高三物理复习的有效教学策略_学习迁移论文

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      一、问题提出

      高考物理复习是学生备战高考的“临门一脚”,这一环节是学生对高中物理学习的系统性整理、巩固和提升,内容多、难度大、时间紧、任务重,所以高三物理教学的有效性问题尤为突出,如:新课教学的“压缩版”、“习题代替问题,满堂灌”、“整理知识点、板演例题、巩固训练”三部曲等课堂形态是常见的课堂范式,这样的课堂过于死板、训练过于机械化,习题过易学生没有兴趣、过难学生深感高不可攀。这些局面的直接影响是高三复习“时间上高投入、精力上高消耗、情感上高损伤”,最终的结果是“低产出、低效率”。究其缘由是教师没有真正明白“为何教”和“怎么教”的问题。如何高效地运作促进学生在复习课中生成学习目标呢?

      二、理论反思

      复习课是对所学内容进行一个系统地复现、巩固与内化的教学活动。同时,复习课又是一种有针对性的诊断性教学。潘菽教授认为:“复习的效果虽然受复习次数的制约,但它不是机械地取决于复习的次数。要使复习取得良好的效果,在很大程度上要依赖于复习的正确组织。”[1]复习课既然是对所学知识的复现,那势必会存在一定的重复,而重复教学却是教学中最忌讳的。学生天性好奇,热衷于新鲜事物,一旦一样东西重复两次以上,他们就会感到索然无味,失去学习兴趣。既然重复是不可避免的,教学就应该尽量减少教学方式上的重复。高文教授在《情境学习与情境认知》一文中指出:“知识只有在真实的情境中呈现,才能有效地激发学习者的认知需要;在一定情境中传授的知识与技能,更能有效地迁移到多种情境中去。”[2]可见“情景应该是根植于复习教学中的核心元素,是连接师、生、知识三体的纽带,是课堂文化的载体,是学生认知活动的媒介。如何唤醒、激励、推动、强化和提升学生的认知能力呢?在此提出“小景大做、大景小做、旧景新做”的高三物理复习教学策略,是以学生已有的物理学科知识为起点,创设搭台情境,激活学生的原有经验,让学生在教师所设计的分层推进的课堂结构中更主动更广泛更深入地回顾与再认、探究与反思、迁移与应用,并逐步完善认知结构、提升认知能力。

      三、教学策略研究

      (一)小景大做

      “小景大做”即“小景多变、小景多问”,是针对一个教学环节创设一定的小情景引发学生提取已有认知,通过对小情景变更条件或增加条件,由小而大将这一教学环节的考点转变为探索性、矫正性的系列递进式问题,让问题激发学习者反思与研究,让学习者与问题“协商”并“碰撞”,进而生成复习教学目标。

      【案例1】在“竖直平面内的圆周运动”一节教学中,笔者课前带领学生快速复习上节内容,展示轻绳连小球模型情景1并演示其在竖直平面中旋转的情景(见下页图1),然后让学生用5分钟阅读课本及学案,并与同桌交流这一模型的相关知识,教师补充整理后,展示如下两个问题,让学生尝试解答:

      [例题1]如下页图2所示,将质量均为1kg的小球A、B,用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部,两球分别与小车前后壁接触。由于某种原因,小车突然停止,此时悬线中张力

      [例题2]如图3所示,长度为L=0.5m的轻绳OA,A端连有质量为m=1kg的小球,在图示位置给小球一个初速度

=2m/s,取g=10

,则此时轻绳OA拉力多大?

      

      

      展示了学生的各种解法后,教师组织学生小组讨论和辨析,分析失误原因,学生议论纷纷,很快对于例题1的求解,学生总结了以下错因:①利用平衡的观点看待绳连小球模型,犯了状态识别错误;②遇到绳连小球就用向心力公式,犯了替代假设错误;③拉力与合力混淆不清,公式用法不正确。接着,对于例题2的求解,学生总结了以下错因:①没有考虑最高点的临界条件

,犯了“顾此失彼”的错误;②知道圆周运动的向心力有“供”与“需”关系,但对绳子的受力考虑不全面。

      “轻绳连小球模型”是最基本的圆周运动模型,对其必须有清晰的认识和透彻的理解。这里“小情景”例题的设置是为了了解学习者的起点在哪里,需要提供什么帮助,并激发学习者的再认知需要。其中“莫衷一是”的争议恰恰激起了学习者的注意,“正误对比”增强了新异刺激作用,由此引起了学生强烈的学习动机,经过精彩的互动与评议,使学生复现、巩固与矫正了“轻绳连小球”模型的知识体系。但学生对“轻绳连小球”模型的内化仍是肤浅的,于是教师临时调整了教学思路,呈现变式。

      [例3]如图4所示,在光滑的水平细杆AB上套有一个轻环(质量忽略不计),轻环通过长为L的细绳与一个质量为m的小球相连,B端有一个障碍物能阻挡轻环。思考下列问题:(1)瞬间给小球一个向右的水平初速度

,绳子的拉力为多少?(2)轻环被阻挡后,绳子的拉力为多少?(3)若小球能绕B点做完整的圆周运动,则

至少为多少?

      

      对于问题1的处理,绝大多数学生的结论是“小球绕轻环做圆周运动,所以

”。显然学生对“绳连小球模型”和“理想化模型——轻环”犯了识别错误。教师追问:“绳子偏离竖直方向后,轻环受力如何?”学生回答:“受到斜向右下方的拉力。”教师追问:“轻环的加速度为多大呢?”有学生迟疑了一会儿说:“无穷大”,教师静观慎听而没有应答,过了一会有学生自言自语地说:“不可能呀!”在学生“口欲言,未能达其辞”处于“愤”的心理状态时,教师点拨:“轻环加速度无穷大是不可能的,说明轻环在水平方向的合力只能为0,你们说对吗?”学生点头,教师继续追问:“那么绳子只能处于什么状态,轻环做什么运动呢?”。经过讨论,学生得出:“绳子只处于竖直状态,轻环只能匀速运动,显然绳子拉力F=mg。”

      对于问题2,因为与问题1形成鲜明对比,学生很快意识到

;对于问题3,大多部分学生由于情景1的引导和矫正,很快得出:小球运动到最高点:

      

      上述关于“轻绳连小球模型”的教学中采用了“小景多问、小景多变”,环环相扣、分层推进,引领学生在探索中领悟知识与方法,也促使学生的思维触角伸向不同的侧面以达到知识与方法迁移的目的。“小景大做”是一道道与众不同的问号风景线,激励、唤醒、推动和强化了学生的认知活动。这样的问号充满着现场感,充满着生命活力,复习课堂更具魅力和张力。“小景大做”适用于复习教学中为学生建立“运用基本物理规律分析个体类问题”的思路,加深对规律的理解与迁移。该策略的操作程序如图5所示,其中“定向与探索、建构与交流、解释与拓展”三个阶段中相互发出的三条实线表示这三个阶段之间是双向的,而且是螺旋渐进的,它们之间是互动的。

      

      (二)大景小做

      “大景小做”是指在综合能力培养的一轮复习课教学中,教师不是直接陈述综合性的大情景,而是有意识地将大情景分解为小情景,对小情景提出多个小问题,使学生在“攀岩”中感悟“合—分—合”的思想方法,消除学生“高不可攀”的心理障碍。

      【案例2】培养学生将高起点的、复杂的问题分解为简单问题的能力而进行的一轮复习教学中,教师选择的习题资源一般都是综合性较强的大题,如“动力学综合性问题”的复习课中,笔者以“大景小做”的方法设计了一个教学环节,从课堂上学生的反馈信息看效果较明显。

      (1)情景原形:如图6所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧某一位置有一竖直放置的、左上角有一开口的光滑圆弧轨道MNP,其半径为R=0.5m,∠PON=53°,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离是h=0.8m。如用质量

=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后物块恰好停止在桌面边缘D点。现换用同种材料制成的质量为

=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后物块能飞离桌面并恰好由P点沿切线方向滑入光滑圆轨道MNP。

      

      (2)情景分解:有意识隐藏原情景,将大情景做层次性分解,由浅入深、循序渐进,问题环环相扣。如下列相对较小的情景:

      问题情景1:如图7所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。如用质量为m的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后物块恰好停止在桌面边缘D点。设物块与桌面的动摩擦因为μ,CD的长度为L,求:(1)弹簧缓慢压缩到C点时具有的弹性势能

。(2)若用质萱为m/2、材料相同的物块将弹簧缓慢压缩到C点,求释放后物块运动到D点的速度。

      

      问题情景2:如图8所示,水平桌面右侧某一位置有一竖直放置的、左上角有一开口的光滑圆弧轨道MNP,其半径为R=0.5m,∠PON=53°,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离是h=0.8m。质量为m的物块,从桌面边缘D水平飞出,并恰好由P点沿切线方向滑入光滑圆轨道MNP。求:(1)物块在D点的速度

和在P点的速度

。(2)物块运动到M点时受到轨道的压力。

      

      上述“大景小做”与“小景多问”结合,问题环环相扣,梯度小、层次低,构筑了学生思维的阶梯,学生在独立探究与合作讨论或教师的指导下能快速完成任务达成学习目标。为学生解决综合性问题渗透了方法与思维引导。

      (3)情景还原:组织学生阅读原情景尝试与上述情景对比,学生很容易体会到各小情景串接起来就是一道综合性的大题。笔者发现大多数学生的脸上露出坦然的笑容,不由自主地点头,“大景小做”预约的精彩如期而至,互动与探究使课堂彰显其莫大的魅力!

      “大景小做”的策略“润物无声”,学生深刻认识到“合—分—合”的解题策略。正如德国教育家斯多惠说过的:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞。”“大景小做”维持和增强了学生学习的自信心理,唤醒了学生解决综合性问题的“自我效能”心理。这种策略的操作流程如下:

      

      (三)旧景新做

      “旧景新做”是一轮复习课中将学生已熟知的新课问题情景进行改造,如:通过补充条件或删减条件等,使旧情景成为激励学生提取已有经验或认知冲突的诱因,从而巩固已有经验或促进认知正向迁移。

      【案例3】“测定电池的电动势和内阻”的实验复习中,学生对“伏安法测电动势和内阻”的实验思想掌握得比较到位,如:测出多组U、I值描点作U-I图线找截距、求斜率得E、r的值。但学生把这些思想迁移到“伏阻法或安阻法测电动势和内阻”的实验时有思维定势的误区,课中教师选择一例如下(已将1/R和1/U两行删除):

      某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按图10所示电路进行实验,测得数据如下表所示。

      

      请用表中数据选择适当的方式在坐标纸上描点画线,并根据图线求出电动势E=________V,内阻r=________Ω。

      

      大部分学生受伏安法的影响,作出了U-R图(如图11),图线为曲线也不觉得有什么问题,有基础较好的学生还自圆其说:“

,通过渐近线可求出E,再找一组数据可求出r。”教师“犹豫”地说:“老师有点想不通,曲线延伸到何处是渐近线?曲线能画得准吗?在曲线找到的点是不是有很大误差呢?”这一反问激起了学生的自我质疑,有学生左顾右盼、交头接耳,隐约中有学生说出“想办法做出直线”。教师接应说:“想得不错,想办法画直线,可是根据数据画不出直线,怎么办?”此语一出宛如“一石激起千层浪”,学生如茅塞顿开、纷纷讨论起来。没过多久,不同处理方法即出,学生中形成了两种方法——作

图线(也即U-I图线),很快求出了E、r。

      

      本环节教学中,教师的“犹豫”把自己的外在权威隐藏了起来,留给学生自由活动的空间,学生在合作探索中“化疑”,促进智慧结构的升华。在学生“自觉无疑”处的反问“激疑”,促进了学生在自省中产生灵动的创举,学生创意地想到作“U-

图线”更是未曾预料的精彩生成。学生获得的不仅仅是一个问题的解决、一种方法的掌握,而是从整体意义上对科学活动的领悟。

      (1)问题推进:这一实验中E、r的测量值是“大于、小于或等于”真实值呢?说出你做出快速判断的依据?学生很快答出

,理由是受到图线的启发:U-U/R图线与U-I图线的本质是一致的,学生很快得出“伏阻法”中的“电阻箱”可等效为“滑动变阻器”+“电流表”。

      (2)情景拓展:某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电流表、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图所示电路进行实验,测得的数据如下表所示。利用测得的数据在坐标图中画出适当的图象;由图象可知,该电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω。

(填“>、<或=”)

      

      

      这一环节的设计目的是推动、维持、强化学生已习得的认知,促进其学习正迁移,这时学生很快想到I与R不是线性关系,需要对数据进行进一步变形才能得到线性的图象,学生自主得出可作“R-

图线与

-R图线”这一思想方法也就变得流畅自然。

      

      “旧景新做”策略比较巧妙地利用学生学习的“负迁移”,在新旧之间建立一定的“刺激—反应”联结,这种联结是通过试误建立的,以错误作为“负反应”刺激,反面“强化”(警示、否定、修正)错误,达到以“反”显“正”的目的,其中试误是找准接口、激疑是开些窗口、化疑是留下缺口,最后的导向“成趣”、点燃学生智慧的火花促进学习正向迁移,更是一种灵动的教学艺术。这种复习策略的操作流程如下:

      

      四、总结讨论

      精彩的课堂始于“活动”、缘于“动态”、臻于“生成”。学生活动中一时“山重水复疑无路”是精彩,一时“豁然开朗”、“茅塞顿开”则是教学的睿智,最后的“柳暗花明又一村”更是灵动的教学艺术。“大景小做、小景大做、旧景新做”的复习课教学策略是致力于让学生在攀岩的情景中充分活动,形成主体参与的课堂形态,其中情景与问题是点燃学习激情的催化剂,为复习教学的生成增加了“接点”,教师的激疑是学生思维的起爆器,教师的点拨是学生认知冲突的助推器,为复习教学的生成增加了“亮点”,使学习者更主动、更广泛、更深入地激活自己的原有经验,理解分析当前的问题情境,通过积极的分析和推理活动生成新理解和迁移,复习教学的生成便更具张力。

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