關(guān)鍵詞:中學物理教學過程;特點;研究性學習方式
宓子宏教授在其所著的《物理教育學》一書中指出,物理學有四大特點:第一,物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學。物理學的發(fā)展充分表明,實驗不僅僅是一種研究物理問題的科學方法或手段,更重要的是,當把實驗升華成一種觀念,作為一種科學的思想,它就為人們從更深層次上把握物理思維的方式,揭示客觀世界的規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。第二,物理學是一門結(jié)構(gòu)嚴謹?shù)木芸茖W。物理學中基本概念和規(guī)律的定性表述與精確的定量表述的結(jié)合構(gòu)成了物理學區(qū)別于其他學科的又一顯著特點。第三,物理學是自然科學的基礎(chǔ)學科擁有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。自然科學的發(fā)展充分表明,每當物理學的基礎(chǔ)理論研究有重大進展或重大突破,就會極大地推動科學技術(shù)的發(fā)展,引起重大的技術(shù)革命和技術(shù)革新。第四,物理學是辨證唯物主義哲學的重要科學基礎(chǔ)。物理學所揭示出的許多基本規(guī)律、定律和原理,特別是物理學中的一系列重大發(fā)現(xiàn)為闡述辯證唯物主義哲學的一般規(guī)律和原理提供了重要的科學事實,使辯證唯物主義的基本原理更加豐富并不斷向前發(fā)展。物理學中豐富的辯證唯物主義觀點,一方面為物理學的研究指明了方向,同時也深刻影響著人們進行物理思維的方式。
基于物理學有以上特點,中學物理教學過程也就具備了五大特點。本文結(jié)合對中學物理教學過程的特點的認識,談?wù)勗谥袑W物理教學過程中實施研究性學習方式的做法和體會。
特點之一:以觀察和實驗為基礎(chǔ)
觀察和實驗作為一種手段,特別是作為一種物理學的基本思想或基本觀點,在物理學的形成和發(fā)展中起著十分重要的作用。中學物理教學過程作為一種探索物理世界、掌握物理基礎(chǔ)知識的特殊認識過程,與人類探究物理知識的過程有許多相似之處。因此,物理學研究中的觀察和實驗的思想和方法,必然影響和制約著物理教學過程的教學指導思想,這種影響和制約作用具體表現(xiàn)為:要求物理教學必須建立在觀察和實驗的基礎(chǔ)上,使學生理解問題是如何提出的、問題是如何研究的以及問題是如何解決的,從而實現(xiàn)從感性認識到理性認識的飛躍。
在概念的引入時,我們可以通過實驗提出問題;在定理、定律的講解里,我們可以通過實驗得出結(jié)論;在習題的解決中,我們可以通過實驗幫助學生建立物理模型。例如在講解《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》一節(jié)時,擯棄了“教師喋喋不休地講、學生被動無奈地聽”的傳統(tǒng)做法,代之以在讓學生回憶初中所學相關(guān)內(nèi)容后,提出問題:“閉合回路中的一部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)原因到底是什么?”在學生大膽假設(shè)出“是穿過回路的磁通量發(fā)生變化”后再提出由同學自行設(shè)計實驗加以驗證,由于磁通量的變化可以是由磁場的變化引起,也可以由閉合回路在磁場中的正對面積發(fā)生變化引起,甚至是二者同時變化引起,而其變化的方式又可多種多樣。結(jié)果同學們設(shè)計出了三十多種方案。在進行交流的基礎(chǔ)上,由實驗室提供器材讓同學們完成實驗,檢驗其實驗方案,探索實驗結(jié)論。這樣的處理方法體現(xiàn)了物理學中“大膽假設(shè)、細心求證”的研究方法,也使學生體驗到探索的樂趣和成功的喜悅。從本節(jié)課的效果來看,學生不僅知道了電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生的原因,而且深刻理解了磁通量變化的幾種情況;學生們不僅學到了電磁感應(yīng)知識,而且鍛煉了實驗設(shè)計能力、動手能力和口頭表達能力。教師教得輕松,學生學得愉快。
在教學過程中體會到要強化實驗教學必須注意實驗教學與概念教學、習題教學的有機結(jié)合;必須注意演示實驗、分組實驗、課外實驗以及課題研究的有機結(jié)合;必須注意驗證性實驗、探索性實驗以及設(shè)計性實驗的有機結(jié)合;必須注意教師對實驗方法的提煉與學生創(chuàng)造性思維的有機結(jié)合。
特點之二:以形成概念、掌握規(guī)律為中心
物理概念和規(guī)律是構(gòu)成物理學嚴謹學科體系的最基本的組成部分。重視和加強物理概念和規(guī)律的教學是學生理解和掌握學科基本結(jié)構(gòu)的核心。它有利于學生通過自身的努力生成全方位的物理圖象,有利于激發(fā)學生的智慧,發(fā)展其記憶力,促進知識的遷移,縮小高級知識和低級知識間的差距,有利于訓練和培養(yǎng)學生的思維方法和思維能力。要實現(xiàn)以上目的,就要拋棄傳統(tǒng)的直接給出概念和規(guī)律的做法,代之以先進的“過程教學法”。即重視在課堂上與學生共同探討概念和規(guī)律的形成過程:為什么要引入?怎樣引入?使學生理解知識的來龍去脈,加深對概念和規(guī)律的認識。
在《平拋物體的運動》一節(jié)課的教學中,筆者首先通過一些具體的事例讓學生體會到平拋運動是一種常見的運動,從而使學生產(chǎn)生強烈的探究愿望。接著根據(jù)物體做平拋運動時一邊下落一邊向前運動的特點,引導學生思考平拋運動可以怎樣分解?然后學生分組研究設(shè)計實驗,研究平拋運動分運動的特征。在此基礎(chǔ)上再引導學生運用牛頓第二定律從理論上加以分析平拋運動的兩個分運動為何具有如此特征。這樣的處理不僅使課堂更加生動,而且學生的參與性和參與熱情更高,更重要的是學生對平拋運動的分解的理解更加深刻,對知識的綜合運用能力更強。
在概念和規(guī)律的教學中,作為教者首先要拋棄應(yīng)試教育的功利主義思想,著眼于學生的終身發(fā)展,讓學生在學會知識的同時學會物理研究的思想和方法,正所謂授之以漁也。
特點之三:以數(shù)學方法為重要手段
數(shù)學所具有的高度概括性特征,為描述具有深刻內(nèi)涵的物理概念和規(guī)律提供了最佳表達形式;數(shù)學所具有的簡捷而又嚴密的邏輯思維方式,簡化和加速了人們進行物理思維的進程。此外,數(shù)學作為計算工具所表現(xiàn)出的嚴密性、邏輯性和可操作性等特點,在物理理論的建立、發(fā)展和應(yīng)用等方面更顯示出其重大的作用。物理概念的形成,物理規(guī)律的掌握,離不開數(shù)學的方法和數(shù)學的思維,學生分析和解決物理問題的能力的培養(yǎng)更離不開數(shù)學。
以物理圖象問題的教學為例:在高中物理教學中所涉及的圖象很多,有運動圖象、氣體狀態(tài)變化圖象、伏安特性曲線等。在教學過程中如果只是就事論事,就圖象講圖象,學生的理解只能很膚淺。相反,如果我們能引導學生從圖象橫坐標和縱坐標的意義、圖線所反映的函數(shù)關(guān)系、圖線斜率的物理意義、圖線間交點及圖線與坐標軸的交點的物理意義、圖線和坐標軸所包圍的“面積”的物理意義等方面對物理圖象加以整體理解,將極大地提高學生對圖象的認識,更有助于學生對圖象的靈活運用。
在物理教學中必須重視數(shù)學方法的教學。運用數(shù)學方法解決物理問題的能力是高考物理科考試說明中所明確的五大能力要求之一,應(yīng)該說數(shù)學方法的教學在各地、各學校的物理教學中受重視的程度是很高的,但我以為要防止將物理問題純數(shù)學的傾向,撇開物理概念和規(guī)律、撇開物理過程來講數(shù)學方法將毫無意義。
特點之四:密切聯(lián)系實際
在物理教學過程中不斷強化聯(lián)系實際的教學指導思想主要是由物理學科的特點和人的認識規(guī)律所共同決定的。無論是從學生學習知識和運用知識的角度來看,還是從培養(yǎng)學生的能力角度來看,都要求在物理教學過程中必須切實加強理論聯(lián)系實際。從近年來的高考試題來看,聯(lián)系實際的問題逐年增加,應(yīng)該說較好地發(fā)揮了高考對中學物理教學的“指揮棒”作用。而從近年來高考的情況看,此類問題的得分率偏低,也反映了中學物理教學中所急待解決的理論脫離實際的教學傾向。
理論聯(lián)系實際乃還物理以本來面目。從物理概念和規(guī)律的引入、規(guī)律的得出到知識的鞏固、深化、應(yīng)用都應(yīng)該注意密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際,聯(lián)系科技的發(fā)展。從國外的中學教學來看,無論是教學目標的確定、教材的體系、教學的內(nèi)容還是考查的試題都比較充分地展現(xiàn)了這一點。加強理論聯(lián)系實際,一方面可以激發(fā)學生學習物理知識的興趣,使他們充分感覺到物理不僅有趣而且有用,另一方面也有助于學生更深刻地理解和掌握所學的物理知識,使他們能夠獲得學習、理解、操作和運用物理知識的方法。
特點之五:以辨證唯物主義思想為指導
中學物理教學,作為中等基礎(chǔ)教育的一個重要組成部分,其主要職能同樣是為社會培養(yǎng)德、智、體、美、勞諸方面全面發(fā)展的人。因此,無論是從傳授物理知識角度,還是從對學生進行思想教育的角度來看,物理教學過程必須以辯證唯物主義思想為指導,并以此來揭示和闡述物理概念的內(nèi)涵和外延以及物理規(guī)律的物理意義。只有這樣,才能使學生在長期的教學中受到潛移默化的辯證唯物主義世界觀和方法論的熏陶。
例如在“原子結(jié)構(gòu)”的教學中通過湯姆生對電子的研究,提出原子的無核模型,到盧瑟福對α粒子散射實驗的研究,提出原子核式結(jié)構(gòu),進而玻爾提出三點基本假設(shè)……使學生理解人們的認識過程??從實踐到認識,再到實踐,再到認識,進而加深對辯證唯物主義認識論的理解。在物理學史的教學中還涉及到對歷史人物的看待和評價。比如說如何看待亞里斯多德?在對力的認識上、在對落體運動的認識上等等有關(guān)物理概念或規(guī)律的理解,高中物理教材上總是把亞里斯多德的觀點作為對立面來加以反駁,甚至是加以批判。因此不少學生對亞里斯多德的看法常常有失偏頗,甚至把亞里斯多德看成了笑料。這有悖于歷史唯物主義的觀點。為此教者在講解相關(guān)內(nèi)容時有必要適當介紹亞里斯多德在歷史上的貢獻和當時歷史的局限。至于哲學方法論對物理概念和規(guī)律的理解、掌握、運用的指導作用更是無庸置疑的。綜上所述,中學物理教學必須注重培養(yǎng)學生“自主學習、合作探究”的能力,必須注重知識傳授與能力培養(yǎng)的有機結(jié)合,必須注重知識內(nèi)容和過程方法的有機結(jié)合,必須注重概念和規(guī)律的學習與情感、態(tài)度、價值觀的養(yǎng)成的有機結(jié)合。只有這樣,才能真正體現(xiàn)新課程的理念,順應(yīng)新課程改革的潮流。
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