影响高中物理教学内容准确理解和掌握的因素探讨_高中物理论文

影响准确理解与把握高中物理教学内容的因素探究,本文主要内容关键词为:教学内容论文,高中物理论文,准确论文,因素论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

从某种意义上讲“教什么”比“怎么教”更重要,教师对教学内容的准确理解和把握,是有效教学的基点之一。本文对影响准确理解与把握教学内容的因素从三个方面进行了探究:一、对高考题理解程度;二、对教材理解程度;三、对新课程教学改革的理解程度。

一、对高考题理解程度产生的影响

考题对实际教学具有很强的指挥棒作用,是我国基础教育不争的事实。这种作用既有负面影响,也有正面影响,取决于教师对考题的理解与把握。负面影响主要有以下三方面。

1.以考选材,目标单一

考什么,教什么;不考,不教。这样教材中涉及过程与方法的内容,那些富含培养情感和价值观的内容被果断割舍。例如2011浙江省高考理综物理卷第16题(见例1),考生得分率很低。究其原因,主要是在此之前的高考题中,没有考过理想变压器条件,实际教学中只重视变压器的变压比公式而不重视或忽视理想变压器的条件的教学和实验体验,所以导致许多考生不清楚变压比公式成立条件,套用变压比公式而错选了B。

[例1](2011浙江省高考卷第16题)如图1所示,在铁芯上、下分别绕有匝数=800和=200的两个线圈,上线圈两端与u=51sin314t V的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是

(A)2.0 V (B)9.0 V

(C)12.7 V (D)144.0 V

分析:需要学生掌握理想变压器这一模型的条件:无铜损、无铁损、无漏磁,无漏磁需闭合铁芯。要求考生通过题中信息联想到这个模型,并注意观察图示识别铁芯不闭合,有漏磁,所以读数小于理想值。要求学生能够识别已知模型。

2.超纲扩充,人为加难

创新性高考题总能引起教师深入、广泛的探究。从教师层面,是必要的,给学生一碗水,教师要备一桶水。但应防止脱离学生、课程标准和考试大纲,为过程方法而过程方法,超纲扩充,人为加难,拔苗助长,使教学难度越位。如案例一。

案例一 一道高考题对“电场”教学难度定位的负面影响

[例2](2009北京高考卷第20题)如图2所示为一个内、外半径分别为的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为σ。取环面中心O为原点,以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的距离为x,P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式(式中k为静电力常量),其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,E的合理表达式应为

从公开发表的文章看,发掘了多种解决该题方法,如量纲分析法,特殊值法,极端法,积分法,对称法,微元法和叠加法等,但对该题对教学的作用的理解上差异很大。如《物理通报》2009第9期发表《教学离高考有多远?——谈在新课标教学中落实知识、过程和方法》一文认为,实际教学中对一对等量同号点电荷的电场叠加的延伸分析是不到位的,落实新课标的方法、过程教学是不到位的。由此该文认为这道题考的是关于电场叠加从基础到提高的一系列知识,体现的是物理方法和数学方法的综合运用,反映的是学生学习过程和教师的教学过程对知识、方法的落实情况,应运用对称法、微元法和叠加法,强化“一对等量同号点电荷的电场叠加”的教学。笔者认为,该文的观点和做法是受高考题的影响,使教学难度越位。有一种贴近学生的方法“模型法”,在公开发表的文章没有谈到,就是应用点电荷模型条件和数学近似方法进行分析。点电荷在x→∞远时,场强E→0;而当x→∞时,亦有x,圆环状均匀带电平面即可看作点电荷,场强E→0;而当x、x时,有,四个选项中只有B项得出E→0,可见只有B正确。点电荷模型成立条件是“当离带电体距离远大于带电体尺寸,带电体可看作点电荷”,教学中应将此作为重点,通过适量的变式习题,引导、强化学生对模型成立条件的体验。

3.一步到位,毕其功于一役

教学目标定位唯“考题”是瞻,对考题的片面理解,孤立解读教材,致使教学目标定位错误,把本应分散在多节课中完成的任务,落实在某一节课中,一步到位,毕其功于一役。如案例二。

案例二 一道高考题对“波的形成和传播”教学目标定位的负面影响

[例3](1999全国卷第16题)如图3所示,图3(a)中有一条均匀的绳,1、2、3、4……是绳上一系列等间隔的点。现有一列简谐横波沿此绳传播,某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图3(b)所示(其他点的运动情况未画出),其中点12的位移为零,向上运动,点9的位移达到最大值,试在图3(c)中画出再经过周期时点3、4、5、6的位置和速度方向,其他点不必画(图3(c)的横、纵坐标与图3(a)、(b)完全相同)

在“波的形成和传播”公开课中,执教老师都不约而同地把使学生掌握不同时刻的波动图象作为教学重点之一,在课堂中浓墨重彩,千方百计,对“13点内”不同时刻的波形进行探究。这样做,主要是在例3的影响下,孤立解读教材形成的。例3的素材源于第一节,考核考生对波形变化规律是否掌握。教师曲解为在波的第一节课时必须达到这样的要求,实际教学就在第一节课时中力求一步到位,使出浑身解数,课堂教学中虽然耗时费力,但难以达到期望的效果。实际上,掌握波的变化规律,重点应放在后面“波的图象”与“波长、频率和波速”两节达成,学生需要掌握波随时间变化的周期性和在空间分布上的周期性,才能达到例3的要求。显然实际教学中教师受高考题的影响,没有正确分析高考要求如何分层落实于具体的教学环节中,简单地采取一步到位的做法,导致第一节课的教学内容没有准确把握和理解。笔者认为,就第一节来讲,只需要学生能大致画出不同时刻的波形即可,即把“头”和整体特征画对,而不应以13点为限。如下页图4中,甲、乙、丙表示三位学生画出的同一时刻的波形,说明这三位学生已经达到这节课的要求。实际上,高考对学生掌握波动规律的要求,不仅限于能够解决把一个波长的介质等间隔选13个质点的波形问题,而应该能够掌握把一个波长的介质等间隔选择17点、21点等的情况,而不仅仅是13点的问题。笔者在听课当时有个感慨,觉得我们的老师在努力实现的终极目标是“13点”问题,学生即使能够答对了,充其量也是13点,换成14点恐怕就不行了。应试理念的最高成就,充其量就是把学生教成只能够解决“13点”问题,其哀大焉。

很多教学辅导资料中,把这道高考题选用在“波的形成和传播”这一节的同步练习中。由此可见,无论课堂教学,还是教辅资料,都显示了许多老师对这一节教学目标的定位受到高考题的负面影响而错位。教学目标错位,不仅难以如愿,而且贻误正确目标达成时机。

二、对教材理解不透产生的影响

1.囿于教材,照本宣科

教师没有吃透教学内容的内在逻辑以及结合学生认知规律形成的教学逻辑,囿于教材编排,停留在照本宣科的水平上。比如在“波的形成和传播”一节,教材编排是先详细分析绳波的形成原因和特征,接着介绍弹簧波,在此基础上,形成波的概念及对波本质的理解与深化认识,并进一步对波分类。有一节参评优质课,在波的概念建立时机和节奏的把握上完全囿于教材的呈现顺序,贻误概念形成的大好时机,教学节奏显得沉闷而拖沓。那么,概念的最佳呈现时机和节奏如何设计?概念的最佳呈现时机和节奏就是建立在知识内在逻辑基础上的符合学生认知心理特点的最佳教学逻辑顺序。可以按以下的逻辑顺序展开教学:学生观察绳波后,就可以概括出波的概念,这是首次呈现概念时机,使学生有一个初步的了解;接着通过对绳波的成因的分析,着力使学生体会感受波的本质是什么,不是什么但却容易误解为什么,这是波的概念深化呈现时机;再接着演示弹簧波,让学生与“绳波”进行比较,既要看到与“绳波”相区别,又要看到与“绳波”相同的本质特征。不同的特点,使波的外延拓展,促使我们进行分类,共同的本质则是对概念内涵的巩固与强化。这是对波的概念的本质特征在变式干扰下的强化和概念的拓展时机。这样,通过从具体到抽象,从抽象到具体,再从具体到抽象的螺旋式循环认识过程,使学生由表及里,由浅入深地理解把握波的内涵和外延。

2.囿于教材,一本之见

对教学内容理解把握仅限于所使用的教材的编写程度上,既不深入研究,也不广泛横向参考比较,甚至对同一版本的教材也不参考比较,满足于一本之见。教材变了几回,内容唯有旧本印象。一本之见,主要有以下两种。

(1)不深究,犯科学性错误

如有的老师发表文章认为“一对相互作用的静摩擦力做的功的总功等于零的说法不是在任何情况下都正确”,把质点动能定理用于解决系统问题。再如有老师发表文章认为“用整体法不考虑内力的前提条件是系统内各物体具有相同的加速度”。人教版物理教材早些时候的版本中,对牛顿第二定律、动量定理和动能定理文字表述中都有“合外力”,而在近年的版本中都改为“合力”。笔者认为,在牛顿第二定律、动量定理的表述中应强调“外”字,而在动能定理中则应规避“外”字。又如,认为伽利略对运动和力关系的观点与笛卡儿的观点一样等。

有的内容,教得过死。如电势差与电场强度的关系式U=Ed适用范围只强调适用匀强电场,对非匀强电场中电势差与电场强度的关系却置之不理。应该使学生明白,上述式在非匀强电场中有两种考虑,一是电场中两点在场强方向上的距离d→0,U=;二是把E理解为平均值。再如,不少物理高考复习资料中、高三复习教学中着重强调:法拉第电磁感应定律公式用来求平均电动势等等。教得过死,也是科学性错误。

(2)不比较,教学原地踏步

例如,关于万有引力定律中两个物体的距离的理解。在人教版2003年第一版必修第一册中,有这样的一段文字:“万有引力定律中两个物体的距离,对于相距很远因而可以看作质点的物体,就是指两个质点的距离;对于均匀的球体,指的是两个球心的距离”,在2008年第二版,这样的说明以旁批形式出现,并且在文字表述上有变化:“两个物体的距离”到底是指物体哪两部分的距离?如果物体的大小比它们之间的距离小得多,两个物体可以看作质点,这个距离当然就是这两个点的距离。如果是地球、月球等物体,牛顿应用微积分的方法得知,这个距离应该是球心间的距离。在2010年第三版将这段文字转到正文中。作为老师,应该想一想:这些变化有没有值得推敲的意义?教学中如何调整?实际上,不少老师根本没有注意到这些小节上的变化,更不要谈体会其中深意了。又如,左手定则内容上的变化。新教材“伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。”旧教材“伸开左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。”再如,关于“闭合电路的欧姆定律”这一节,有没有注意到人教版新旧版本中对“开关”的微妙变化?“变化”对教学改进有没有启发?°笔者觉得,关注教材内容上的细小变化,往往对改进教学具有重要价值。

3.舍本逐末,喧“辅”夺主

对教材不重视,不深入钻研,对教学辅导资料情有独钟,教学围绕教辅资料展开。现行同步资料、复习资料最大的弊病是“高、全、繁、难”,目标向高考看齐,内容题型齐全,整体特征繁难。舍本逐末,喧“辅”夺主,使教学严重偏离新课程要求。

三、对新课程教学改革的实质理解不透产生的影响

1.为探究而探究

新课程理念强调学生体验和自主探究,于是,每课必要设计学生体验和探究的环节,出现了为体验和探究而在教学内容的理解和把握上舍本逐末,喧宾夺主的现象。例如,在一节“电动势”公开课上,有学生测量土豆或苹果电池的电动势环节,学生都很兴奋,兴趣盎然,但不少学生也流连忘返,对接下去的教学内容置若罔闻,后面的教学效果大打折扣。所以,设置这个实验本意体现学生探究体验,但事实上对教学重点没有起到促进作用,反而分散了学生注意,削弱了课堂效率。从对知识的理解把握上看,有科学性错误,土豆或苹果电池的内阻很大,用通常中学实验室中的学生电压表测量,偏差很大,并且没有指出水果电池的非静电力是化学作用,体验的目的不明确。

2.目标求全

“自由落体”一节。探究自由落体运动实验,老师力图通过打点计时器把加速度测量出来,目标求全,结果在数据处理上,效果不尽如人意。笔者把本节目标定位在使学生通过实验体验自由落体运动性质,而不计算加速度,利用“贴纸带”的方法处理,效果很好。既调动了学生的兴趣,又化解了“精确”计算带来的负面影响。

3.唯“趣”是图

例如,电场看不见、摸不到,十分抽象,难以理解。有老师采用播放武侠电影打斗情景,视频具有强烈的冲击力,学生兴趣盎然,不少教师对此颇为推崇。实际上,这就是对教学内容把握不准,只为调动学生兴趣而设,对学生的教育是十分有害的。电场是真实存在的物质形态之一,但武侠电影、电视剧中所谓“武功高手”发于体外的气功是不存在的,都是应用多媒体技术后期制作或现场火药爆炸模拟的,教学中,用此做类比铺垫,让学生相信:电场是假的?抑或相信气功是真的?这对学生科学素养的形成是不利的,高兴一时,害在一世。

4.例行公事

在一节“闭合电路欧姆定律”公开课上,老师直接演示了外电阻变化引发的路端电压的变化,这样做只是“例行公事”。如果实验前,先让学生做一个预测:外电阻增大,电流表如何变化?学生会说,电流表示数减小。追问,为什么电流表示数减小?学生答,因为电压不变,根据欧姆定律,得出电流随电阻增加而减小。然后再进行演示,特别强调观察电压表示数是否变化。实验目的在于引发学生的认知冲突,激发其真正的学习兴趣和动机。又比如,在“弹力”教学中,为什么要做微小形变实验,有的老师认为,是让学生有兴趣。这都是对实验的实质没有准确把握和理解所致。

5.故弄玄虚

有一例关于“机械能守恒定律”教学设计,以“怪坡”演示实验导入新课,双锥体向怪坡“高端”滚动。笔者认为这节课设置这一实验,是故弄玄虚。该实验实际上是将怪坡迷惑、掩盖事实真相的坡的侧面信息呈现于观察者,而将坡的俯视面掩盖起来,学生判断它往低处滚也是抓住了本质,只不过被假象迷惑了,实际上,双锥体相对水平面的确是往低处滚的。还不如直接问学生:为什么从静止释放的球向低处滚而不会向高处滚?

当局者迷,本文所揭示的这些产生负面影响的因素对相关教师来讲可能正是他的得意之处,类似的影响因素还很多。

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