课堂教学中学生主体作用的发挥——从机械波的教学谈起，本文主要内容关键词为：机械波论文,主体作用论文,课堂教学中论文,学生论文，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。
1 问题的提出
在课堂教学中，充分体现学生的主体作用，让学生真正成为教学过程中的主人，是课堂教学最基本的要求。本文主要通过对机械波这一教学内容的分析，来说明在课堂教学中如何发挥学生的主体作用。
机械波的教学是高中物理的难点之一。我曾根据高考考试说明的知识内容要求设计了一组调查试题（调查试题见文末所附），对高三第一轮复习前的学生进行了调查，并统计了各题得分率（见表1）。
从调查情况看，学生对机械波的掌握情况大大差于对高中物理的其它学习内容。是什么原因造成学生错误率这样高呢？我认为应与我们教师在新课教学时的教学方法直接有关。在教改发展的今天，教学过程以教师为中心、唱主角、说“单口”，而学生被动、观望这种教学格局还是没有打破。如此的教法对于像机械波这类内容抽象、理解层次较高的知识，教学的双边活动必然就脱节，教学效率自然就极低下了。
达尼洛夫在《教学论》中指出：“不应把受教育者仅仅看成是教师的工作对象，当作一个被动的存在去对待。受教育者是教学的中心人物，不能忽略他们在教学中的中心地位。”因此，要提高教学效率的关键是要让学生真正参与教学，成为学习的主人，在教学方法上应围绕有利于发挥学生的主体作用来设计。
基于这样的认识，笔者进行了一些有益的实践，取得了较满意的效果。下面就具体的操作方法和体会作一介绍。
2 教学过程中的操作方法例谈
2.1 重视认识的感知环节，为学生提供形象直观的学习素材，是保证学生参与教学过程，发挥主体作用的基本前提
在调查试题2的统计中，发现答A的占45%，答B的占15%，为什么在高三复习阶段竟还会有如此的基本概念错误呢？我们首先从认识的感知环节检查。教科书上有一个以绳的振动为例，说明质点在介质中传播的实验，调查发现多数教师认为简单而未作演示，同时也未给学生演示其它一些辅助性的实验，这样做，有下面三个明显的不足：
首先，在脱离了具体事实的条件下来讲述机械波的形成与传播，会使学生的思维活动失去了具体事实的依托。因而在学习过程中，他们会感到非常的抽象难学，从而失去学习兴趣和信心，实质是在教学活动的开始阶段，学生就失去了参与教学活动的兴趣和信心。
第二，学生由于受思维能力、认知水平等各方面的限制，要让他们真正参与教学过程，成为教学过程中的主体，需要有一个循序渐进的过程。因此要给他们设计一些合理的台阶和探索的素材，如机械波这一教学内容，演示机械波形成与传播的实验（可以是模拟实验），
使学生的思维活动失去了具体事实的依托。因而在学习过程中，他们会
感到非常的抽象难学，从而失去学习兴趣和信心，实质是在教学活动的
开始阶段，学生就失去了参与教学活动的兴趣和信心。＃
第二，学生由于受思维能力、认知水平等各方面的限制，要让他们
真正参与教学过程，成为教学过程中的主体，需要有一个循序渐进的过
程。因此要给他们设计一些合理的台阶和探索的素材，如机械波这一教
学内容，演示机械波形成与传播的实验（可以是模拟实验），＃
让学生充分感受机械波形成与传播的过程，实质是为学生的思维从感性向理性过渡设置了合理的台阶，为学生参与教学活动提供探索性素材。如果省去了这一步工作，一是学生失去了参与教学活动的载体，二是台阶太大，因此教学过程以学生为主体也就成了空话。
第三，从信息论的角度讲，感性材料本应作为第一信号输入学生的大脑，而教师的语言属于第二信号。如果没有为学生提供形象直观的素材，便使得本来是第一信号输入变成了教师用语言描述的第二信号输入。这样学生必须根据教师的语言信号通过大脑再造想象来呈现图景，有的学生想象就有困难，有的学生再造想象不确切或有明显的主观随意性，从而造成学生参与教学困难或无法建立正确的图景，以致教与学脱节。
我们认为，重视认识的感知环节，为学生提供形象直观的感性素材，是学生参与教学活动的基本条件。为此，在机械波这一内容的教学中，笔者设计了下列演示实验和模拟实验：
(1)用一根柔软而稍重的长绳在水平地面上演示波的产生与传播。取一根长约8m～10m的橡皮绳放在水平面上，用手握住其一端迅速抖动一下，可明显地看到一孤立波在绳上传播。这个实验的优点是简单易做，而且直观，能大致地让学生观察到波的形成及传播过程。
(2)用电脑模拟波的形成与传播。这可以使物理过程变得非常清晰明了，过程的快慢，前一过程与后一过程均可随意控制，给学生的印象十分深刻，方法是利用Powerpoint，制作多幅波在形成和传播过程中的幻灯片，然后把它连起来，既可手动播放，又可自动播放，为学生参与教学活动，提供了十分有利的条件。
2.2 让学生自主地获取知识，是学生参与教学过程，发挥主体作用的主要体现
在调查试题3的解答中，有60%的学生认为向右、向左传播，其波速都为2m/0.005s=400m/s。这是由于学生不识图，无法把握波在传播过程中正确的物理图景，对波上质点的运动与整体波的运动缺乏正确的了解。造成上述教学故障的原因是在学生从感性材料抽象出理性知识的过程中，教师起了包办作用，忽视了组织学生对感性材料的加工。因此，我们不能忽视让学生对感性材料进行抽象、升华的指导。而这些工作，应该由学生自己来完成。这样做的好处，至少有以下几点：
(1)自己获取的知识，具有很强的稳定性。一般来说，自己获取的知识与别人教会的知识相比，前者的印象比后者要深刻得多。原因是因为在知识获取的过程中，首先是从把握事物的本质特征开始，再来分析归纳出理性的知识，因而他们一开始就对事物的本质特征，有较为深刻的关注，因而对知识的理解较后者深刻，且不易遗忘，稳定性好。
(2)自己获取的知识，有很好的迁移性。通过自己探索获取的知识，由于对事物的本质特征把握透彻，对知识的来龙去脉清楚，所以通过这种方法掌握的知识，相对来说，要比别人教给的知识灵活得多，因而在应用知识时，知识的迁移能力会有明显的提高。
(3)让学生经历获取知识的过程，有利于各方面能力的协同发展，有利于训练学生研究物理问题的科学方法。让学生自己获取知识，实际上是一种自主探索的学习方法。在学习过程中需要观察、分析、推理、归纳、综合等诸方面的活动，这有利于上述诸方面能力的协同发展。同时在探索过程中，需要用到各种不同的研究方法，还会对掌握正确的研究方法，起着良好的促进作用。
因此，我们在教学活动中应十分重视学生参与知识的获取过程，让学生真正体现主体的地位。在机械波的教学过程中，学生活动的设计可按照下列步骤进行：观察柔软绳子的波→初步建立起波的物理图景→给绳子建立合理物理模型→观察电脑模拟实验→对观察到的现象进行特征分析→对波动建立起清晰、正确的物理图景→掌握波动的本质特征。
在上述活动中，教师主要是起引导的作用。由于课堂教学受时间的限制，因此当学生的探索活动受阻时，教师需给予及时的指导和帮助。事实证明，只有教师发挥好主导作用，才能充分发挥好学生的主体作用。
2.3 发挥学生的主体作用，教师要做好心理换位
在教学过程中，教师要做好心理换位，把自己置于学生的心理位置去认识、体验、思考问题，把自己的角色转换成与学生在“同一起跑线”上的探索者，是学生研究问题的合作伙伴，这将十分有利于提高学生参与教学活动的兴趣，更能使学生感到自己是学习的主人。同时，教师对学生在探索过程中的心智活动的把握可以做到更加准确、到位，从而更有利于其主导作用的发挥。
与学生一起观察、讨论、分析生活中的正反事例，尤其是从学生角度看，容易是非颠倒的反面事例，可以强化学生对概念的理解。如在分析波的传播和质点的振动关系时，有个学生提出：池塘的水面上漂浮一个物体，在岸边向池中不断投石头，石头落点在物体远离岸过一侧，漂浮的物体会被波浪推向岸边，这是什么原因呢？大家的注意力顿时集中进来了。我意识到，这个反面的事例是学生生活中曾注意或实践过的现象，也可能正是大多数学生头脑里普遍存在的问题，正是这样的疑问形成了学习的思维障碍，顽固地影响着正确概念的形成。于是我以研究问题的合作伙伴的身份与学生一起讨论：(1)这个例子说明波的传播和质点的振动关系错了吗？(2)为什么要连续投石？如果波浪能将物体推向岸边，是否还需要连续投石？(3)若不是波浪，那是什么将物体推向岸边？继之向学生说明分析物理现象，要把所研究的问题与其它因素分开，这里不断投石击水，原来是溅起的水花把水面上的物体击向岸边。教师与学生共同探索了上述问题，不仅克服了学生由于司空见惯的现象而形成的思维定势，加深了波动过程与振动过程的区别，而且培养了良好的物理学习习惯和科学分析问题的能力。
2.4 发挥学生主体作用，还需要从课内向课外延伸
教学过程中要发挥学生主体作用，还有一个重要的目的是让学生学会学习，使学习成为自觉行为。因此，应当把学生的主体作用由课内向课外延伸，而这种延伸，不仅仅是布置几个课外的习题去练习一下，而应该要求他们去完成一些层次相对较高的问题，我们对学生的要求是：课后能对所学的知识及时进行整理，建立知识结构；能在课后及典型题目的解答后及时进行反思。如果学生能对所学的知识及时进行整理和总结，并不断进行反思，这不但是一种良好的学习习惯，也是学生的主体作用在课堂外的主要体现，它会给学生的物理学习带来极大的帮助。
不仅如此，要求学生制作一些简单学具，在学习中也有极重要的作用。它既可以增强学生的主体意识，又可以增强学习的动手能力，同时还能促进学生的学习兴趣。如在机械波的教学中，要求学生仿照波形图制作图1所示的静片、图2所示的动片（用透明胶片制作）和图3所示条纹静片，作为学习机械波的学具。用它不仅可以模拟波动过程、波动中各质点的振动，还可模拟练习中的有关条件，再现物理过程，检验练习的结果等。
3 实践的效果及体会
对于机械波这类概念和过程较为抽象的教学内容，过去常是教师一遍一遍地教，而学生却越学越模糊。笔者在新的一届高一学生中，进行了前面所述的教学操作实践，效果是比较明显的，我在这一章的单元测试卷中，穿插了文末所附的那组高三调查试题，统计了各题的得分率，见表2。
笔者深切体会到，对抽象的物理教学内容来说，引导学生参与教学的全过程，发挥好学生的主体作用极为关键，否则老师讲上多遍，学生也不可能对物理概念和过程有深刻的理解，更谈不上多种能力的培养了。
附：机械波教学情况调查试题
(1)一列横波沿水平方面传播，某一时刻波中A点处在平衡位置，在A点右方距A点15cm处的另一点B正处在波峰，此后，B质点经过0.3s刚好两次经过平衡位置。则这列波可能的最大传播速度是多少
(2)在平静的水池中，投入一石块，激起频率f=5Hz的水波，已知水面波的波长λ=10cm。经过t=3s，水波能将浮在水平上的落叶在水面推动的距离是：
A.1.5m. B.0.6m. C.0.3m. D.0m.
(3)一列横波在x轴上传播着，在t[,1]=0和t[,2]=0.005s时的波形图线分别如图4所示。设周期大于t[,2]－t[,1]，如果波向右传播，波速有多大？如果波向左传播，波速又是多大？
(4)在图5中实线是一列简谐波在某时刻的波形图像，虚线是经1.9s后它的波形图像，若已知这列波的传播速度为10m/s，试问：①这列波向什么方向传播？②在这1.9s内，图上的质点A所通过的路程为多少？