对初中物理课程标准教材实施电学教学的几点看法_初中物理论文

对初中物理课程标准教材实施电学教学的几点看法_初中物理论文

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教育部于2001年7月颁布的《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》要求突破学科本位的思想,不过分强调学科本身的逻辑关系,[1]这使得教科书结构的安排有了更大的灵活性。在基础教育界对科学探究普遍认同的大背景下,为了落实课程标准提倡的科学探究的理念,考虑到声、光、热、电的知识比运动、力的知识更能吸引学生,也更便于循序渐进地安排探究活动,人民教育出版社物理室在2001年版的《义务教育课程标准实验教科书·物理》中把这些内容安排在八年级学习。[2]另外,初中学生的思维仍以形象思维为主,初中物理应该进一步加强实验教学;而初中电学实验所用器材相对简单、操作容易成功,这些特点又决定了其先于力学学习的优越性和可行性。

从教学效果上看,把电学放在八年级学习,学生对科学探究的热情和学习效果好于以前,对知识的学习效果略好于以前。[3]这说明,无论从教育理念还是教学效果上看,提前学习电学内容都是一种较好的安排。

由于以前的初中物理教科书一直都把力学内容安排在八年级,而后才学习电学,教师多年的教学实践总是在力学的学习中先铺垫一些必要的方法和技能,使其后的电学学习能够顺畅地进行。现在,把电学内容提前放在八年级,有关的能力训练就要做相应的调整,这对教师的教学习惯是一个挑战,实际教学反馈信息也证明了这一点。

一、影响教学实施的问题

虽然各实验区都进行了新课标理念和新课标教科书编写思想方面的培训,但在实际教学中仍有教师感到,把电学内容提前放在八年级,在教学安排和教学方法方面有些困难。下面是比较典型的两个问题。

(1)教学安排方面:在缺乏力学知识铺垫并缺乏某些运算能力训练的情况下,如何要求八年级学生理解欧姆定律并进行有关的计算?

(2)教学方法方面:对于电流表和电压表的使用,事先不告诉学生使用方法,而是让学生边操作边摸索,课堂教学如何进行?

为了解决这些问题,一种办法是给学生事先补充相关的内容。例如,在引入电功率概念之前,先给学生补充介绍力学中的功和功率的概念,然后沿用原来的教学思路,与力学的功和功率的概念进行类比。这样做无疑可以让学生学会电功率的概念,也能完成课标规定的“理解电功率和电流、电压之间的关系”等内容目标。但是,这种处理方法难以充分体现新课标教科书“从生活走向物理”的课程理念,而且会明显增加学生的学习负担。

本文针对影响教学实施的这两个问题,提出了教学安排中的实施建议,并进一步说明,人教版教科书的这种安排为落实新课程理念提供了新的平台。

二、通过电学素材提高学生的能力

如果习惯了原来教科书先力学后电学的顺序,会感觉到按照新的顺序教学会遇到以下两个具体的障碍:

(1)三个物理量的乘除运算。按照原来的顺序,在八年级刚刚开始学习物理的时候首先会接触速度,通过速度的学习,学生对于两个物理量相除(或相乘)得到第三个量的运算已经相当熟悉,于是到了九年级学习欧姆定律的时候,三个物理量的乘除运算已经不再构成障碍。但是新课标教科书把电学放在前面,学习欧姆定律的时候学生还没有接触速度的科学定义,这种公式变形技能的缺失成了理解和运用欧姆定律的一个障碍。

(2)用比值定义物理量。按照原来的顺序,在八年级引入密度的概念,这时学生就会接触用比值定义物理量的方法,到了九年级,学生理解用比值定义的电功率概念就没有很大困难了。但是新课标教科书把密度放在了九年级,学习电功率之前不会接触用比值定义的物理量,怎么能让学生理解电功率的概念呢?什么时候进行这么重要的能力训练呢?

其实,上面的两个问题,完全可以从另外一个角度考虑。新课标教科书把电学移到力学之前,那么原来在力学部分进行的方法、能力的训练,完全可以植入电学的教学过程。应该从整个初中物理学习的角度来统筹这些方法、能力的训练。

学生在数学课中已经做过很多关于三个量的乘除运算的练习,但在物理课上,使用那些明确代表某些物理量的字母进行同样的运算,的确需要一定的训练,初学物理总要解决这个问题。用比值定义物理量的问题也是这样。

按照以前的学习顺序,由于学生在小学就接触过速度的概念,因此着重用速度的定义式练习三个物理量的乘除运算,而在学习密度时重点介绍用比值定义物理量的方法。这样在八年级用力学部分的不同知识载体将难点分开,有利于学生接受,并为以后学习欧姆定律、电功率打下基础。

按照新的教学顺序,先学电学,学生在八年级第一次接触到三个物理量的乘除运算是在学习欧姆定律的时候,第一次接触用比值定义物理量是在学习电功率的概念的时候。如果仍然指望学生像往年那样已经熟悉这两种技能,教学中自然会遇到障碍。解决的方法很简单,那就是改变两种技能训练的载体,分别用欧姆定律和电功率进行三个物理量运算和用比值定义物理量的训练。这样,当学生到九年级学习力学遇到速度、密度的概念时,遇到三个物理量的乘除计算和用比值定义物理量时就不会有困难了。

不仅知识的学习需要循序渐进,能力的培养提高也是这样。把能力的培养融入知识学习的过程中,有利于实现循序渐进地提高学生能力的目的,而所用的载体,即知识素材,可以不同。为了使学生在学习欧姆定律的过程中逐步掌握这种能力,教学中应该采取措施,细化能力培养目标、降低每一节课的知识难度、增加能力训练的内容。

在新课标教科书中,虽然欧姆定律一节课文的文字量与其他节差别不大,但在实际教学中不宜把这一节的全部内容放在一堂课中完成。这是因为物理教学除了要完成知识的教学任务外,还必须完成以知识为载体的能力培养。具体到欧姆定律这节课,就是要进行三个物理量乘除运算能力的培养。因此,教学中把这些内容放在两三个课时中比较恰当,这样有利于根据细化后的能力培养目标,适当增加能力训练方面的例题和习题,达到提高学生能力的目的。在具体安排时,第一节可以让学生只利用欧姆定律的原形解决问题,第二节再让他们应用变形后的公式,然后试着将电阻串并联的规律与欧姆定律综合起来应用等。这样,各节课例题、作业题的难度是逐渐增加的,有利于逐步搭建知识和能力的台阶,使学生的能力稳步提高。

三、改变教学方法,着眼课标理念

人教版新课标初中物理教科书内容顺序的调整,从根本上说,其出发点是落实课程标准的教育理念。

(一)电学实验容易成功,有利于探究

在初中物理中,实验的地位举足轻重。[3]实验具有呈现事实、辨析真伪、引发认知冲突、培养解决实际问题和提高实践能力等功能。物理实验本身就是增加学生体验的一种有效方式。它可以使学生在学习过程中积累素材,获得充分的学习资料,加强学习基础。由于初中学生原有的知识较少、抽象思维能力弱,所以程度适当、效果明显的实验性学习活动可以增强他们学习的自主性、提高其学习的自信心。出于这些考虑,初中物理的教学活动基本上是以实验为基础展开的。

课程标准要求改变学生被动的学习方式,提倡科学探究。在过去的物理教学中,学生实验几乎全部是验证性实验,不足以充分发挥它的教育功能。现在的新课标初中物理教科书尽量以科学探究的方式呈现实验。实验形式、实验方法也更加多样化。

与初中力学的实验相比,电学实验的规模较小,对于操作技巧的要求较低,所用器材主要是电源、用电器和电表,相对固定,数据的采集也比较容易,因此成功率比力学实验高,更容易满足学生探究的欲望,增加探究的信心。这是新课标教科书把电学内容提前的一个重要原因。

(二)以探究的方式学习仪器的使用方法

科学探究是一种学习方法,也是学习的内容,更是一种精神。[4]这种精神不仅用于探索自然规律,也适用于整个学习过程,包括仪器的使用。出于这样的认识,新教材关于电表使用的教学也是按探究的方式展开的。物理教育界对于以探究的方式进行实验教学已经取得共识,但是,在实验仪器使用方法的教学中是否可以增加探索性?还有争议。过去认为,仪器的使用只适宜采用“灌输”的方式进行教学,学生即使不明白其中的道理,也要记住这些规则。

然而,教材的编者认为,器材的使用方法虽然不是自然规律,但都是有道理的,学生可以而且应该通过自己的探索来学习。事实上,家庭中许多新设备,如电视机、计算机、手机等,往往是孩子先于家长掌握其使用方法。另外,科学技术不断发展,现在没有的东西,可能明天就会出现,因此学生在未来的生活、工作中肯定会遇到许多新的器材,需要摸索其使用方法的场合很多。在物理课堂上,教师的一个重要任务是培养学生探索仪器设备使用方法的能力。这是一种适应社会现代化生活的能力。要使学生在不断的探索中开阔视野,从积累的经验和教训中得到锻炼,从而适应由科技进步带来的现代化学习和生活。

基于这些考虑,人教版新课标初中物理教科书在涉及教学仪器使用的内容上,提倡学生以边思考边操作的探索性方式学习,不再像以前由教师灌输仪器的使用规则,学生死记硬背。教学证明这种方法是可行的,而且有利于调动学生学习的积极性。

新课标教科书注意引导学生阅读仪器的使用说明书,根据其中的指导来使用仪器。例如,对于电流表和电压表的使用,教科书有针对性地提出使用规则方面的几个强制性的要求(限于保护人身和器材的安全),要学生遵循,并逐条讨论违反这些要求会出现的问题;然后给出一种型号电压表的使用说明书,让学生根据说明书讨论电压表的使用方法。

(三)充分利用学生的生活经验

电与现代日常生活紧密相连,充分利用学生的生活经验和已有知识,有利于电压、电功率等比较抽象的概念的教学。初中学生的思维特点是仍以形象思维为主。如果完全按照物理学科本身的逻辑顺序来展开教学内容,不利于学生接受。新课标教材从学生兴趣、认知规律和探究的方便性出发进行教学,不过分强调学科自身的逻辑关系,力求体现“从生活走向物理”的课程理念。

在初中物理的教学内容中,欧姆定律处于核心地位,而电压是理解欧姆定律的一个基本概念,历来是初中物理教学的重点,关于电压的教学也是多年来议论最多的话题之一。新课标教科书的编者认为,在当今的电气化时代,各种用电器已经普及,学生由于亲身接触以及各种媒体的作用,在生活中已经对电压有了初步的感性认识,这种认识虽然肤浅,但与科学概念是基本一致的。既然课程标准在概念的严密性要求上比过去降低了,这就为充分利用学生的生活经验,贯彻“从生活走向物理”的理念创造了条件。因此新教科书充分利用学生的生活经验,例如“同一个灯泡,电压越高发光越亮”“高压电很危险”……然后通过实验进一步增加学生的感性认识;在这些基础上给出电压的概念,而不出现严格的定义。

同样,现代的学生已经接触过很多用电器,对于电功率也有了一些感性认识。新课标教科书在学生的这些感性认识的基础上又进行了几个实验,例如:把两个电功率不同的灯泡和一个有高低两档的电吹风机,分别接入电路中,让学生观察现象——用电器正常工作时,电功率不同的灯泡的发光亮度不一样;电吹风机高、低档的风量不同,电能表的转盘的转速不同。通过对现象的分析,学生认识到,用电器消耗电能不仅有多少的问题,还有快慢的问题,从而引出了电功率的概念。

综上,初中物理教学中,能力的培养是循序渐进的,并融于知识的学习过程中,它所用的知识素材须随教学内容顺序的调整而改变。当电学内容放在八年级时,应该采用电学中的素材进行相应能力的初期训练。同时,电学内容具有感性素材丰富、与生活联系紧密等特点,将它放在八年级学习更有利于落实新课标提倡的科学探究、从生活走向物理等课程理念。

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