物理教材學習素材論文
時間:2022-05-06 04:57:00
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在深化教育改革、推進學校三質教育的過程中,創新學習作為一個全新的概念、一種落實素質教育的重要模式,被提到教育科研的重要課題中來,并立即在全國許多學校及眾多師生中引起熱烈反響。創新學習的有關理論和實踐的研究,開展得十分火紅,這是非常可喜的一面,但又面臨著一個問題:創新學習的素材從哪里來?這是一個需要認真研究對待的問題。不論是教師個人自己編寫,還是借助現有課外資料,其結果往往是費力不討好。其實,我們勿須舍本途末。我們面前早就有一處創新學習素材的好來源——現行教材。只不過我們過去并未深人發掘其中的許多寶貴的創新學習的素材而已。現行教材中列舉的許多司空見慣的問題,一些看似平常的事例,只要從創新學習的角度去重新認識,就能發現、領悟其中蘊涵著許多能夠促進創新學習、很有利用價值的內容,這不就是創新學習的好素材嗎?對這些素材,只要發掘使用得當,就能產生出意想不到的效果。作為一名物理教師,本文以高中物理實驗課本(第二冊)為例(人教社1994年12月第1版),談談筆者在教學中的一些作法和粗淺體會.求教于各位專家和同行。
從學校教育的實際出發,針對廣大學生提出的創新學習,其中的“創新”一詞的涵義與科學家、藝術家們“從無到有”那種意義上的創新是有區別的。對大多數學生而言,所謂創新.就是利用已有知識(基本概念和規律),結合新的實踐環境和面臨的問題,發現事物的新關系,提出解決問題的新辦法,有時甚至就是在本人事先并不知曉的情況下,去重復前人的創造活動、領會前人的創造思路。這種重新組合型的刨新,雖然達不到“獨創”的高度,但經過這種“創新”訓練的學生,在自我知識重組過程中激發出的思維火花,是最可寶貴的,他們日后的創造精神和實踐能力一定是會高于普通人群的。
利用教材中的常規內容,開展創新學習,打破“創新”的神秘感,啟動學生創新意識,一項經常進行的創新學習活動。在《恒定電流》一章講“電壓表和電流表”一節時,教材直接指出“電流表的滿偏電流一般都比較小,測量較大電壓時要串聯分壓電阻把電流表改裝成電壓表,測量較大電流時要并聯分流電阻把小量程的電流表改裝成大量程的電流表”,教材中這十分簡樸的一句話,的我們師生留下了很大的創新學習的思維空間:這種改裝的基本原理是什么?(即前課所學串聯分壓和并聯分流原理),前人怎么就能想到這個辦法?(其實就是基本規律的重新組合與遷移應用),假如你生活在兩表尚未出現的年比。你能設計兩表的改裝嗎?對已有的兩表你還能有什么改進嗎?對后面兩個問題學生雖不能肯定回答,但都會進行認真的、甚至是激烈的思維。隨著每一個問題的提出,學生中都有一番積極的思考和一陣強烈的呼應,學生主體對教學的參與,已從課堂表層的熱烈.深入到思維層次的活躍。這種學生主體的自主探索與思考,不正是創新學習所追求的境界嗎?在該章隨后的《專題——多用電表的原理和使用》中,教材直接以“問題”的形式提出“應當怎樣設計這個簡易多用表的整個電路呢?”對這樣直接提供出來的好素材,循著“怎樣設計”這一思路,利用的面已有的兩表改裝的知識,學生容易理解“直流電流檔”和“直流電壓檔”的設計,而在歐姆檔的設計中,同樣可以提出上述幾個問題,同樣能引發學生積極的甚至是“痛苦”的思維活動,但最終總能使學生思維統一到一個共同點,即利用已經學過的閉合電路歐姆定律的知識,在已有電流表的基礎上,根據I=ε/(r+Rg+R+RX),即可知I與Rx的對應關系,并據此設計出相應電路,這樣又讓學生從中體會創新“成功”后的喜悅。類似的物理學基本規律在生產、生活中的創造性應用,在現行教材中比比皆是,可以說是構成豐富多彩的創新教育素材,任憑師生發掘選用。只要選準切人點,抓住時機、善于啟發,學生積極的思維活動中,必然能摩擦出“創新”思維火花,這將有助于打消學生對創新的神秘感,這對啟動學生心靈深處的創新意識,是十分重要的。
現行教材中的“閱讀”材料,是新版教材中推出的。它雖然在應試教育中派不上用場.一卻可以在素質教育和創新學習中大顯身手、同樣是素質教育、創新學習的極好素材。對這一素材的恰當使用.便能經常地激勵學生的創新精神.進而產生意想不到的創新學習效果。《電場》第八章“電容器”后的閱讀材料“電容式傳感器”,因為高考不涉及,所以一般被當作常識一讀了之。其實,這里介紹的用來測量角度θ、測量浪面高度h、測定壓力F、測定位移x的各種裝置,不僅僅是介紹了傳感器知識本身,這同樣給我們留下了極大的創新思維空間。教師應安排必要的時伺,給予學生創新學習的機會。創新學習就是要激發學生的創新精神,該閱讀材料指出了將“非電物理量轉換成電學量”這一傳感器的本質,就將學生的思維帶人十分廣闊的創造天地。學生可以沿著日常生活、工農業生產、醫療衛生等許多方面向人們提出的各種新要求、新功能去展開思路、思考我們怎樣運用所學物理基本規律,創造出新的儀器或器具。這無疑是一個頗具啟發性、挑戰性的問題,學生對這一問題的反應十分熱烈,其中不乏創新思維火花的閃現,這對激發創新精神有獨到的作用,這樣的學習效果,怎是讓學生會解幾道計算題所比得了的。在這樣的學生激情背景下,教師可以“離題”提出新的課后實踐題:醫院體檢用的“B超”機、“心電圖”機,是用怎樣的原理生成各自的圖象的?用到哪些物理基本規律?體檢時貼在人體上的部件各起什么作用?問題一提出,學生思想閘門一下大開,課堂議論紛紛,學生興趣盎然,學生通過課后的訪問請教,資料查詢,可以得到一些初步的答案。這一過程對學生創新精神的激發既有感性體驗又有理性認識,受激程度是很高的。教師甚至還可再提一個問題:世界上的發明是不是都被前人“發明”完了?我們還有機會嗎?這些不言自明的問題,對學生內心深處創新精神的激勵,其影響是很大的。
在相當一部分人心目中,解答物理習題,是學習物理的終極目標,似乎會做物理計算題,就算完成了物理學習的任務。其實這是一個誤解,誠然,為了鞏固所學物理知識,解答一定量的物理習題,是必要的,物理課本也設置了為數不多的物理習題。這些精心挑選的題目,是教材的有機組成部分,仍然蘊著創新學習的好素材。教師應當充分揭示、發掘這些題目對創新學習的意義、作用,通過訓練,培養學生的創新能力。因為我們的目標不是把學生培養成為解題機器,而是將其培養成具有創新能力的人,在《磁場》一章的B組習題中,對于速度選擇器、質譜儀、磁流體發電機等問題,就不應把重點放在布列方程及其計算解答上,而應當放在前人是怎樣把物理基本規律用于該裝置的思維啟發上,哪些是已知基本原理?每一種裝置的“創新”之處何在?其中課本特別指出“磁流體發電是一項新興技術”,這無疑給我們青年學生留下了施展創新才華的時間和空間。這表明,從現在起就培養創新能力,顯得多么重要。發掘這類題目中的創新學習素材,必將為學生日后的創造性工作打下基礎。可以肯定地說,把這些習題當作創新學習的素材來發掘,比起只當作計算題來解答,對學生創新能力的培養,不知要強多少倍。同樣,《電磁感應》一章B組習題中的延時繼電路、高頻焊接、電磁流量計等,都是教材編者精心選擇、特意安排的。對這些問題的發掘與處理,與前述磁場中習題的處理一樣,定將收到異曲同工之效。教材習題中的這種創新學習好素材,也是俯拾即是的。只要我們恰當發掘與處理,對學生能力的培養,其作用是十分明顯的。
從某種意義上講,物理教材是現代科技進步的一面鏡子,但由于客觀的原因,教材對當今高新科技成果的反映.常常會滯后一段時間,這是可以理解的。作為物理教師,我們不能消極等待教材中有了反映,才讓學生去學習。因為這樣,將使現在的在校學生——未來的建設者失去許多創新學習的寶貴機會,因此及時地、恰當地選擇一些當今高科技成果介紹給學生,作為現行教材的一種補充和延伸,是十分必要的。這類素材也需要教師留心發掘其蘊涵,用以鼓勵學生的創新熱情。由于這類素材“及時”、“現代”,與學生現實生活靠得很近,更能對“創新學習”產生強烈地推動作用,對學生創新熱情的引發,其中期、長期效果不可估量。結合教材《機械波》一章“聲波”一節的有關內容,筆者特意將重慶近期研制的享有獨立知識產權的“高強度超聲波聚焦刀”治療腫瘤的事例介紹給學生,盡管該項技術仍在不斷完善之中,但因其時間、空間與學生相當貼近,學生倍感親切,更為這一發明而鼓舞、喝采,這樣引發出的創新熱情,可以對學生終身發展產生積極的影響。而“高強度超聲波聚焦刀”的原理,學生不難從具有波動性的光的會聚、波的聚焦、能的轉化等知識中,輕松加以理解。而這一成果中反映出來的“敢為天下先”的創新熱情,才是給學生的一筆巨大精神財富。類似材料在各種科技報刊中常有介紹,把它們作為教材的必要補充,對推進創新學習的深入開展,是必不可少的。
總之,現行課本為我們提供了創新學習的寶貴素材庫,充分發掘其豐富蘊涵,對現行教材的使用也可以說是一種“創新”。這對啟動學生創新意識、激發創新精神、培養創新能力、鼓勵創新熱情都具有很大作用。本文所涉及的還只是整個現行教材體系的“冰山一角”,推廣開去,各學科、各年級都這樣做,其影響不可估量。可以說,充分發掘現行課本這一創新學習的寶貴素材庫,仍是需要我們深入探討、長期堅持下去的一項重要任務。
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