去从开始学习科学的概念、规律的方式变为学生通过各种事实来发现概念和规律的方式。这种学习方式的中心是针对问题的探究活动,当学生面临各种让他们困惑的问题的时候,他就要设法寻找问题的答案,在解决问题的时候,要对问题进行推理分析,找出问题解决的方向,然后通过观察、实验来收集事实,也可以通过其他方式得到第二手的资料,通过对获得的资料进行归纳、比较、统计分析,形成对问题的解释。最后通过讨论和交流,进一步澄清事实、发现新的问题,对问题进行更深入的研究。
三、物理新课程中实施案例探究教学的策略
科学的核心是探究,没有探究就不会有发现。作为中学生,一般不可能实现真正意义上的探究,即科学家运用科学的方法,通过探索的途径去发现人类尚未认识的科学事物及其规律的过程。因而实施案例探究的重心就在于诱导学生领会科学精神和应用科学方法,探究的本质在过程,作为基础教育的案例探究,课堂仍然是教学的主阵地。同时,在某一具体案例探究中,必将会把多种科学方法渗透其中,以学科的基本知识为载体,以能力发展为目标。
案例探究教学的基本过程具有六个要素:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流。实际上,案例探究教学过程就是在教师有目的、有组织的指导下的发现过程。而在实际教学活动中只有通过学生积极、主动地学,才能发挥作用。因此,教师在案例探究中要以“师生互为主体”为中心,最大的任务是要不断地研究学生,努力使教学设计符合学生的心理特点,积极采取多种形式的探究活动,牢固树立教学方法受制于探究过程、教服务于学的观念,使学生通过探究学习,真正从探究中学会学习。下面从三个环节的实施对案例探究教学加以探讨。
1.“教师设问”,着重启发诱导
案例探究教学是围绕某一具体案例来组织学生的学习活动,在实施的每个具体步骤中,教师要围绕该案例有针对性地进行系列问题设计,使之与学生认知结构中某些观念建立起实质性联系。在此环节里,问题的提出要充分注意培养学生的学习兴趣,因为学习兴趣是促进学生主动学习的内部动力,学生只有对所探究的案例产生浓厚的兴趣,才能想学、乐学、善学,继而获得思维发展。为此,教师要充分发挥诱导作用,在探究过程中刻意加入方法、能力的渗透式培养,以通过教师的“变教为诱”“变教为导”,来实现学生的“变学为思”“变学为悟”,而使教学深入到“以诱达思”的境界,从而调动学生探究性思维的主动性、积极性。
2.“学生探究”,注重思维发展
在确定需要探究解决的问题后,学生要进入具体解决问题的过程,其实践、体验内容包括三个部分。①搜集和分析信息资料。学生通过访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷等方式获取资料,并选择有效方式获取所需的信息、资料;马上会判断信息资料的真伪、优劣,识别案例探究具有重要关联的有价值的资料,淘汰边缘资料;学生会有条理、有逻辑地整理与归纳资料,发现信息资料间的关联和趋势后综合整理信息进行判断,得出相应的结论。这时他们会反思所得结论是否充分地回答了要研究的问题,是否有必要采取其他方法获取证据以支持所得结论。②调查研究。学生应根据个人或小组合作设计的研究方案,按照确定的研究方法,选择合适的地方进行调查,获取调查结果。在这一过程中,学生会如实记载调查中所获得的基本信息,形成记录。实践过程的文字、音像、制作等多种形式的作品,同时能学会从各种调研结果、实验、信息资料中归纳出解决问题的重要思路或观点,并反思对是否获得足以支持研究结论的证据,是否还存在其他解释的可能。③表达与交流。学生通过收集资料、调查研究得到的初步研究成果在小组内或个人之间充分交流,学会认识客观事物,认真对待他人意见和建议,正确地认识自我。他们会将取得的收获归纳整理、总结提炼,形成书面材料和口头报告材料,并逐步丰富个人的探究成果,培养了科学思维与科学精神。
3.“师生共探”,学会反思与感悟
这个环节着眼于“交流──互动”式教学的实现,通过以上两个环节的实施,学生肯定还存在某些困惑,那么教师就要在这个环节中适时引导学生进行反思与感悟,以便升华新体会的认识与观念,使每个学生都拥有一种由成功的学习而产生的健康向上的情感体验,因为反思是督查、检测、调整的重要举措。因此教师在总结案例探究过程中,就要鼓励学生不断反省自己的学习、探究活动,让他们学会发扬自身的长处,弥补自身的不足,让他们在充满信心的同时探索出适合自己个性的独特而又有效的思维方式。同时,在这一环节中,教师要善于从学生对案例探究的行为反应中获得反馈信息,以掌握学生的案例探究发展的程度,调整下一步的教学行动。
这一环节特别要强化学生的参与、投入意识,真正落实学生的主体地位,让学生在探究中学会求知、学会创造,并通过师生交流的协同作用以及与其他学生间的相互促进作用,达到发展学生自身的目的、实现学生主动发展的目标。在这个过程中,通过优化“教学互动”的方式,通过调节师生关系及其相互作用,形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动,强化学生与环境的交互影响,产生教、学协调与共振,从而切实提高教学效率。为此,在这个环节实施过程中要着力于建构师生互动模式,教师尤其要有意识地引导学生,培养和发展主动、能动、促动的意识和能力,因为主动是创新的起始点,能动是创新的突破点,促动是创新的立足点。其中,尤其应重视以下三点。①双向主动:教师的主动在于对学生的引导与启发的正向主动;相反,学生的主动在于与教师协调配合,积极思考,充分吸纳的反向主动。在此期间教师应帮助学生通过搜集相关资料,了解有关探究问题的知识水平,该问题中隐含的争议性问题,使学生从多个角度认识、分析问题。在此基础上,学生可以建立探究小组,共同讨论和确定具体的探究方案,包括确定合适的探究方法,如何收集可能获得的信息、准备调查研究所要求的技能、可能采取的行动和可能得到的结果。同时,学生要反思所确定的研究问题是否合适,是否需要改变问题。②双向能动:师生双方在教学中都应充分发挥自身的主观能动性,并对对方的主观能动性给予激发、肯定和鼓励,从而使学生对讨论的内容尽可能深化。在此期间,教师要及时了解学生开展探究活动时遇到的困难及他们的需要,有针对性地进行指导。教师应成为学生探究信息交汇的枢纽,成为交流的组织者和建议者。在这一过程中要注意观察每一个学生在品德、能力、个性方面的发展,给予适时的鼓励和指导,帮助他们建立自信并进一步提高学习积极性。教师的指导切忌将学生的探究引向已有的结论,而应提供信息、启发思路、补充知识、介绍方法和线索,引导学生质疑、探究和创新。③双向促动:教师的提问、启发对学生是一种促动,使学生积极思维、深化理解和灵活运用,学生的反问和质疑亦对教师构成促动和挑战,从而促使教师进一步钻研业务理论,探索教育规律,提高教育水平。
四、物理新课程中开展案例探究教学需注意的问题
1.教师要切实更新教育观念,提高自身素质
案例探究教育作为一种新的学习方式,因此没有现成的经验可以吸取,但要防止教师仍按照传统的教学方式与观念来对待案例探究教学。为此,教师要努力学习现代教育科学理论,在平时得以不断地积累,不断地创新。同时,这种没有界限的学习,对教师的知识面要求更广;另外,教师要能公正合理地评价学生的探究性学习,对教师的科学方法、科学素养也提出了较高的要求。所有这一切都要求教师踏踏实实地学习。
2.案例探究要真正落实活动的教育价值
探究的内容有些本身并不复杂,如果仅从掌握知识的角度来看,也许只需要几分钟就能讲清楚,如果让学生通过亲自参与活动,可能要花一节课甚至更长的时间。从表面来看,似乎降低了传授知识的效率。但是,通过活动,学生获得的不仅仅是知识,而且会丰富他们的情感体验,探究能力也会得到发展。
3.案例探究活动的设计要适当
首先,活动的设计应当丰富多彩。教材中的案例探究活动可以依收集证据方法和途径的不同,而提供不同的活动建议。其次,活动的设计应以科学方法教育为重要线索。案例探究的一般方法包括观察、实验、调查等获取经验材料的方法和推理、判断、分析、综合等思维方法。最后,活动的总体设计应当具有合理的能力梯度。学生科学探究能力的培养不是一蹴而就的,需要经过模仿、练习、部分独立设计直到独立设计等阶段。
在科学技术不断地改变着我们生活、改变我们周围世界的今天,具有科学素养是每个公民必不可少的能力。一个具有科学素养的公民不一定要以科学或工程技术为职业。然而,当他面对日常生活中的科学现象、事件和观点时,他应该能够运动科学的原理和科学方法去做出判断或决策。
参考文献:
1吴永熙,张德启.试论物理教育中的课题探究教学[J].课程·教材·教法,2002(3)
问卷中涉及学员教学参与程度、学习动力、网络资源利用三四个项目共8个问题,其中教学参与度3道题,学习动力1道题,资源利用4道题。问卷调查时间为2013年8月至9月之间,历时约一个月,这期间由于大一新生刚刚入学,未列入调查范围,从大学二、三、四年级三个年级中随机抽取学员作为调查对象。其中大二学员40名,大三学员40名,大四学员40名。由于院校的特殊性,调查对象均为男性,包括本院各个专业。问卷采取当场发放当场回收的方式,由相关学员分别带到自习教室或者宿舍发放,并当场回收,确保问卷有效率,共发放问卷120份,回收率100%,有效率100%。
二、结果分析
1.信息化资源利用不足,教学时空受限。
作为部队院校,由于管理上的特殊性,学员可自由支配的时间受到限制,网络资源利用有严格的管理审查程序,这就在很大程度上限制了学员利用信息化资源的空闲时间。信息化资源利用调查显示:63.3%的学员接触民网时间每周在1小时以下,72.5%的学员接触时间在3小时以下。如何利用一些规定范围内的信息化手段,提高其利用率一直是军校信息化教学改革的热点。
2.激励措施不充分,学员教学参与程度不高。
现行的教学考核机制重“教”而轻“学”,这在提高课堂授课质量方面起到了重要作用,但是迄今为止,很少有机制能将学生对具体知识点的掌握情况及能力培养情况进行及时反馈,通过学生考核来评价教师授课质量。经调查显示85%的学员课上较少或者仅是偶尔,甚至根本不参与课上互动。原因多在于不好意思(28.5%)或者跟不上教员进度(35.7%),还有些学员不善于表述(18.4%)或者怕说错了(8.3%),另外,还有7.5%的学员出于从众心理———别人不参与,2.5%认为教员不会注意到自己,所以懒得回答了,其他原因占5.8%。主动参与课堂互动的学员有13以上是为了争取好成绩。如何广泛调动学员课堂参与积极性是教学过程中有待解决的难题。
3.展示平台较少,学习兴趣不浓。
据调查显示,39.2%的学员学习动力来源于为今后发展做准备,还有28.3%的学员出于争当优秀学员或者不给连队“拉后腿”,仅有23.3%的学员是感兴趣才学习。如何激发学员兴趣是今后教学努力的方向。
三、《大学物理》实验班课程设计
1.教学内容,注重把握“一个方向”。
这也就是瞄准教学内容为军事人才培养服务的目标,增强学科军事应用背景,例如在导体教学中我们引入了电磁脉冲武器的内容,从军事问题入手,提出问题、分析问题、解决问题;在电磁感应学习时又介绍了系列电磁炮的工作原理,为学员今后的专业学习打下基础;而光电效应部分也涉及了微光夜视仪的知识,等等。
2.教学方法,遵循“两条原则”。
其一,以“学员位主体”,通过学员主动参与,设置本讲小教员、实验小助手等,培养学员的综合能力;其二,以“教员为主导”,通过启发式教学,设置讲座课,讨论课等,提高学员的科学素养。
3.教学手段,突出“三点运用”。
首先,突出信息化教学资源的运用,拓展教学时空:在实验班教学中,为了克服学员时间不自由、上网不方便的问题,利用大学物理辅导时间,安排适当教室,使学员完成课前预习,课后查找资料的部分任务,减轻课下负担。其次突出课上互动平台的运用,体现课堂参与:在内容适当的位置设置“本讲小教员”,根据预习作业的完成情况,选取学员完成部分内容的讲解,而对于一些习题课,可放宽学员讲解时间,比例可增加到授课时间的50%,这有助于学员课后自学能力的培养以及表达能力的锻炼。最后,突出课外教学环节的运用,强化知识探索———小论文、小制作,甚至是制作一道题目的动画(可用PPT、MATLAB等各类软件)作业的布置,都使得学员课后要不断地尝试、探索,这种探索的过程就是学员创新、实践等各种能力提高的过程。
4.考核方式,体现“四化特色”。
课程考核的目的是实现以考促教,以考促学。以综合能力培养为目的的考核模式,不仅对学生,对教师也是一种挑战。本文根据我院现状,结合现有资源,建立了一套模块化的考核内容全面化、考核方式多样化、考核人员多元化、考核制度健全化的综合考核体系。
5.教学效果分析。
【关键词】课堂科学探究目标评价
在义务教育理科的国家标准中,科学探究是《物理课程标准》中一个重要的内容,就科学探究的本义来说,是指对科学知识的探讨和研究。学生的科学探究是一种在好奇心驱使下的、以问题为导向、学生高度智力投入且内容和形式都十分丰富的学习活动;同时也是一种科学学习的方法。它是以学生为主体,以教材知识为基本的探究内容,以学生已有的知识为基础,解决实际问题的一种学习形式。通过学生的科学探究提高学生的科学素养,培养学生良好的思维习惯,树立科学的世界观和价值观。所以在初中物理课堂教学中就要渗透科学探究的思想,改变师生的角色。实际上人从诞生的那一刻起就没有停止过探究,探究是人的种本能,而在长期的教育中,我们一直压制着学生的探究活动,进行科学理论知识的传授,教师在课堂中要把这种传统的科学知识的传授转化为学生科学能力、科学方法的培养。
在初中物理课堂教学中实施科学探究是物理教学中一个重要的组成部分。表面上物理课堂教学和学生的科学探究活动之间有着较大的分屹,一方面,课堂教学中教师要进行科学知识的传授,另一方面又要强调学生能力的发展。这是两条看似相差很远的目标,在有限的课时之内要实现,比较困难。实际上它们只是在课堂教学中谁是主角的问题,它们之间是相互相存的,可以通过科学探究的方式把它们结合起来。在课堂教学中采用学生的科学探究活动,通过学生自己动手、动脑,可以激发学生的学习兴趣,掌握科学知识,提高学生的科学素质,掌握科学探究的方法,增强学生的口头表达能力,具有初步的信息交流能力。在每一节的科学探究课中都要有具体的目标以及目标达成的情况,在以学生科学探究为主的课堂教学中如何进行目标的制定以及评价呢?
一、科学探究的目标
物理学家劳厄说过:“重要的不是获得知识,而是发展思维能力。教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西。”对于物理学习来说,能剩下的东西是什么呢?如果从学生眼前来说,最明显的就是理论知识的掌握;而对于学生终身来说,也是最重要的是科学的方法、过程以及科学的本质和价值观。在《物理课程标准》中对于科学探究的目标是“经历基本的科学探究过程,具有初步的科学探究能力,乐于参与和科学技术有关的社会活动,在实践中有依靠自己的科学素养提高工作效率的意识。”通过学生的科学探究活动具体的要达到以下几个目标:
1、激发好奇心和求知欲,掌握发现问题的基本方法
在自发的科学探究中,学生的好奇心是进行科学探究的动力。他们对于身边的一些事物或现象不理解,就会进行简单的探究,但这种探究所使用的过程和方法也较粗糙。如果其中涉及到物理知识,教师此时可以引导他们通过分析抓住问题的关键,提出问题,针对问题建议一些解决问题途径,让学生学会提问题。
2、了解科学探究的一般过程,培养科学探究的能力
学生在学习过程中会遇到一些实际问题,从而产生问题,提出猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验查找证据,分析论证、评估、与他人交流与合作。学生通过自己对未知事物的探究,总结出科学探究的一般过程。学生不断的对知识的探究,自己的科学探究的能力也相应的得到了提高。
3、牢固掌握科学知识以及获得科学知识的方法
进行科学探究是掌握科学知识的一种途径,科学探究是科学知识的载体,通过科学探究,能够更好的掌握科学知识。
4、培养创新精神,为终身学习打基础
在探究的过程中,会遇到一些平时遇不到的问题,但是不能轻易放过,形成良好的学习习惯。要学会知识的迁移和创新,有自己的想法和见解,这也是一个高素质的人才所必备的能力,为以后的终身学习打下良好的习惯基础。
5、树立正确的科学观和价值观
在学习的过程中,不盲从权威,勇于有根据的怀疑,养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神。树立正确的科学观和价值观。
6、提高学生分工、合作及组织能力。
一个探究主题仅仅靠一个人的力量是微不足道的。其它同学的介入,共同参与该主题就必须有明确的分工,才能提高效率。在探究过程中出现问题互相帮助,形成一个整体,使组员间产生合作意识、民主意识、科学意识,善于交往,互相交流经验观点,学会与他人相处,共同生活。
二、课堂教学中科学探究的目标
在课堂教学中如何开展学生的科学探究的活动呢?有人持怀疑态度,平时的课时很有限,在有限的课时内要完成相应的教学计划,比较困难。这就涉及到探究性学习的选题,在物理探究活动中要依据课程标准,但我们不可能也没有必要将所有的内容都设计成探究性的,应该选择对于本章来说具有核心和基础地位的那些概念和规律性的知识,因为学生了解这样的知识,就等于掌握了本章知识的主干,形成了扩充和扩展自己知识结构的能力。在这样的知识上多花一点时间是没有多大争议的。
其中虚线框内的过程可以在课堂中直接操作。分析全章的知识结构主要是教师要确定在本章中哪些知识可以设计成学生科学探究的课,这样可以在相应的知识点上创设情境,激发学生的兴趣,使学生在好奇心的驱使下进行猜想、验证。
结合学生的探究,这种类型的课,学生活动要达到的目标有:
1、学会提问题
提出问题,就相当于解决了问题的一半。学会从日常生活和实验现象中发现与物理知识有关的问题,这就要勤观察,多思考的物理习惯。要认识到发现问题和提出问题在科学探究中的地位和意义。在这一过程中要求教师巧设问题的情境,激发学生的兴趣、好奇心,让学生在疑惑和好奇的驱使下明确探究的问题。如:学生在学过(苏科版)“汽化和液化”中蒸发现象后,通过两个活动知道蒸发是一个吸热的过程,酒精涂在温度计的玻璃泡上,温度计的示数会降低,如果把等量的酒精和水涂在两个温度计上,它们的温度下降的值相等吗?
2、会进行合理的猜想与假设,并为自己的猜想或假设寻找证据
在提出问题的前提下,根据自己已有的知识和经验,对探究的方向和可能出现的结果初步下结论(这只是一种猜想或假设)。按照猜想制定计划与设计实验,选择科学探究的方法及所需要的器材,分析在实验过程中可能出现的影响实验结果的因素,并避免这些因素的影响。能通过观察和实验收集数据,查阅资料,寻找支持自己猜想的数据和信息。如:滴在桌面上的水珠,一段时间后就消失了,这是蒸发现象,如果在考虑水珠蒸发的快慢与哪些因素有关时,猜想可能与质量、温度、表面积、空气流通速度等有关,我们假设了这么多的因素,在研究与温度的关系时,就必须使可能影响的因素质量、表面积和空气流通速度等保持相等(控制变量法)。超级秘书网
3、会收集、分析和信息处理
在制定探究方案后要寻找相应的资料,对实验进行分析处理。在信息处理里主要包括初步学会收集信息的各种基本方法,尝试运用调查、考察、文献收集、网络搜索等基本信息工具和基本方法;能对收集的文献和资料进行初步分析和处理,如信息的科学性等;对信息进行简单的比较,推理;还要进行信息交流。如果通过实验来验证,还要对实验现象和过程的描述、归纳和总结。
4、学会评估
在信息和实验都比较充分的情况下,要对探究过程评估,分析假设与探究结果之间的差异,注意探究活动中未解决的矛盾,发现新的问题,对实验方案改进,通过评估吸取经验教训。
关键词:初中物理新课标学困生转化
一、初中物理学困生的存在是一种普遍的现象。
但新课标实施以来初中物理学困生的转化工作也相应地被提到正常的教育教学工作的日常事务中来。笔者根据自己在初中物理学困生转化工作所取得的经验,结合初中物理新课标的特点,对初中物理学困生的内部成因和转化策略进行阐述。
一个初中物理学困生的形成的原因是复杂的,但总体上说有外部原因与内部原因。事实上,在形成学业不良的过程中有些因素可以单独起作用,也可交互作用。大多数学生的学业不良是由于各种不良因素交织在一起而形成的。[1]在这些因素中,由于学生个人的内部因素造成的成分也比较复杂。笔者现主要从初中物理学困生(学业不良的学生)形成的个人因素特点出发,谈谈初中物理学因生的内部成因:
(一)畏惧困难
根据笔者与所结对的初中物理学困生共同分析寻找学业不良形成的原因和时间时发现,许多初三的学困生是在刚入初二时对初中物理畏惧困难的情绪造成的。从初中物理新课标安排顺序来看,虽然义务教育初级中学课本是在原有教材基础上的一大飞跃性的大进步(首先体现出来的是合科教学,打破了传统的初中分科教学的很多弊端,减少学科界限),但是因为学科的特点而造成学生学习上的困难也是显而易见的。从教材的编排上看,初中二年级的学生所学习的是介绍性的有关物质结构的内容。这些内容一般仅要求学生对所教内容的认识、了解,学生在学习过程中一般都结合自然界中的实物(或模型)进行学习,以学生的形象思维作载体进行学习;进入初中三年级后,学生首先学习的是具体较高抽象思维的物理学抽象概念的内容,如密度、功、能、压强等。一向习惯于利用形象思维方式的初中学生,突然要求其具有抽象思维,学生在这一过程中对抽象思维能力的培养需要一个过程。当然在这一过程中不可避免地出现了一些学生对这一转变过程的畏难情绪。
由于学习内容的改变,必然造成学习方法、策略的改变。但是,并不是所有的学生都能够很顺利地得以转变。学习方法、策略一般容易转变的人是很容易适应不同学习环境和方法的人。在我们的学生当中,并不是所有学生都能做到这一点。所以,做不到这一点的学生,容易成为学困生。
(二)不喜欢动手
在学习过程中,我们发现不同的学生的兴趣爱好是不同的,有些学生喜欢具有一定思辩的问题,有些学生则喜欢动手做实验。虽然说并不是所有的初中物理学困生都不喜欢做实验,但确实存在一部分学困生与不喜欢动手做实验有关。这些学生往往在上实验课时是旁观者,只看同组的其他同学动手做实验,而自己则对动手实验毫无兴趣。
学好初中物理,学会观察和实验是最关键和最基础的技能,这里的实验不但是教师在探究课上要求学生动手完成的实验,而且要求在学习过程中怎样懂得发现问题、用实验解决问题。这就是科学实验探究性学习的一种重要方式。
(三)独立学习能力差
我在教学就有遇到这样的学生,自己不能独立完成作业。这样的学生一般对自己不自信。初中物理的学困生一般就是这一类学生。独立完成一项作业,独立完成一个问题的思考、独立完成一个实验、独立回答一个完整的问题。这些对于一名学困生是非常重要的。但是学困生缺少的就是这些方面的能力,他们在学习上总想有所依靠,完成作业时必须与同学坐在一起;即使偶尔能解决一个问题,但总是不自信,寻找答案或与别人核对答案后才放心;有一个问题时不敢单独提出来,原因是怕教师和同学笑话他
(四)没有养成良好的习惯
对于一名初中物理的学困生来说,由于长期的得不到在学习上的成功的体验,学困生久而久之形成了一些不良的学习习惯:
(1)缺乏思维的毅力。
思维的品质中表明思维具有一定的持久性。在思考一个初中物理的问题时,思维的持久性品质对解决这一问题起到非常重要的作用,学困生面对初中物理的一些问题普遍存在缺乏思维毅力的倾向,遇到一些稍有一定难度、需要学生认真仔细地去思考的问题时,学困生往往显得很不耐烦。这样,很多学困生在面对一些稍难的题目或作业时,不是选择怎样去面对困难迎面而上,而是选择了逃避,有些学生为了应付教师的作业检查而去抄袭其他学生的作业。
(2)缺乏注意的稳定性。
心理学表明,每个人都具有一定限度的注意的稳定性,但是不同的人注意稳定性的强度是不同的,注意的稳定性也并不是一个人的先天,它是一个人后天在学习生活中"锻炼"的结果与产物。由于学困生在对待初中物理的一些问题时显得明显的不足,学困生对待一些问题总是"心不在焉"。
(3)学习态度差。
由于学生在学习时遇到一些问题,并然会引起一系列的学习不良反应:学生面对一些问题觉得无所谓、解题时马虎、书写潦草、作业完成后不检查等毛病。
(五)缺少好的学习方法与策略
学习需要一定的方法与策略。它是追求学习效率的学习者在特定的学习情景中为了达到学习目标,在认知加工过程中所运用的学习方法技能,以及对整个学习活动及其有关因素进行监控的方法技能。[2]显然初中物理的学困生普遍缺乏的是无认知的能力、即对自己的学习过程进行监控的能力。比如说面对初中物理的整个学习过程,学困生对学习计划、学习过程的监视、学习过程的调节等很缺乏。
另外,由于初二学生所学习的初中物理的学习内容是物质的基本性质等的介绍性内容,一般的初中物理学困生的学习由于没有很好的学习方法作指导,学习过程中只重视对一些物理的概念、名称的"死记硬背",并把这种"死记硬背"带到以后的学习中来。针对初二学生来说,生物理学上的一个个概念与名称仅是文字上的抽象概念,没有实际上的现实意义。故此,学生根本无法理解这些内容,当然记忆的长久性就无从谈起了。
二、初中物理学困生的转化策略
针对上述对初中物理学困生的内部成因的分析,笔者采用了如下的转化策略:
(一)形象开路,抽象渐入:
从初中学生生理上的发展特点分析,初中学生已经逐渐地从形象思维转变为抽象思维了,这种转化对学生来说是一大难点。但是在转化初中物理的学困生时,我们要重视形象思维的训练,并作为学生学习初中物理概念、规律的基础,而抽象思维可在形象思维基础之上得以培训与提高。比如在学习光的折射规律时,学生对"当光从空气斜射入水或其他透明物质时,折射角小于入射角;当光从水或其他透明物质斜射入空气时,折射角大于入射角"的理解时,学生对于这一规律的理解是非常表面化的、是对文字面上的一种感性认识,根本不能够理解这句话的真正含义。但是,若教师引导学生以形象化的思维理解这一规律,则这一规律显得简单:如可以做实验,不管是光从空气斜射入水中时还是光从水中斜射入空气中,在水的这个角(不管是入射角还是折射角)总是小于空气中的角。通过实验后,让学生形成固定的有关这一实验概念的"表象",则学生在以后应用到这一问题时自然而然地会想起这一表象。再比如,当学生在学习"物体的沉浮条件时,对于物体的上浮、下沉还是漂浮是液体与物体(实心)密度的大小比较有关",学生很容易混淆这一关系。所以,对于这问题,单纯从文字或公式的理解是很难的,学生不容易记忆。但当我们从形象的具体例子出发,从类比的方法出发,这一问题就可得以解决:如我们可以举例子进行类比,把木块浸没于水中,木块上浮,(木块的密度小于水的密度,故可类推)其他同理。从上述的举例分析可以看出,以形象的思维去表达抽象的概念规律,是初中学生以形象思维为基础培养抽象思维的一种重要的方法。
(二)勤奋作基,方法作径:
一类初中物理学困生是因为学生本身不努力、不勤奋造成的,而有些学困生很勤奋地学习,但是缺乏必要的方法而使自己成为了学困生。要想学好初中物理这门学科,勤奋与方法这两者是不可或缺的内容之一。对于勤奋,不管是从一些伟人的事迹中还是从学生身边的例子中都能说明问题,这里勿需多言。但是一般的学困生都缺乏科学的学习方法的指导,下面简述之:
1.加强学习的计划性。
有计划的学习活动可以促使学习目标的实现,可以磨练学习意志,有利于良好学习习惯的养成,也可以提高时间利用率。[3]指导学生制定一个科学的学习计划是非常必要的。
2.加强预习、复习活动。
3.培养学生对学习过程的元认知能力。
不管是对整个学习过程还是解决某一个简单问题的,都需要学生具有一定的元认知能力。简而言之,元认知即是对认知的认知和监控。也就是说,人可以跳出一个系统来观察这个系统并且控制这一系统,通过元认知了解、检验、评估和调整自己的认知活动。[4]在经过一段时间的学习后,学生若懂得怎样去反思、总结前一段时间的学习过程中的经验,为下一阶段的学习做好打算或吸取教训,学生在下一阶段的学习效率和水平将会有所提高。同样,解决了一道初中物理的一个问题后,学生若懂得怎样去反思、回顾这个问题的解法、思路及自己解题时存在的优势与不足,这样,学生的解决问题的水平将不断提高。
4.加强学困生解决问题的方法。
一般说来,解决初中物理的问题有如下的步骤与方法:
(1)全面理清问题,通过较快速地浏览整个问题的整体框架大致了解问题的状况,但一定要明确提出了什么问题,这个问题提出的目的性是什么。
(2)以问题为思维的中心,以问题中已知各数量关系为主线,理清已知问题中的各数量关系与问题存在的关系是什么。
(3)从整体上把握问题的类型,大致以什么方式回答。
(4)初中物理的问题一般很注重思维过程。面对一个问题,我们首先通过明确问题的目的性,通过逆向推理的方法进行解题。如下题的解题思路:
题目:一金属块挂在弹簧秤的下端,弹簧秤的读数是0.89牛;若把金属块全部浸入水中,弹簧秤读数是0.79牛,求金属块的密度。
解题思路:
①解决什么问题:求金属块的密度ρ金;
②逆向思维:求金属块的密度,只要求金属块的质量与体积;求金属块的质量,只要知道金属块受到的重力(已知在空气中金属块的重量);求金属块的体积,则只要求金属块浸没于水中排开水的体积;求金属块排开水的体积,则只要求金属块浸没于水中受到的浮力(浮力的大小可以用弹簧秤的两次示数差表示)。
(5)克服思维定势。从总体上说,初中物理中哪一部分问题应用哪一知识去解答,在学生的思维中已经有一定的思维定势,思维定势对于一般的解题是有好处的,它可以减少学生思维的时间;但是思维定势也往往把学生的思维带入了解题的"死胡同",故在解决一些问题时,有时要充分地利用思维定势的优势,有时则要克服。如上题中,求体积时并不能利用密度与质量的关系进行求解,则需要打破思维定势,利用浮力的知识。
(6)选择多种方法进行解题。每一个题目的解题都有一定的方法,且思路不同,这可以锻炼学生的发散性思维。培养学生形成这样的一种习惯:当以自己的方法完成解题时,让学生从不同的角度去思考另外的解题方法。
(7)解决一定问题之后,培养学生总结问题,反思问题的能力。
(三)化整为零,化零为整
学习初中物理的过程就是"化整为零,化零为整"的过程。当学困生面对初中物理内容时,要把整体上的知识体系各个击破,从细处学习知识内容。但是,毕竟初中物理是一门有系统性的学科,这一学科中各知识点间存在必然的联系,通过理顺这一关系,学生对知识形成网络化。
(四)重视解疑,更重激疑
对于初中物理的学困生,学生的很多问题没有得到解决。帮助学生解决一些问题是进行学困生转化的一项重要的工作。在平时的学困生转化过程中,我们发现学困生的一个共同特点是:一般的学困生很难提出问题。爱因斯坦说过,提出一个问题比解决一个问题更重要。确实,对于初中物理的学困生,平时的他(她)们很少把时间投入到思考一些初中物理的学习问题上来,即使有些学生平时有思考学科上的一些问题,但由于其在思考的过程中,他(她)们所获得的失败的消极体验机会比积极体验机会多得多,所以这给他(她)们下一次积极主动地去学习形成一定的障碍,教师在转化过程中的一个重要工作是如何创设问题情境,使学生产生问题。有问题的学生往往是对某一个方面经过认真思考的。通过点拨后引导学生思考解决问题,并在思考解决问题的过程中产生新的问题,使学生产生兴趣。
(五)倾情投入,师生共感:
学困生的转化工作是一个教育系统工程,转化过程是一长期的过程。这过程需要教师投入大量的精力。转化一名学困生,笔者认为教师在情感的投入方面必须做到如下几点:
1.取得学困生的信任与支持。
学困生的转化工作并不仅仅是学业上的指导工作,更是对学生心理上支持、理解、信任工作。我们不得不承认:由于受到社会、学校、家长等的升学压力的影响,教师在教育教学过程中总是对学业优秀生比较重视,而对学困生则忽视了。长期受到这一意识的影响,学困生与教师之间形成了一条不可逾越的心理鸿沟。学困生的心理相对教师来说是封闭的。这时要转化这名学困生,首先教师的一切行为必须取得学困生的信任与支持。
2.相信学困生具有可发展的潜力。
笔者认为,"真诚地相信学困生是可以转化的"这一点是转化初中物理学困生的工作的基础。从人的发展与学困生的形成原因等角度分析,这一点是不难理解的。超级秘书网
3.与学困生建立类似于"互惠互利"的"平等关系"。
转化学困生时,教师不要以高姿态对待学困生,不要以为对学困生学业上的帮扶工作是对学困生的"施舍"。教师要以平等的身份加入学困生的转化工作中来,使学困生感觉到教师与学困生的关系是一种"互惠互利"的"平等关系":教师可以从学困生身上学到很多知识,同理,学困生也达到了被转化的目的。
4.教师是学困生学业上的指导者,又是精神上的支持者。
任何一个学困生,其总是回避着自己在学业上的后进,总是以自我封闭的形态出现在教师的面前。其实学困生在班集体中的心理压力是无形的,也是非常大的。教师在这里的角色并不仅仅是对学困生进行学业上的指导工作,更重要的是给学困生以精神上的支持,使学困生走出"自卑、自闭"的心理。
总之,初中物理学困生的转化工作是一艰巨而富有挑战意义的工作,它需要更多的教师以更多的精力投入到这项工作来。笔者相信,一名好教师不但能使优秀生更加优秀,同样能使后进生不再后进了。
参与文献:
[1]刘晓明傅贵芳编著中学生学业不良的评价与干预长春:东北师范大学出版社1999年10月21页