浅谈“生命”在物理教学中的实施策略_物理论文

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高中学生智力和个性品质的发展已趋于成熟和稳定,同一个课堂中的不同学生,他们的生活中有着不同点,也有着共同点。教师在课堂教学中,如果能够从学生的生活经验出发,在物理教学中体现出“生活化”,对于新课程三维目标的达成或许是一个颇有意义的尝试途径。本文就是笔者在近两年的物理教学中的尝试及总结。

一、用类比将物理知识“生活化”

生活中的许多事例由于学生的经验而变得形象。而物理学中有许多抽象的概念对于初学物理的学生来说是难以理解的,例如电动势的概念、场的概念、加速度的概念等。即使有些学生能正确解答相关习题,可事实上他们对于概念的真正意义却仍然有可能只是一知半解。比方说,有许多学生在学习电动势及闭合回路的欧姆定律的相关内容时,他们往往简单地认为电动势E就是内电压和外电压的总和,更严重的是,学生在这种错误的理解基础上,在解答闭合回路欧姆定律的习题时,他们总能用这种错误认识得到正确的答案。而有时有些教师仅仅通过批改作业,在没有深入了解学生对电动势的概念的真正掌握情况,就对学生的作业情况予以表扬肯定,这样从强化的角度来说,就更加深了学生对这一概念的根深蒂固的错误认识。

那么如何才能让学生真正理解这些概念的物理意义?笔者以为,通过身边一些耳熟能详的事例的类比,或许能让学生真正的理解。

[案例:欧姆定律]

在欧姆定律的教学中,为了能让学生真正理解电阻和电动势的意义,笔者实施了这样的类比方式。如图所示,用两只水筒之间的高度差类比导体两端的电势差,用水笼头类比电路中的电键,用两种不同的水管对水流的阻碍能力类比不同的导体对电流的阻碍能力,又用水泵及水泵抽水能力高低不同的例子类比电源及电动势,从而让学生体会电学中的相关概念的物理意义。

图1

二、让对话使科学历史“生活化”

科学史的物理教学功能已被广泛认可。例如法拉第十年不懈研究成就电磁感应定律,伽利略为物理学的建立所作的伟大贡献等。只是,当在物理教学中运用科学史时,由于物理知识的逻辑顺序,而物理学的发展并不是按这种逻辑稳步发展的,这样,学生很可能会简单地以为科学的发展就是简单的,无需科学前辈付出太多的艰辛;但是,如果教师完全将历史的本来面貌呈现给学生,对学生来说又有可能是一个杂乱的历史图景。[1]

如果能够从学生生活的基础出发,教师有效地将科学史的精髓设计成师生在生活基础上的科学探究,那么,可能会对科学史的教育功能起到更好的作用。例如,在自由落体运动的教学中,伽利略对自由落体运动是哪种类型运动的推测,是科学史上的一段非常重要的历史。然而如何运用好科学史开展课堂教学,却是仁者见仁,智者见智。笔者在教学实践中,通过经常性的听课和查看一些教辅,发现许多教师习惯性地利用科学史以突出伽利略为推翻亚里士多德的落体理论的逻辑推理,以及有关比萨斜塔实验的典故来开展。

事实上,在利用这一段科学史的过程中比较有意义的,那就是伽利略选择最简单的变速运动的动机。因为在科学研究中,研究者在研究之初所形成的观点或假设,对其日后的研究结论往往会有很大的影响。伽利略在他的著作《两门新科学》中是这样描述的:“在自然加速运动的研究中,自然界就像在所有各种不同的过程中一样亲手指引我们,按照她自己的习俗,运用最一般、最简单和最容易的手段……所以当我观察原先处于静止状态的一块石头从高处下落,并不断获得新的速率增量时,为什么我不应该相信这样的增量是以极其简单的对任何人都很明显的方式进行的呢?”就是这一信念,促使伽利略按匀加速运动的规律来处理和验证自由落体运动的。[2]

那么怎么有效运用这一段科学史?直接的讲述法不容易让学生领悟科学的精神。为此,笔者在课堂教学中,采用了如下生活化的对话方式。

[案例:自由落体运动]

教师和学生在苹果落地的基础上得出自由落体运动的定义,并通过观察和逻辑推导得出自由落体运动是初速为零的加速运动的结论。在此基础上,师生展开如下对话:

师:同学们,你们认为自由落体运动可能是哪种类型的加速运动呢?

几乎所有的学生:匀加速直线运动。

师:何以见得?

生:……(也有些学生说因为我们这一章就学习匀加速直线运动)

师:我和你们一样,也觉得是匀加速直线运动。

生:那老师你何以见得。

师:我说这话可是很有根据很有信心的。理由来自以下几点,师演示多媒体投影,一边慢慢演示一边解说。

1、自由落体运动是一种自然的加速运动(学生点头赞同)

2、自然是美丽的,任何自然现象的背后必定隐藏着支配这种现象的规律(学生点头赞同)

3、大自然喜爱简洁的规律(学生一片笑声)

4、匀加速直线运动是加速运动中最简洁的一种运动。

学生底下一片议论,

有好几个学生说:老师,这样就足以证明了吗?

师:我的直觉就是这样啊!这是我的一种信念。

生:可仅仅一种直觉或信念怎么够呢?

师:当然,仅有这种直觉和信念是不够的,但有了这种信念与直觉,我们就可以把对自由落体运动的研究视线锁定在匀加速运动的范围之内,减少一些无目的的猜测,然后利用实验加以验证。这样我们研究就会有的放矢。

生:点头表示赞同。

……

三、以游戏让学习兴趣“生活化”

本文所指的游戏,是指学生在日常生活中,基于对自然事物的好奇心和兴趣,以一种深度放松而又高度专注的状态投入与事物、与人、与自我进行对话的过程。正如杜威所言,学校采用游戏……并在课程中占一明确的位置,是理智方面和社会方面的原因,并非临时的权宜之计和片刻的愉快惬意。游戏状态是一种很好的学习状态,游戏完全和认识的第一阶段特征相应……学校的任务就是设置一个环境,在这种环境中,游戏的进行,应能促进青年智力和道德的成长。

在日常生活中,有许多学生常见又能令他们特别感兴趣的游戏,例如玩“游游球”,打陀螺、放风筝、放纸飞机等游戏,甚至学生用放大镜将阳光下的纸片点燃,在电影院里用偏振眼镜片看立体电影,等等,这些学生生活中的游戏,其中都蕴含着极丰富的物理原理,利用这些生活化的游戏作为素材,能够非常有效地激发学生的好奇心和探究欲望。

[案例]单摆的吹气游戏

吹气游戏:将一只中等大小的苹果用一根较长的细线悬挂,高度与人的嘴巴高度差不多。在苹果的一侧不远处竖直放置一块木板,然后让同学依次上来,用自己的能力将苹果吹得尽量远,使得苹果可以把木板撞倒。有些同学用了全身的力气,吹得面红耳赤,也无法达到要求,只能自叹不如。在这一游戏过程中,学生的兴趣得到很好的激发。并且当他们自己无法达到目标时,就会非常关注其他同学的表现,而且仔细地观察同学吹气的动作细节,然后同自己的动作作比较,这些行为,无需教师的要求,都是学生自发主动进行的。然后老师引导或展示用吹一下、停一下让苹果做往复摆动,在这种情况下,苹果摆动的幅度越来越大,直到苹果将木板撞倒。在这一过程中,教师和学生共同探究,寻找游戏背后的物理原因,得出驱动力、共振、受迫振动的概念和原理。

四、促配合使合作学习“生活化”

新课程中明确指出学生的学习方式需要转变,其中就要求学生开展合作学习。合作学习并不是机械地将学生三五成群地分组就成的,那种不管小组间有无共同目标,无视成员之间关系是否融洽、彼此是否能配合默契、有无相互取长补短的合作条件,纯粹按班级名单整齐划一分成小组的合作学习,在笔者看来应该是一种虚假、作秀的合作学习。有效的合作学习应该是小组有一个共同的任务,明确的责任分工,小组成员积极参与,相互之间有高密度的交互作用和积极的自我概念。

有许多较复杂的物理实验,包括教师课堂演示实验或者学生实验,往往需要两个或更多的人有默契地共同配合才能完成的,在这种情况下,可以用生活化的交往方式,引导学生有效开展合作。例如,在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,需要一位同学负责多次在同一高度释放小球,同时还需要另一位同学执贴有白纸的木板使之竖直放置,并使用圆孔卡片确定小球位置,此外,还可以有一位同学负责描点及捡掉在地上的球。这样的实验,只有合作的同学有默契,实验才能得以顺利完成。

[案例:生活中的斜塔实验]

在自由落体运动的课堂上,笔者在教室里有意设计“不小心”将一杯子摔落到地上,引起学生关注,然后顺势引导学生就问题“从很高的地方同时放下大小相同的一个木球和一个铁球,哪个先落地?”各抒己见,有的称肯定同时落地,有的称铁球会先落地,在此基础上,笔者引导学生可以针对学校教学楼的特点,在学校的办公楼四楼(大约二十来米高处)释放两球进行实际比较,然后把实验的结果在教室里向其他同学进行解说。

可当学生爬到四楼,将球扔下时却发现了许多问题是无法在教室里让其他同学信服的:没有将球的下落过程记录下来;无法让人相信两球是否轻重不同;无法确定两球是否同时下落或同时着地;第二次要再进行重复时又得跑回楼下捡球太费时间和精力;同时又担心下面有人经过砸着他们;……碰到实际问题后,该同学就找来了他几个要好的同学,几个人相互商量,一个去老师处借来DV并从头到尾进行拍摄,一个借来天平测量两球质量,一个在楼下负责行人安全,一个负责捡球并送回四楼,几人有商有量,配合默契,经过多次实验,找了一次他们最满意的视频记录,然后在课堂中,通过慢镜头逐帧播放,视频中两球下落的每个瞬间都得以清晰展现,全班同学对他们的视频无不拍手称好,同时全班同学也顺利得出轻重物体下落一样快的结论。

物理教学生活化的几个注意点

1、生活化不能等同于纯粹的生活

学生的生活涵盖着方方面面,其中也有许多与物理学的关系不紧密。

本文所指的生活化,应该是紧紧围绕高中物理的三维目标展开的,因此,教师在教学过程中,必须有的放矢。

2、生活化必须基于科学化

物理教学应该与学生生活相联系,但一味地迷信于生活,也会给物理教学带来负面影响,让学生出现一种歪解科学的倾向。

3、生活化不是仅局限于物理课堂

物理教学的生活化应该要拓展到课堂之外,只有这样,学生在日常生活中,随时随地将生活事件与相关的物理知识相联系,才能让他们产生持续的探究动力,恒久的学习兴趣,让物理的学习达到更好的效果。

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