论教学中的思维预演_浮力论文

论教学中的思维预演_浮力论文

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1 问题的引出

我们经常发现,教师们按照符合教学原理的程序组织起来的教学材料,在实施过程中却未能启动学生的思维.比如在物理规律教学中,无论是按照教学原理还是按照认识规律,教学的一个合理的程序是从感性认识到理性认识,也就是先安排实验(演示实验或学生实验),在实验中得出结论,再上升为物理规律.物理课本也基本上按照这样的程序组织内容.以浙江省义务教育教材《自然科学》第六册中“阿基米德定律”一节为例.一般教师都是这样安排的,在前一节已经初步认识浮力并知道浸没在水中的正方体所受浮力产生的原因是正方体上下表面处的压强差的基础上提出“一般的不规则物体所受的浮力由什么决定?有多大?”的问题,然后说我们来做一个实验,在弹簧的下端挂一个金属筒.筒下面吊一个金属块,记下弹簧伸长的位置,另取一只溢水杯,杯里的水装到溢水管口,使水刚好不流出,把金属块缓缓地全部浸入水面下,金属块受到水的浮力,弹簧缩短,被金属块排开的水全部从溢水管流入小杯,然后把小杯里的水倒入弹簧下面的金属筒中,弹簧又伸长到原来的位置,说明金属块在水中受到的浮力与被金属块排开的水的重力相等,然后再进一步推广上升至阿基米德定律.在这样一个过程中,一般的学生都只是一个观察者,除了静观结果外,其思维未能启动.实验也只不过为定律的得出提供事实支持和为学生提供感性印象帮助记忆.学生们不知道实验为什么会这样做,怎么会想到把溢出的水再加到金属筒里,所以他只能做一个观众.

教师当然不希望这样,但是他为什么没有预想到这样呢?如果他能做一下教学思维预演,那么情况会不一样.实际上,教学过程的设计并不是简单地按照某个顺序把教学材料排列出来(这样做只能徒有其形,形似而神不似),这些材料必须有一条动态的思维流线贯穿才能“活”起来.在徒有其形的设计中,思维流线会中断,不能贯穿始终,对应的实际教学过程中学生思维只能处于等待状态而不能启动.为了能够使这条思维流线“活”起来,在教学设计中应先作好思维预演.

2 什么是教学的思维预演

教学的思维预演是指教师在课堂教学的设计过程中对学生思维在教师的某种教学行为影响下所可能发生的思维走向和可能出现的思维结果进行假想性分析以确定教学对策的一种方法.

教学中学生思维的初始状态有多种形式.有静态的,有活动的.学生思维处于静态时,是一种等待,这就象水平桌面上的一团水,静静地等待你的手指划出,划向哪里就会流向哪里.处于活动状态的思维比较活跃,有的有明确的方向(定向思维),有的有多个方向(发散思维),有的却象无头苍蝇乱而无序.

象在上面的“阿基米德定律”的教学设计中,当给出问题“一般的不规则物体所受的浮力由什么决定?有多大?”的时候,思维源头已经形成,就象水被倒在了桌面上.接下来教师如果没有任何行为作用,学生的思维就会呈现有的静、有的动,而动的学生中有的有思路,有的胡思乱想,整体班级处于无序状态.所以,教师应该采取什么样的教学对策会有什么样的教学效果,必须进行思维预演,然后根据有关情况(如学生水平、教师的个人风格、教学条件等)作出抉择.

如果教师给以时间,并允许发散思维,那么通过讨论启发学生进行猜想是一种可行的教学对策.为了避免处于思维静态的学生由于无从猜起而无法启动思维,教师应该进行引导,如从液体或浸入液体的物体的有关性质入手,或从前一节已知的立方体所受浮力的产生原因开始.猜想过程中的各种可能出现的情况,教师都要进行思维预演,制定对策.

如果提出问题后,教师马上进入实验操作,则所有的学生的注意力都被吸引到实验装置和实验现象上,这时学生的思维将全部进入等待状态.如果实验过程中教师只是操作,则学生们自然只作壁上观.为了能使思维流线在“弹簧下挂一个金属筒”以及“把小杯里的水倒入金属筒中”等处不至于中断,定量分析浸没在水中的规则的立方体所受的浮力,得到F[,浮]=(P[,下]-P[,上])S=ρ[,水]ghS=ρ[,水]gV[,物]=ρ[,水]gV[,排](这些计算学生在液体内部压强计算的作业中已作过),推广到不规则的物体,然后通过实验验证,是一种较好的教学策略.这样,“弹簧下挂一个金属筒”以及“把小杯里的水倒入金属筒中”这些实验中的行为动作都是思维的结果,都是目的明确的,而非只是教师心里明白,学生看变戏法.

3 教学思维预演的具体做法

在第二部分,我们实际上已经谈到了教学思维预演的具体做法.在教学过程设计时进行思维预演,首先要求有一个明确的教学目标,使不同路径的思维预演不至于迷失方向而最终都能达到同一目的地,达到对思维的很好的控制;其次要求教师能做到使自己的思维在教师和学生两种角色之间交互变换.

在具体进行教学思维预演时,一般要做好以下几个方面的工作.

(1)对学生原有观念和思维状态进行分析.学生头脑中的原有观念是学生学习新知识时的思维出发点,学生原有的思维状态是我们制定教学对策的依据.

(2)对教师所计划实施的方案,以学生的思维方式作用之,对可能出现的思维走向和可能导致的思维结果进行假想性预演.

(3)结合教学目标,针对上述两点,确定教学思维调控对策.

当然,以上三点不是指三个步骤,而是三个方面,它们可以同时交叉地进行.

下面再举一实例来说明.以《初中物理》中“物体浮沉条件”一节为例.

对于这一节内容,学生原有观念为“轻的东西浮,重的东西沉”或者“密度小的东西浮密度大的东西沉”,而教学目标是让学生认识判断一个物体是浮还是沉,是由物体所受的重力与浮力的大小所决定的,重力比浮力大的沉,重力比浮力小的浮,两者相等的悬浮.

如果对物体直接进行受力分析,是可以实现教学目标的,学生也可以接受.但是这样,学生头脑中的原有观念却不易澄清.因为原有的观念虽然不正确,但其中也含有一些正确的成份.在生活当中人们得出某一命题的时候,往往将条件隐去而导致命题不正确,但并不被认为是错误的情况是很多的.因为原有观念在头脑中根深蒂固,学习者总是习惯于用原有观念来同化新观念.象上述情况,学完“重力大于浮力物体下沉,重力小于浮力物体上浮”以后,学生会把“重力大于浮力的物体”划归为“重的物体”而把“重力小于浮力的物体”归为“轻的物体”,反而是原有观念更加巩固了,其中错误的成份就象病毒细菌一样依附于正确的成份而潜伏下来,时时会发作.当然,解决这个问题也可以通过新内容讲完后的课堂讨论来完成,但是由于前摄抑制的存在会使错误澄清变得不容易或者由于新观念进入之前没有彻底清除老观念已使老观念遁入潜意识得以藏身.因此,应该决定把原有观念中的错误成份显露出来,使错误成份与事实的矛盾尖锐化,在学生头脑中形成强烈的思维斗争而使老观念被彻底革命进而产生建立新观念的要求.

通过上述分析,教学方案可定为采取演示实验法、谈话法、讲解法相结合的方法.以演示实验来激化老观念与事实的矛盾,以谈话法指导观察与思考,以讲解法输入新观念.

为了暴露学生原有观念的错误,我们先用一个实验来引出原有观念,比如用大小相同的铁块和木块放在水中,铁块沉木块浮,让学生回答“为什么”,如果学生回答“铁块重,木块轻”,则再重量大的木块和重量小的铁块演示,仍为铁块沉木块浮,否定了刚才学生的回答,再问“为什么”,如果学生仍然沿着原思路,会得出“铁的密度大,木块的密度小”,那么教师就利用容易变形的铝皮再做实验,同样一张铝皮,先是沉于水的,把它搞成船形就浮在水面了,至此再按原思路矛盾已无法解决,只能另找出路,这时教师顺势启发学生从前面学过的力与运动的关系入手进行受力分析,教师加以总结得出结论.这是其中一条思维通道.

另外可能的思维通道还有以下几种方式:

如果在做完铁块和木块在水中的沉浮实验后,如果学生回答为“木块受到的浮力大,铁块受到的浮力小”,则针对这个回答,可通过复习阿基米德定律来否定.

如果基础好的学生或者已经预习过的学生直接回答出“因为铁块的重力比所受到的浮力大,木块的重力比所受到的浮力小”.但考虑到大部分学生的思维并没跟上,况且即便是作出了正确回答的学生,他的头脑中原有的错误观念也不一定存在,所以教师还是有必要按照上述第一种方案所设通道启动和控制学生思维.

以上对“教学的思维预演”作了粗浅的讨论.实际上,教学的思维预演是很多教师经常使用的方法,只是没有专门作为一种方法提出来过.本文把它提出,希望能从经验上升到理论.

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