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1.1認(rèn)知沖突理論基礎(chǔ)
錯誤演示法以認(rèn)知沖突理論為基礎(chǔ),認(rèn)知沖突是指學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)新知識之間無法包容的矛盾,最早由美國心理學(xué)家費(fèi)斯汀格提出.教學(xué)中利用學(xué)生的認(rèn)知沖突,既能激起學(xué)生激烈的思維振蕩,又會催生出樂于學(xué)習(xí)的積極情感.錯誤演示法就是在教學(xué)過程中通過外界的人為因素,利用錯誤演示,來激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知矛盾,意在引起學(xué)生的有意注意,調(diào)動學(xué)生的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力,促進(jìn)學(xué)生積極、高效地優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知結(jié)構(gòu).
1.2錯誤概念轉(zhuǎn)變的理論基礎(chǔ)
除上述之外,錯誤演示法還建立在概念轉(zhuǎn)變的理論基礎(chǔ)上,了解了學(xué)生的錯誤概念是實(shí)現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變的前提.教師首先應(yīng)該在態(tài)度上關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前存在的錯誤概念,從而了解學(xué)生頭腦中存在的錯誤概念.然后提出錯誤概念,對錯誤概念進(jìn)行轉(zhuǎn)換,創(chuàng)設(shè)“沖突情境”是一種非常有效的教學(xué)方式,能有效地優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu).創(chuàng)設(shè)“沖突情境”主要針對一些學(xué)生容易產(chǎn)生錯誤概念的教學(xué)內(nèi)容展開.概念轉(zhuǎn)變教學(xué)就是一種立足于學(xué)生的已有認(rèn)識,使學(xué)生的錯誤概念向科學(xué)概念轉(zhuǎn)變的教學(xué),概念轉(zhuǎn)變教學(xué)過程就是認(rèn)知沖突的引發(fā)及其解決的過程.本文運(yùn)用錯誤演示法,就是希望利用學(xué)生的錯誤概念,創(chuàng)設(shè)沖突情境,然后進(jìn)行概念轉(zhuǎn)變教學(xué)的過程.有別于其他的教學(xué)方法,它往往是從反面作為知識點(diǎn)的切入口,對學(xué)生有較高的能力要求.所以錯誤的設(shè)計往往是只服務(wù)于課堂上重點(diǎn)、難點(diǎn)的突破,切勿任意的展開、無限制的延伸.因此,在用錯誤演示法進(jìn)行教學(xué)時,筆者是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中較為關(guān)鍵、重點(diǎn)的地方設(shè)計,而非從頭到尾都是糾正演示,希望能在關(guān)鍵知識點(diǎn)教學(xué)中提高效果.
1.3問題的提出
在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課,關(guān)于實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)的講授中,如果按照實(shí)驗(yàn)的操作步驟逐一講授,學(xué)生的錯誤概念轉(zhuǎn)化較少,認(rèn)知沖突不明顯,如果通過錯誤演示,然后糾正的方法講授,增加了學(xué)生的認(rèn)知沖突.然而這種錯誤演示的方法,相對過去的逐一按步驟講授,能否使學(xué)生對知識掌握得更明顯?能否使學(xué)生對知識掌握的情感更強(qiáng)烈?本文期望通過這兩種不同講授方式對比,得出初步的探索.
2研究對象的選定與處理
本文以華南師范大學(xué)物理與電信工程學(xué)院的大一新生作為研究對象,選取大一新生作為實(shí)驗(yàn)研究對象,是因?yàn)榇笠恍律际堑谝淮紊洗髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)課,基本排除了因上大學(xué)實(shí)驗(yàn)課后,導(dǎo)致的個體差異,從而提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度.本次實(shí)驗(yàn)研究中,隨機(jī)選取了140人作為實(shí)驗(yàn)對象,分為兩個組,每組70人.在進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究前,每組的男女比例、整體教學(xué)氛圍、任課教師等基本相同.盡最大的可能控制實(shí)驗(yàn)前的無關(guān)變量,提高實(shí)驗(yàn)的內(nèi)部效度。實(shí)驗(yàn)組在講授實(shí)驗(yàn)步驟和注意問題時,采用錯誤演示的方法教學(xué),對照組還是進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)步驟的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法.實(shí)驗(yàn)組和對照組所接受的教學(xué)內(nèi)容都是初次接觸,均為完全不知道的情況,并且在實(shí)驗(yàn)過程中沒有對任何一組的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)化處理,均為相同的實(shí)驗(yàn)操作情境.教授的內(nèi)容均為普通實(shí)驗(yàn)的“物體密度的測量”,整體教案一致,只是在其中有關(guān)物理天平的使用方面,運(yùn)用了兩種不同的教學(xué)方法.
3教學(xué)方法的實(shí)施與應(yīng)用
筆者選取的課題是大學(xué)普通物理實(shí)驗(yàn)“物體密度的測量”.在學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)前,我們常常需要簡要地介紹實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范和操作方法.本實(shí)驗(yàn)所需要用到的主要儀器是天平,首先調(diào)節(jié)好天平,才能進(jìn)行液體或固體密度的測量,天平調(diào)節(jié)的細(xì)節(jié)體現(xiàn)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度.對于剛?cè)雽W(xué)的大學(xué)生而言,中學(xué)階段大部分學(xué)生較少甚至沒有接觸過較為精密的物理天平,如何正確使用物理天平成為大學(xué)新生較為普遍的易錯點(diǎn).筆者通過兩種教學(xué)方法來講解天平的使用,將學(xué)生分為對照組和實(shí)驗(yàn)組,具體教學(xué)方法如下.對照組:筆者將物理天平放置在講臺上,按正確步驟為該組學(xué)生演示天平使用.首先,調(diào)節(jié)天平的底腳螺絲,讓水準(zhǔn)儀氣泡到中央;其次,調(diào)節(jié)游碼,使得游碼到零刻度;再次,調(diào)節(jié)物理天平的平衡螺母,讓天平的指針豎直向下;演示完畢之后,課堂繼續(xù)進(jìn)行,對有關(guān)測量密度的原理進(jìn)行講解.實(shí)驗(yàn)組:同樣,筆者將物理天平放置在講臺上,但演示步驟與對照組學(xué)生不同.首先,調(diào)節(jié)物理天平的平衡螺母,讓天平的指針豎直向下;其次,調(diào)節(jié)游碼,使得游碼到零刻度;再次,調(diào)節(jié)天平的底腳螺絲,讓水準(zhǔn)儀氣泡到中央;最后,口頭告訴學(xué)生該操作步驟有誤,正確步驟應(yīng)該是反過來的;之后,課堂繼續(xù)進(jìn)行,對有關(guān)測量密度的原理進(jìn)行講解.
4應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行實(shí)證研究
4.1實(shí)驗(yàn)組與對照組學(xué)生知識掌握的自我認(rèn)同的對比
本文通過命制問題,當(dāng)堂測試,“關(guān)于天平使用的注意方面,您覺得自己得到了收獲嗎?”設(shè)置4個不同的選項(xiàng)。利用SPSS軟件,將選項(xiàng)中的“非常同意”、“比較同意”、“不同意”、“非常不同意”4種不同程度依次設(shè)置為“4”、“3”、“2”、“1”,其中,組別1為對照組,組別2為實(shí)驗(yàn)組,錄入數(shù)據(jù)如表3.此類情況多采用秩和檢驗(yàn),即利用非參數(shù)檢驗(yàn),這里采用的是兩獨(dú)立樣本的非參數(shù)檢驗(yàn),繼續(xù)對兩個樣本進(jìn)行Mann-WhitneyU檢驗(yàn),即判別兩個獨(dú)立樣本所屬的總體均值是否相同。其中,在表4中,組1為對照組,組2為實(shí)驗(yàn)組,對照組的平均秩次為51.65,實(shí)驗(yàn)組的平均秩次為72.74,Z值為-3.789,相伴概率為0.0,明顯小于顯著水平0.05,可以認(rèn)為應(yīng)該拒絕零假設(shè),認(rèn)為兩組之間的均值存在顯著差異.這說明錯誤演示法對學(xué)生的知識情感的認(rèn)可程度產(chǎn)生了影響,兩種教學(xué)方法之間是有顯著性差異的.綜上數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論,在錯誤演示法講授天平使用時,對比傳統(tǒng)教學(xué),更能提高學(xué)生對知識掌握的自我認(rèn)同感,一定程度上提高了學(xué)生對學(xué)習(xí)的情感.
4.2實(shí)驗(yàn)組與對照組學(xué)生知識點(diǎn)掌握的對比
關(guān)于學(xué)生知識點(diǎn)掌握的情況,為了避免設(shè)置無關(guān)題目降低對該研究的可靠性,針對性地就天平使用的操作步驟這個最相關(guān)的知識點(diǎn),命制了有關(guān)操作步驟的測試題目,探索兩組學(xué)生通過兩種不同的方法教學(xué)后,對這個知識點(diǎn)的重視情況及掌握的程度,進(jìn)行了當(dāng)堂問卷測試,“在天平調(diào)節(jié)時,應(yīng)最先調(diào)節(jié)哪個呢?”同樣,利用SPSS軟件,將本題選項(xiàng)中的正確答案設(shè)置為“1”,其他3個錯誤答案均設(shè)置為“0”,其中,組別1為對照組,組別2為實(shí)驗(yàn)組,錄入數(shù)據(jù)如表6.利用非參數(shù)檢驗(yàn),這里繼續(xù)采用的是兩獨(dú)立樣本的非參數(shù)檢驗(yàn),對兩個樣本進(jìn)行Mann-WhitneyU檢驗(yàn),即判別兩個獨(dú)立樣本所屬的總體均值是否相同。同樣的,在表7中,組1為對照組,組2為實(shí)驗(yàn)組,對照組的平均秩次為55.66,實(shí)驗(yàn)組的平均秩次為67.20,Z值為-2.317,相伴概率為0.021,小于顯著水平0.05,可以認(rèn)為應(yīng)該拒絕零假設(shè),認(rèn)為兩組之間的均值存在顯著差異.綜上數(shù)據(jù),可以得出結(jié)論,在錯誤演示法講授天平使用時,對比傳統(tǒng)教學(xué),更能提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作步驟的記憶及對知識點(diǎn)的掌握,能較為有效地突出實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn),并引起學(xué)生的注意.
4.3實(shí)驗(yàn)組與對照組學(xué)生對實(shí)驗(yàn)整體印象的對比
為了能夠進(jìn)一步分析學(xué)生對實(shí)驗(yàn)整體印象的情況,筆者還設(shè)置了一道開放題,“本實(shí)驗(yàn),您覺得天平調(diào)節(jié)應(yīng)該注意哪些方面?”通過統(tǒng)計得到如表9所示結(jié)果.從表中可以明顯看出,雖然錯誤演示法的被測人數(shù)略小于傳統(tǒng)演示法,但涉及天平水平的答案卻超出傳統(tǒng)演示法,在錯誤演示法中回答天平水平的人數(shù)占59.6%,大于傳統(tǒng)演示法的36.9%,也進(jìn)一步補(bǔ)充驗(yàn)證了上述研究結(jié)果.將難點(diǎn)采用錯誤演示法教學(xué)時,學(xué)生的印象會深刻,能更好地把重點(diǎn)內(nèi)容作為重點(diǎn)來記憶.
5結(jié)論
一、利用詩詞引入物理概念,可使學(xué)生興趣盎然,氣氛活躍。
例如,在講到物體的運(yùn)動的一些概念時,可用詩詞《送瘟神》中的詩句:
“坐地日行八萬里,
巡天遙看一千河。”
由此引入運(yùn)動是絕對的概念,我們腳下的地球永不停止地在運(yùn)動。宋代詩人陳與義在一首名為《襄邑道中》的詩中寫道:
“飛花兩岸照晚紅,
百里榆堤半日風(fēng)。
臥看滿天云不動,
不知云與我俱東。”
從后兩句詩中,可引入靜止是相對的概念。在這里船與云以相同的速度運(yùn)動,以船為參照物,云是靜止的。
又如陶淵明的“白日淪西河,素月出東嶺”,李白的“孤帆遠(yuǎn)影碧空盡,惟見長江天際流”都可以引入運(yùn)動的一些概念。
這些詩詞生動、形象、有趣。這樣引入物理概念,學(xué)生聽得津津有味,課堂氣氛活躍,有事半功倍的效果。
二、利用詩詞理解物理概念,可使學(xué)生思維流暢,印象深刻。
在理解特體間的相互作用和力的分解現(xiàn)象時,分析風(fēng)箏為什么能浮在空中的原因,可將清代吳有水的《風(fēng)箏》讀給學(xué)生:
“只憑風(fēng)力健,
不假羽毛豐。
紅線凌空去,
青云有路通?!?/p>
并作受力分析,效果極好。
又如在講授光的直線傳播規(guī)律、影子的形成時,用宋代詩人蘇軾的《花影》,有助于學(xué)生的理解:
“重重迭迭上瑤臺,
幾度呼童掃不開。
剛被太陽收拾去,
又教明月送將來?!?/p>
再如,講到色散時,可用《菩薩蠻·大柏地》的詩句:
“赤橙黃綠青藍(lán)紫,
誰持彩練當(dāng)空舞。
雨后復(fù)斜陽,
關(guān)山陣陣蒼。
三、利用物理知識欣賞中國詩詞,使學(xué)生學(xué)有所用。
在學(xué)習(xí)了光的反射之后,對李白的詩“窗前明月光,疑是地上霜”中的“地上霜”三字會理解得更加深刻。
又如李白的《望廬山瀑布》:
“日照香爐生紫煙,
遙看瀑布掛前川。
飛流直下三千尺,
疑是銀河落九天?!?/p>
那氣勢磅礴的瀑布,在詩人眼中化作銀河落九天。如果沒有光學(xué)知識,對這兩句詩的理解恐怕不會太深。
再如通過學(xué)習(xí)物理,同學(xué)們知道一些時空的概念,我們再重溫李白的《早發(fā)白帝城》:
“朝辭白帝彩云間,
千里江陵一日還。
兩岸猿聲啼不住,
輕舟已過萬重山?!?/p>
這首詩說的是人和船在空間運(yùn)動。西辭白帝,東到江陵,順流而下,一瀉千里。在陣陣的猿鳴聲中,隨著輕舟所處位置的變化,但見群山萬壑,千姿百態(tài),好不令人心弛神往。朝辭白帝,暮抵江陵,這種空間運(yùn)動也不照供伴隨著“一日”的時間變遷嗎?
四、利用物理知識鑒別中國詩詞,使不徨能辯證地看待問題。
在學(xué)習(xí)了“物態(tài)變化”一章,插入張繼的膾炙人口的《楓橋夜泊》:
“月落烏碲霜滿天,
江楓漁火對愁眠。
姑蘇城外寒山寺,
有人可能認(rèn)為培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生主要靠課外小組和個別輔導(dǎo),與課堂教學(xué)關(guān)系不大,這種看法是片面的,實(shí)際上課堂教學(xué)也是至關(guān)重要的.本文著重從高中物理課堂教學(xué)這一側(cè)面來總結(jié)取得這些成果的經(jīng)驗(yàn).
我們十多年來的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可以總結(jié)成三句話:追根尋源真一點(diǎn),實(shí)驗(yàn)研究多一點(diǎn),能力要求高一點(diǎn),簡稱“三點(diǎn)”教學(xué)法,因此我們稱自己的教材為“三點(diǎn)”法教材.
我們的“三點(diǎn)”法教學(xué)完全是根據(jù)國家教委頒布的高中物理教學(xué)大綱編寫的.因?yàn)槲覀兠鎸Φ氖侨鄬W(xué)生,不可能而且也不應(yīng)該把課堂教學(xué)變成物理競賽輔導(dǎo),我們確確實(shí)實(shí)通過課堂教學(xué)明顯提高了學(xué)生的素質(zhì)和能力,為學(xué)生在高考和物理競賽中取得優(yōu)異成績打下了扎實(shí)的基礎(chǔ).
一、追根尋源真一點(diǎn)
一個學(xué)生學(xué)習(xí)物理,首先接觸到的就是物理定律.因此,怎樣搞好物理定律教學(xué),必然是每個物理教師首先要考慮的問題.
在進(jìn)行某一物理定律教學(xué)時,我們有意識補(bǔ)充了大量的與這一定律的建立過程有關(guān)的內(nèi)容,這就是所謂的“溯源”教學(xué).任何一個重要物理定律的建立,都有一個艱辛而漫長的過程.探索定律的工作只所以能成功,這個定律最后只所以能夠確立起來,其中一定有很多科學(xué)的研究方法和正確的推理思維方式,這些內(nèi)容毫無疑問是屬于物理學(xué)科中最重要的東西,是人類一筆寶貴的知識財富,也是我們物理教學(xué)的寶貴財富.
在講授牛頓萬有引力定律時,我們從第谷對行星進(jìn)行幾十年的觀測積累的大量第一手資料講起,然后是開普勒在擁有這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過大量計算總結(jié)出描寫天體運(yùn)動的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律(開普勒三定律),最后才是牛頓用定量的動力學(xué)原理對這些規(guī)律予以解釋,終于發(fā)現(xiàn)了對天上、地上的物體具有普遍意義的萬有引力定律.在學(xué)習(xí)牛頓萬有引力定律的過程中,我們還著重向?qū)W生介紹了“歸納法”、“理想化”和“間接驗(yàn)證”三種科學(xué)研究的重要方法.
在學(xué)習(xí)庫侖定律的過程中,我們糾正了學(xué)生由于大多數(shù)教科書敘述籠統(tǒng)而形成的錯誤觀念,使他們明白:1.庫侖當(dāng)年只用扭秤做了兩個同種電荷互相排斥的實(shí)驗(yàn),而未做兩個異種電荷互相吸引的實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵诤笠粚?shí)驗(yàn)中的平衡有可能是不穩(wěn)定的.庫侖是用電擺來完成后一實(shí)驗(yàn)的;2.無論是扭秤還是電擺,精確度都是很有限的,根本無法確定兩電荷之間的作用力與距離的平方成反比,更不是和距離的1.98次方或2.02次方成反比.當(dāng)年的庫侖(實(shí)際上還有更早的卡文迪許),以及后來的麥克斯韋、普林普頓等人都是用另一種實(shí)驗(yàn)方法將指數(shù)的精度逐漸提高,直至今天的2±3×10-16,終于使庫侖定律成為當(dāng)今物理學(xué)中最精確的定律之一.結(jié)合庫侖定律的建立過程,我們還向?qū)W生介紹了“類比”和“演繹驗(yàn)證”的方法.
在學(xué)習(xí)歐姆定律的過程中,學(xué)生一開始都以為研究通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系是不困難的,只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可.可是我告訴他們,在歐姆那個年代,非但沒有電流表、電壓表等儀器,連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒有,歐姆所面臨的困難之大是可想而知的.他到底是怎樣得到這個電學(xué)中最重要的定律的呢?學(xué)生頓時產(chǎn)生了濃厚的興趣.在學(xué)習(xí)歐姆定律誕生過程的同時,我們還結(jié)合歐姆的實(shí)踐,介紹了用圖線探究新規(guī)律的方法.
此外,我們還結(jié)合牛頓運(yùn)動定律介紹了“理想實(shí)驗(yàn)”、“推理”、“實(shí)驗(yàn)研究”等方法,結(jié)合氣體定律介紹了“分析法”,結(jié)合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律介紹了“綜合法”.使學(xué)生比較系統(tǒng)地掌握了一些重要的科學(xué)研究方法.有的同學(xué)深有體會地說:物理定律是寶貴的,但研究物理定律的科學(xué)方法更寶貴.誰掌握了這些方法,誰就能不斷地去探索大自然層出不窮的奧秘.
在物理定律的教學(xué)中,我們在課堂上經(jīng)常采用設(shè)問的方法,不是直接告訴學(xué)生某個定律是怎樣建立起來的,而是不斷地提出問題讓學(xué)生去思考,擺出困難讓學(xué)生去克服,提出任務(wù)讓學(xué)生去完成,制定目標(biāo)讓學(xué)生去實(shí)現(xiàn).這樣可以有效地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維和解決問題的能力.
我們要求學(xué)生在課外進(jìn)行大量自學(xué).早在公元前4世紀(jì),古希臘蘇格拉底明確強(qiáng)調(diào)過:“好的、正確的教學(xué)不是傳遞,而是對學(xué)生的自學(xué)輔導(dǎo)”.我一貫強(qiáng)調(diào)學(xué)生要學(xué)會自學(xué)、討論、研究.我教的優(yōu)秀學(xué)生,學(xué)得的物理知識,最多只有一半是在課堂上聽我講的,其它一概由他們自學(xué).到一定階段,我開始指定幾個學(xué)得比較好的學(xué)生輪流給其他學(xué)生上課.每次課分兩部分,前半部分由主講同學(xué)講,后半部分由全體同學(xué)提問、討論.像王泰然和任宇翔在高二階段就給其他同學(xué)作過二十幾次講座,楊亮、謝小林、陳匯鋼等同學(xué)也不例外.
我們這種自學(xué)討論式教學(xué)還延續(xù)到學(xué)生畢業(yè)以后.獲金牌或?qū)W有所成的學(xué)生進(jìn)了大學(xué)甚至出國留學(xué)后,有機(jī)會還回來給小同學(xué)談自己的體會.例如1994年暑假任宇翔從美國回國探親一個月,來學(xué)校給95、96屆學(xué)生講了10次課.他向小學(xué)友介紹物理學(xué)中一些新進(jìn)展、中美物理教學(xué)中的差異以及他們當(dāng)年學(xué)習(xí)過程中曾激烈爭論過的問題,使聽課的學(xué)生大受裨益.1996年暑假,謝小林和陳匯鋼兩位金牌獲得者又為97、98屆同學(xué)講了十多天課.他們既講物理知識,又講國家集訓(xùn)隊(duì)隊(duì)員奮發(fā)學(xué)習(xí)的感人事跡,使小同學(xué)們大開眼界.
這樣的訓(xùn)練方法也得到了權(quán)威人士的肯定.1992年10月,在上海召開的全國物理特級教師會議上,原中國物理學(xué)會副理事長、現(xiàn)全國中學(xué)物理競賽委員會主任、北京大學(xué)沈克琦教授在他的題為“國際物理奧林匹克競賽與中學(xué)物理教學(xué)”的報告中說:“我聽到兩名得金牌的上海學(xué)生講他們的老師如何培養(yǎng)他們的情況,我認(rèn)為這個經(jīng)驗(yàn)倒很值得推廣.他們說他們的老師不是采取灌輸?shù)霓k法,而是啟發(fā)引導(dǎo),要求他們給同學(xué)講課,這對他們搞清概念原理和科學(xué)地進(jìn)行表達(dá)都非常有幫助.我想這可能是提高優(yōu)秀學(xué)生能力的有效方法之一.”
那么自學(xué)為什么會對提高學(xué)生的能力起這么大的作用呢?從心理學(xué)角度來看,自學(xué)與聽課可能有以下兩點(diǎn)不同:
(1)人類的思維活動表現(xiàn)為分析、綜合、比較、抽象、概括等過程.一個學(xué)生在自學(xué)某一個新的物理內(nèi)容時,少不了理解、思考、建立正確的物理模型等工作,這里面充滿了分析、綜合、比較等過程.因此相對聽課而言,自學(xué)對學(xué)生的思維活動提出了更高的要求,從而使他們得到更大的鍛煉.
(2)人們的注意可分為無意注意、有意注意和有意后注意三種.事先沒有預(yù)定的目標(biāo),也不需要作意志努力的注意叫做無意注意;有預(yù)定的目標(biāo),在必要時還需作一定的意志努力的注意叫做有意注意.一個學(xué)生在自學(xué)的時候,他的目的一定是十分明確的,而且需要一定的意志努力(否則難以堅持),因此學(xué)生在自學(xué)時,可保證在絕大多時間內(nèi)都處于有意注意的狀態(tài),這一點(diǎn)對提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)能力都是很有好處的.有的學(xué)生在自學(xué)中往往會十分投入,進(jìn)入一種旁若無人的境地,而相對來說,這種情況在聽課時就比較少.一個學(xué)生堅持自學(xué)一段時間之后,便能漸漸地從有意注意轉(zhuǎn)化到有意后注意,即不需要意志努力也能夠?qū)⒆约旱淖⒁饬﹂L期保持在這項(xiàng)工作上.有意后注意是一種高級類型的注意,它既有明確的目的,又不需要用意志努力來維持,是人類從事創(chuàng)造性活動的必需條件.學(xué)生一旦進(jìn)入這種狀態(tài),他們的物理學(xué)習(xí)效率就會大大提高,學(xué)習(xí)成績就會有明顯進(jìn)步.
二、實(shí)驗(yàn)研究多一點(diǎn)
物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理學(xué)中的每一個概念、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和確立主要依賴于實(shí)驗(yàn).因此,在高中物理教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方面的訓(xùn)練,無疑是提高物理教學(xué)質(zhì)量的一條必由之路.
目前中學(xué)物理教學(xué)大綱中安排了相對數(shù)量的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn),不難發(fā)現(xiàn),這些實(shí)驗(yàn)存在著某些不足,主要表現(xiàn)在下面幾個方面:
第一,教材中幾乎所有實(shí)驗(yàn)是為配合所學(xué)內(nèi)容而安排的,目的是幫助學(xué)生加深對所學(xué)內(nèi)容的理解,因此學(xué)生不易通過這些實(shí)驗(yàn)掌握一些重要的實(shí)驗(yàn)方法.
第二,課本中每個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟都講得十分清楚,學(xué)生只需按部就班地完成實(shí)驗(yàn)操作即可.這樣的實(shí)驗(yàn)只能增加學(xué)生的感性認(rèn)識,鍛煉學(xué)生的動手操作能力,而對學(xué)生創(chuàng)造性思維的訓(xùn)練是不夠的,也無法培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力.
第三,目前課本中的實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),學(xué)生只要學(xué)懂了書上的定律,一般都能輕而易舉地完成實(shí)驗(yàn).這種安排違反了教育應(yīng)該走在學(xué)生智力發(fā)展前面的原則,對培養(yǎng)學(xué)生的能力是不利的.
針對以上不足,我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)為發(fā)展學(xué)生的智力,提高學(xué)生的素質(zhì)服務(wù).在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革方面,我們主要采取了以下三條措施:
(1)增加實(shí)驗(yàn)數(shù)量.
不論是在課堂演示實(shí)驗(yàn),還是在學(xué)生實(shí)驗(yàn)或小實(shí)驗(yàn)方面,平均增加了60%的實(shí)驗(yàn).其中有一部分新實(shí)驗(yàn),學(xué)校沒有現(xiàn)成的儀器,安排學(xué)生自己制作,對學(xué)生有較高的要求.
(2)重視實(shí)驗(yàn)誤差討論.
物理實(shí)驗(yàn)離不開測量,測量是實(shí)驗(yàn)科學(xué)最本質(zhì)的東西.從某種意義上講,結(jié)果準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)就是成功的實(shí)驗(yàn),反之就是不成功的實(shí)驗(yàn).因此在培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生的過程中,應(yīng)該讓他們掌握一些必要的實(shí)驗(yàn)誤差的基本知識.在設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案時,要求學(xué)生們盡量消除實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差;在選擇實(shí)驗(yàn)器材時要考慮它的精確程度;在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時,要采用盡量科學(xué)的方法.
(3)加強(qiáng)重要實(shí)驗(yàn)方法教學(xué).
在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中有一些重要的方法,比如減小實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的方法、減小實(shí)驗(yàn)偶然誤差的方法、實(shí)驗(yàn)探究規(guī)律的方法、迂回測量的方法等,這些方法不是在個別實(shí)驗(yàn)中,而是在許多實(shí)驗(yàn)中都有應(yīng)用,因此具有一定的普遍意義,這些方法一定要讓學(xué)生很好地掌握.在必要時,我們甚至根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法來安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,集中安排幾個某種方法體現(xiàn)比較典型的實(shí)驗(yàn),這樣便于學(xué)生深刻領(lǐng)會和熟練掌握某一種實(shí)驗(yàn)方法.
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革方面,我們做了以下嘗試:
(1)在課堂上創(chuàng)設(shè)一些實(shí)驗(yàn)問題讓學(xué)生研究.
在高中階段,每周至少有4節(jié)物理課,充分利用物理課中碰到的各種各樣問題,可設(shè)計一些供學(xué)生討論的實(shí)驗(yàn)題目,并引導(dǎo)他們一步一步地探索、解決.
我在講功率一節(jié)時,設(shè)計了這樣一個實(shí)驗(yàn)題目:要求測定一個人騎自行車的功率.在自行車由靜止啟動的過程中,人做的功除了增加人和車的動能之外,還要克服空氣阻力和地面的摩擦力,其中哪些因素是主要的,哪些因素是次要的?學(xué)生根據(jù)自己騎自行車的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為空氣阻力是很明顯的,不能忽略,而地面和車輪之間的滾動摩擦一般比較小,可以忽略.接下來的問題是怎樣測量人克服空氣阻力做的功?學(xué)生都有這樣的體會:頂風(fēng)騎車時,騎得越快風(fēng)的阻力越大,因此可以設(shè)風(fēng)的阻力和車的速度成正比.車的速度怎樣測?風(fēng)的阻力和車速成正比的比例因數(shù)是多少?問題一個接著一個地出現(xiàn),被大家一個又一個地解決,終于找到了一個大家都比較滿意的實(shí)驗(yàn)方案.接著全班同學(xué)興高采烈地到操場上去做實(shí)驗(yàn),最后再回到教室里,師生一起處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出圖象,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果.在整個實(shí)驗(yàn)過程中,除了實(shí)驗(yàn)題目是由老師提出的外,實(shí)驗(yàn)方案和解決問題的途徑都是由學(xué)生討論研究出來的,因此他們都覺得很有意思,收獲很大.
(2)對課本中一些重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究.
物理課本中有大量現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn),有時可以對這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些討論和改進(jìn).
在做直流電路的實(shí)驗(yàn)時,我們讓學(xué)生對伏安法測量導(dǎo)體的電阻這個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入的研究.用簡單的伏安法電路,不論是采用電流表內(nèi)接還是電流表外接,都有系統(tǒng)誤差.結(jié)合這個問題,我給學(xué)生介紹了補(bǔ)償?shù)乃枷?,然后由學(xué)生自己設(shè)計了電流補(bǔ)償和電壓補(bǔ)償兩種線路.補(bǔ)償法解決了由于實(shí)驗(yàn)電路不完善帶來的系統(tǒng)誤差,但這個矛盾解決了,電流表和電壓表不夠準(zhǔn)確的問題上升為主要矛盾.怎么辦?經(jīng)過進(jìn)一步研究改進(jìn),大家認(rèn)為可以用準(zhǔn)確度高得多的電阻箱來取代電壓表和電流表,再輔以靈敏度很高的電流表,便可以明顯提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度,這就是常用的惠斯通電橋.接下來學(xué)生分別用簡單伏安法、補(bǔ)償伏安法和惠斯通電橋測量了同一個標(biāo)準(zhǔn)電阻,比較測量結(jié)果,可以證實(shí)先前的想法.在歷史上,從伏安法到惠斯通電橋是有一個很長的過程的,而在我們這堂實(shí)驗(yàn)課中,學(xué)生經(jīng)歷了這么一個碰到問題、分析問題、解決問題的完整過程.這樣的實(shí)驗(yàn)課對增強(qiáng)學(xué)生的能力是很有幫助的.
(1)和(2)實(shí)際上都是不斷地給學(xué)生提出新的目標(biāo),誘導(dǎo)他們提高實(shí)驗(yàn)水平,我們有時稱之為“目的誘導(dǎo)法”.
(3)給特優(yōu)學(xué)生安排一些特殊實(shí)驗(yàn).
我校有一批進(jìn)口物理儀器,性能比較好,涉及的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容面也比較廣.這批儀器的說明書是英文或日文的,我指定一名學(xué)生準(zhǔn)備某一個實(shí)驗(yàn),要求他先翻譯好說明書,準(zhǔn)備好器材,然后帶領(lǐng)其他同學(xué)做實(shí)驗(yàn).這個主講的學(xué)生還要準(zhǔn)備好一些討論題,在實(shí)驗(yàn)后供同學(xué)們討論.學(xué)生對這樣的實(shí)驗(yàn)非常感興趣.此類實(shí)驗(yàn)雖然有時和高考、競賽沒有直接的關(guān)系,但是這種帶有研究性的實(shí)驗(yàn)對優(yōu)秀學(xué)生很有好處.
三、能力要求高一點(diǎn)
物理習(xí)題教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分.不論是教師還是學(xué)生,都在解習(xí)題上花費(fèi)了大量的時間,因此,習(xí)題教學(xué)的改革是一個很重要的問題.
就本質(zhì)來說,物理習(xí)題是人們編制的一些假想物理場景.毫無疑問,物理學(xué)家是不會去做物理習(xí)題的,而他們是在研究那些真實(shí)的、尚未發(fā)現(xiàn)的物理規(guī)律.同樣,發(fā)明家也是不會去做物理習(xí)題的,他們是在力圖應(yīng)用已有的物理規(guī)律去解決一系列實(shí)際問題,那么我們?yōu)槭裁匆寣W(xué)生做那么多人為假想的物理習(xí)題?目的無非是要培養(yǎng)學(xué)生的理解、分析、推理等能力.所以物理習(xí)題教學(xué)應(yīng)該圍繞這個目標(biāo)來進(jìn)行.
我們常用以下兩種方法來進(jìn)行習(xí)題教學(xué):
(1)按照解題方法組織習(xí)題教學(xué)
一般的習(xí)題都是按力、熱、電、光的順序來講授的,但我們比較傾向于按照解題方法來講解物理習(xí)題.例如理想化法、整體法和隔離法、等效替代法、小量分析法、疊加法、對稱法、圖象法等,這樣比較有利于學(xué)生掌握一些重要的解題方法.到學(xué)習(xí)的某一階段,集中將一批用解決方法相同的習(xí)題安排給學(xué)生練習(xí),使他們由不會用到會用這種方法.在以后的學(xué)習(xí)中,每隔一定階段讓這種方法再出現(xiàn)一次,以加深這種解題方法在大腦中的印象,達(dá)到牢固掌握,應(yīng)用自如的目的.
三段式半開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系在“基礎(chǔ)、提高、拓展”教學(xué)階段采用不同的教學(xué)方式,循序漸進(jìn),使得學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí),教師由自主授課轉(zhuǎn)為輔助咨詢,整個過程實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)以學(xué)生為主,教師為輔的狀態(tài)?;A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)階段,采用固定教師,小班化啟發(fā)教學(xué)模式。授課時,教師結(jié)合板書、課件,面面俱到,講清楚每個實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵和細(xì)節(jié);實(shí)驗(yàn)時,關(guān)注每個學(xué)生的操作狀況,指導(dǎo)到人,使得每個學(xué)生都感受到教師對其關(guān)注,保證每個學(xué)生能掌握基本工具和方法的運(yùn)用,務(wù)求避免有個別學(xué)生只看不動手的狀況,啟發(fā)學(xué)生自己動腦,逐步培養(yǎng)學(xué)生的信心。經(jīng)過第一階段后,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)將不再有膽怯心理,信心和自覺性得到明顯增強(qiáng)。提高性實(shí)驗(yàn)階段,采用固定教師,小班化教學(xué)模式。授課時,教師點(diǎn)到即止,逐步減少實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的講解;實(shí)驗(yàn)時,視學(xué)生狀況不同,給予適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和提示,使得學(xué)生理解理論跟實(shí)踐的差異,碰到問題能獨(dú)立思考,解決實(shí)際問題,能在以自己為主的狀況下,順利完成實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過第二階段后,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出較大主動性,實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)和質(zhì)量明顯提高。拓展性實(shí)驗(yàn)階段,采用無教師授課,學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)的半開放模式。整個第三階段開放實(shí)驗(yàn)達(dá)25-30項(xiàng),由所有教師分塊管理,指導(dǎo)教師的角色轉(zhuǎn)換為實(shí)驗(yàn)管理員。網(wǎng)上公布所有第三階段實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及課件,學(xué)生根據(jù)自己的興趣和專業(yè),自由選擇,在規(guī)定時間內(nèi)到實(shí)驗(yàn)室,按黑板上書寫的提示,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn),所得數(shù)據(jù)由管理教師審閱、簽字確認(rèn)。整個過程只有當(dāng)學(xué)生碰到無法解決的狀況時,才會找管理教師咨詢和幫助。該階段所開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)設(shè)備均遠(yuǎn)超前兩個階段。
二、創(chuàng)新特點(diǎn)
近年來,隨著國家對教育的日益重視,各高校實(shí)驗(yàn)室都增大了投入,特別是硬件方面;而《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程》作為一個常規(guī)的基礎(chǔ)公共課程,一般采用“大鍋飯”教學(xué)模式,即固定10-15個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,按順序授課。因此,一個矛盾日益突出———實(shí)驗(yàn)設(shè)備越來越多,而使用率卻越來越低。針對這種情況,三段式半開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系具有以下三個突出特點(diǎn):1.將原來的“大鍋飯”教學(xué)模式,分成“三段”,使得教學(xué)模塊化、層次化,循序漸進(jìn)的教學(xué)模式更利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)信心和學(xué)習(xí)興趣。2.“半開放”的第三階段,使得學(xué)生的知識面大為拓寬。第三階段的“半開放”使得整個課程所開放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)35項(xiàng)以上,包括許多曾獲諾貝爾物理學(xué)獎的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),引發(fā)學(xué)生的巨大興趣,使得部分優(yōu)秀的學(xué)生敢于參與到科學(xué)研究中來。3.基于半開放的模式,使得實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的使用率大大提高。自從采用三段式半開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系后,浙江大學(xué)城市學(xué)院大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室歷年的實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用率均接近90%。
三、效果評價
在歐洲大陸日德蘭半島的北部,有所鮮為人知然而生機(jī)蓬勃的新型大學(xué):建于1974年的奧爾堡大學(xué)。“走新路”(ADNYEVEJE)三個大字赫然刻在奧爾堡大學(xué)的徽標(biāo)上,表明該校要在教學(xué)的改革與創(chuàng)新上走出一條新路的志向。奧爾堡大學(xué)的創(chuàng)新,在于它承認(rèn)大學(xué)是社會成員中一個重要的文化機(jī)構(gòu),承認(rèn)知識的進(jìn)步必須跨越森嚴(yán)的學(xué)科壁壘而面向現(xiàn)實(shí),從而創(chuàng)造了“以問題為中心”(problem—centred)、“由課題來組織”(project—organized)的“做學(xué)問”(study)的新模式。
一、系科設(shè)置和學(xué)位
表面上看,奧爾堡大學(xué)的院系設(shè)置與傳統(tǒng)別無二樣。它有三個學(xué)院:人文學(xué)院(FacultyoftheHumanities)、社科學(xué)院(FacultyoftheSocialSciences)和科技學(xué)院(FacultyofTechnologyandScience)。人文學(xué)院設(shè)有3個系:音樂和音樂療法系、交流系、語言和跨文化研究系。社科學(xué)院有2個系:社會研究和組織系,經(jīng)濟(jì)、政治和公共行政系??萍紝W(xué)院有8個系:發(fā)展和規(guī)劃系、生產(chǎn)系、土木工程系、建筑技術(shù)和結(jié)構(gòu)工程系、物理系、電子系統(tǒng)系(含通訊技術(shù)、醫(yī)學(xué)信息和圖像分析、數(shù)學(xué)和計算機(jī)科學(xué)、控制工程四個系)、能量技術(shù)系、機(jī)械工程系。
各系具有研究、開發(fā)、教學(xué)以及行政和服務(wù)的功能。這個順序的功能配置,體現(xiàn)了它的“Institut”(英譯為“department”,漢譯為“系”)的本質(zhì)。從教學(xué)方面講,全校13個系提供大量單學(xué)科或跨學(xué)科的研修計劃,因?qū)W科不同,分別授與2.5—3.5年的主修學(xué)士學(xué)位,以及4—5年的主修碩士學(xué)位或?qū)I(yè)證書。為獲得同名學(xué)位,工科年限最長,文科最短,而社科界于其間。多數(shù)院系還為碩士學(xué)位設(shè)有副修計劃。
每個學(xué)年分為兩學(xué)期。每個學(xué)期20周,前18周用于教學(xué)活動,后2周用于學(xué)業(yè)評價。每周研修5天,上下午共10個教學(xué)單位時間。每個教學(xué)單位時間為3個半小時,用于講授、實(shí)驗(yàn)和課題研修工作。大學(xué)的第一學(xué)年為按學(xué)院劃分的基礎(chǔ)教育年,要求學(xué)生學(xué)習(xí)寬廣的理論和方法,學(xué)會協(xié)作共事,發(fā)展問題求解能力。由于丹麥的普通教育實(shí)行13年制,因而,學(xué)生在第一學(xué)年就開始涉足人文、社科或工程的廣泛領(lǐng)域。從第二年起(人文學(xué)院從第一年的第二學(xué)期起),學(xué)生分別進(jìn)入較寬的分支領(lǐng)域。以科技學(xué)院為例,學(xué)生可在土木工程、建筑技術(shù)、機(jī)械工程、信息技術(shù)、能量技術(shù)、大地測量學(xué)、地藉科學(xué)和規(guī)劃、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)和物理等七個分支領(lǐng)域作出選擇,繼續(xù)其后兩年的學(xué)業(yè)。第四學(xué)年則進(jìn)入專門化,學(xué)士和碩士學(xué)位分別要求半年和兩年的專門化。詳見下圖。工學(xué)碩士研修計劃現(xiàn)有13種:規(guī)劃、環(huán)境工程、結(jié)構(gòu)工程、室內(nèi)環(huán)境工程、機(jī)床設(shè)計、能量技術(shù)、漁業(yè)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)與管理、光學(xué)工程、通訊技術(shù)、控制工程、醫(yī)學(xué)信息與圖像分析、計算機(jī)工程。
二、教學(xué)模式的創(chuàng)新
奧爾堡大學(xué)自組建之日起,就立志改革創(chuàng)新,致力于突破以講授為主、按學(xué)科組織教學(xué)的封閉式教學(xué)體系,確立教學(xué)、研究和實(shí)踐(應(yīng)用)三者的辨證關(guān)系,大膽提出并實(shí)施以問題為中心、按課題組織教學(xué)的開放式教學(xué)體系。新模式力圖實(shí)現(xiàn)四個教學(xué)改革目標(biāo):①減少由中途輟學(xué)、延長學(xué)習(xí)年限、課程安排不當(dāng)所造成的教育資源浪費(fèi);②增強(qiáng)學(xué)生的自信心、靈活性和創(chuàng)造性,改善學(xué)生的交流技能和共事能力;③訓(xùn)練學(xué)生在同時考慮社會、經(jīng)濟(jì)、政治和技術(shù)因素下,全面解決復(fù)雜問題;④培訓(xùn)教師,使其不僅能講課,還會提出問題和解決問題。
這種新型教學(xué)體系的創(chuàng)新特色,集中體現(xiàn)在縱向上以課題工作貫穿于大學(xué)教學(xué)全過程,橫向上由課題工作來貫通各門課程的學(xué)習(xí),從而真正做到了按課題組織教學(xué)。在校3.5或5年中,本科生須參加6—7個課題工作,碩士生須參加10個課題工作。每個課題各持續(xù)一學(xué)期。在總學(xué)時中,學(xué)生花在課題上的時間約占50%,花在與課題有關(guān)的課程上的時間約占20—30%,而花在學(xué)術(shù)科目和選修課上的時間則占20—25%。也就是說,在校2/3以上的時間花在課題工作及其相關(guān)背景課程上。每個學(xué)期學(xué)生學(xué)習(xí)哪些課程,先學(xué)什么后學(xué)什么,主要取決于他們所選課題的需要,而不是取決于學(xué)科的自身體系結(jié)構(gòu)。
為使按課題組織教學(xué)活而不亂,該校開發(fā)出一系列獨(dú)特有效的教學(xué)程序和管理辦法。每學(xué)期開學(xué)前,一個由教師和學(xué)生組成的計劃小組負(fù)責(zé)確定本學(xué)期的主題。這里的“主題”(theme)指的是一個由若干涉及到技術(shù)內(nèi)容和社會因素的相關(guān)問題所構(gòu)成的綜合體。它可能是一種帶來經(jīng)濟(jì)效益和就業(yè)問題的技術(shù)變革,例如某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化;也可能是一個帶有經(jīng)濟(jì)、政治或社會性質(zhì)的大問題,例如能源危機(jī)、欠發(fā)達(dá)國家的供水問題。在一個主題下,再細(xì)分出許多個相關(guān)的小問題(problem)。這些問題往往不是用以驗(yàn)證理論的練習(xí)題,而是一時找不到滿意答案甚至根本沒有答案的實(shí)際問題,有些則是教師的研究項(xiàng)目的子課題。學(xué)生從中可選擇一個問題作為學(xué)期課題(project)。一旦某個學(xué)期的主題確定下來以后,它就是該學(xué)期所有教學(xué)活動的共同核心。除了闡釋主題外,計劃小組還要據(jù)此安排課程、確定必修課,以及與主題有關(guān)的輔助活動計劃。所有這些都是為了加深學(xué)生對主題及其問題的性質(zhì)和范圍的理解,為學(xué)生選擇課題和完成課題打好基礎(chǔ)。如下圖所示:
在主題這個綜合體內(nèi),學(xué)生自由選擇感興趣的問題。選擇了相同或相關(guān)的問題的學(xué)生經(jīng)過一二周的交往,彼此認(rèn)識,形成課題小組。在科技學(xué)院,每個年級依此方法在每個學(xué)期初先形成有50—100名學(xué)生的大組。每個大組是一個教學(xué)管理單位,負(fù)責(zé)安排人員和分配用房。大組下分若干個有6—8名學(xué)生的課題小組,每組配備兩名教師(導(dǎo)師和副導(dǎo)師)和一間小組工作室。小組成員的課程表大致相同。不上課時,他們便聚在工作室一起搞課題,因而,小組工作室成了學(xué)生的“第二課堂”。如果計劃小組安排的課程沒有滿足某個小組的特殊需要,那么,該課題小組可以要求增設(shè)特定課程。
從主題的內(nèi)容上說,主題的確定由簡到繁,由淺入深?;A(chǔ)教育年的主題一般是比較寬泛、簡單的。隨后各個學(xué)期的主題則是針對特定分支的,必須符合該分支的專業(yè)目標(biāo)。由于每個課題小組自選課題,在學(xué)期末他們在專業(yè)上的收獲往往互不相同,但也絕非迥然不同。其中主題發(fā)揮了調(diào)控作用,使得自選或?qū)iT化局限于可接受的范圍之內(nèi)。
針對課題中心式的教學(xué)組織特點(diǎn),課程安排也作了相應(yīng)調(diào)整。開設(shè)的課程大多短小精悍,一門課程一般安排6周(即一個單元),每周上課一個單位時間。但數(shù)學(xué)、物理等課程可能每周上課兩個教學(xué)單位時間。在每學(xué)期的第一二個單元,每單元學(xué)生須選修4—8門課程,第三個單元則選修1—3門課程,因?yàn)閷W(xué)生在該單元要把精力集中在課題工作上。因此,學(xué)生每學(xué)期要選修12—16門課程,其中大多數(shù)是針對課題的。周二下午學(xué)校不安排上課,以保證導(dǎo)師和課題小組每周至少接觸一次。
由于課題工作及與課題有關(guān)的課程學(xué)習(xí)占到學(xué)生每學(xué)期75—80%的時間,因而,課題評價是整個教學(xué)評價的重心。每個課題設(shè)有一個課題評價委員會,導(dǎo)師和副導(dǎo)師是其當(dāng)然成員。第二、第五及最后一個學(xué)期的課題評價還邀請校外專家參加。課題小組必須在評價前兩周完成課題報告,打印成冊并呈送每位評價人員。課題報告正文一般有75—150頁,圖表、附錄和參考文獻(xiàn)也有50—100頁。課題評價大約需要4—6個小時。前一個小時由課題小組宣讀報告,稍事休息后,評價人員就課題的細(xì)節(jié)及與課題有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容向課題小組提問。問題多半集中在課題小組為何這樣做或?yàn)楹尾荒菢幼?,要求對假設(shè)和運(yùn)算結(jié)果作出解釋。最后評定報告質(zhì)量,除畢業(yè)設(shè)計分?jǐn)?shù)評等外,其它的課題作業(yè)只有及格與不及格兩級。當(dāng)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計不及格時,學(xué)校將向他說明具體原因,并允許他再過一段時間(通常是1—3個月)重新進(jìn)行答辯。在每屆學(xué)生中,將近有25%的學(xué)生第一次畢業(yè)設(shè)計答辯沒有通過。
在開放式教學(xué)體系中,教師的地位和作用發(fā)生了變化,教師的職責(zé)也需作相應(yīng)的調(diào)整。除講課這一常規(guī)任務(wù)外,教師還要承擔(dān)新的職責(zé)。例如,和學(xué)生一道確定主題,并為實(shí)施以主題為核心的教學(xué)計劃作準(zhǔn)備;每學(xué)期指導(dǎo)2—3個課題小組,幫助他們安排工作,評點(diǎn)他們的設(shè)想,監(jiān)督工作進(jìn)展,審閱課題報告,撰寫評語及主持課題答辯。如果導(dǎo)師對小組的課題感到生疏,他還得與課題小組一起討論研究,必要時導(dǎo)師需幫助處理課題小組內(nèi)的人際關(guān)系問題,如此等等。
三、簡評
奧爾堡大學(xué)的教學(xué)改革與創(chuàng)新,是從突破封閉式教學(xué)體系、革除傳統(tǒng)教學(xué)弊端入手的。傳統(tǒng)大學(xué)教學(xué)以學(xué)科為中心,實(shí)行分科教學(xué)。各學(xué)科有其邏輯和順序,反映在大學(xué)課程設(shè)置上,是基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課。那些被認(rèn)為對某一專業(yè)必不可少的教學(xué)科目及其知識,通過教科書和講授傳遞給學(xué)生。同時,通過證實(shí)這些知識的練習(xí),學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識,最終學(xué)生掌握某些領(lǐng)域的知識和對已知問題的標(biāo)準(zhǔn)化解法。顯然,這種教學(xué)存在兩個問題:一是學(xué)術(shù)研究和專業(yè)實(shí)踐幾乎被排斥在外,不成系統(tǒng)的知識、實(shí)際問題很難進(jìn)入課堂,學(xué)生所學(xué)的只是確定的、系統(tǒng)化的甚至是陳舊過時的知識;二是分科課程把科學(xué)的完整性和有機(jī)性割裂了,而實(shí)際問題往往涉及多門學(xué)科,反映學(xué)科間的聯(lián)系,難怪學(xué)了條條塊塊知識的畢業(yè)生面對實(shí)際問題無從下手。在一個穩(wěn)定少變的社會中,這種傳統(tǒng)教學(xué)也許無可厚非,但在當(dāng)今學(xué)科交叉滲透、新技術(shù)層出不窮的情形下,倘若還固守傳統(tǒng),難免不合時宜。奧爾堡大學(xué)通過改革與創(chuàng)新,走出了一條新路。
實(shí)踐表明,開放式教學(xué)體系是全面實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的成功之路。通過以問題為中心、由課題來組織的教學(xué),學(xué)生學(xué)會了用批判性、建設(shè)性的方式討論觀點(diǎn)與建議,并學(xué)會了如何運(yùn)用不斷掌握的技能和知識,而不是復(fù)述教科書內(nèi)容。1988年奧爾堡大學(xué)對畢業(yè)生的一次調(diào)查表明,開放式教學(xué)減少了教育浪費(fèi),提高了教育投資效益。該校有80%以上的學(xué)生畢業(yè)(丹麥技術(shù)大學(xué)只有60%的學(xué)生畢業(yè)),其中大多數(shù)學(xué)生按時畢業(yè)(丹麥技術(shù)大學(xué)很多學(xué)生必須延長1—2年才能畢業(yè))。同時,教學(xué)質(zhì)量有了明顯的提高。科技學(xué)院80%以上的畢業(yè)生認(rèn)為,他們離校時對專業(yè)作了好的或很好的準(zhǔn)備。土木、建筑、工業(yè)、信息、能源等分支的畢業(yè)生認(rèn)為半年內(nèi)即能勝任第一種工作的,分別為65%、80%、93%、87%和86%。畢業(yè)生認(rèn)為在工作中用到的知識主要來自于課程、課題工作、其它教學(xué)、同事和研究生教育的分別為9%、51%、4%、21%和7%,部分來自于上述各項(xiàng)的分別為47%、39%、7%、37%和22%。那么,接受新模式教育的學(xué)生是不是存在知識面過窄、后勁不足等問題?調(diào)查表明,科技學(xué)院不足5%的畢業(yè)生認(rèn)為技術(shù)知識、經(jīng)濟(jì)和法律知識學(xué)得不夠,有不到5%的畢業(yè)生在從事新的專業(yè)工作上感到有些困難。
可見,奧爾堡大學(xué)以問題為中心、由課題來組織的開放式教學(xué)體系具有兩大顯著優(yōu)點(diǎn):一是具有很高的內(nèi)部適應(yīng)性,師生可以輕易地調(diào)整教學(xué)計劃,以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要;二是具有很高的外部適應(yīng)性,學(xué)生通過大量的小組課題工作,使學(xué)生接受類似于雇傭狀態(tài)工作條件下的專業(yè)訓(xùn)練,從而具有較強(qiáng)的共事能力、解決問題能力和應(yīng)變能力。因而,該校畢業(yè)生深受工業(yè)界的歡迎。
當(dāng)然,該校教學(xué)改革和創(chuàng)新并非一帆風(fēng)順,也碰到了一些問題和困難。比如,一些教師貌合神離,致使主題確定不當(dāng),課題工作和督導(dǎo)表面化,學(xué)生的課題報告質(zhì)量不高;新的教學(xué)體系需要高水平的管理和更多的教學(xué)設(shè)備;教學(xué)計劃的不斷調(diào)整和教學(xué)內(nèi)容的不斷更新需要大量的準(zhǔn)備工作和更多的教育經(jīng)費(fèi),等等。但是,大學(xué)教學(xué)全過程以問題為中心、由課題來組織的嘗試,無疑是一種大膽創(chuàng)新,奧爾堡的“走新路”是成功的希望之路。
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物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),從18世紀(jì)德國、法國建立了學(xué)校的演示實(shí)驗(yàn)室,教師經(jīng)常用昂貴的儀器演示生動的現(xiàn)象,從此便開始了世界上的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),成為物理教學(xué)中重要的教學(xué)手段和有效的教學(xué)形式。
近年來高考物理試卷對實(shí)驗(yàn)的考查,不僅從學(xué)生實(shí)驗(yàn)發(fā)展到演示實(shí)驗(yàn),而且已從簡單的背誦實(shí)驗(yàn)知識轉(zhuǎn)向考查對實(shí)驗(yàn)的思想、原理、方法的理解上,重在考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰途C合分析能力。例如,1993年是用干涉法檢查平面的實(shí)驗(yàn),1994年是簡諧振動圖象的演示實(shí)驗(yàn),1995年是光電效應(yīng)演示實(shí)驗(yàn),1996年是運(yùn)用靜電計研究平行行板電容器電容量的決定因素,1998年有關(guān)光電效應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)和LC振蕩電路的演示實(shí)驗(yàn)。但是實(shí)驗(yàn)題的得分率都不高,反映了目前在中學(xué)物理教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個薄弱的環(huán)節(jié)。許多物理教師都不同地只重視理論的講授和解題能力的培養(yǎng),而忽視了對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)。不少學(xué)校教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足,儀器設(shè)備陳舊簡陋,地方陜小擁擠,嚴(yán)重制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常開展,對于大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn),不僅開出率低,而且演示實(shí)驗(yàn)的作用和地位還在低水平下徘徊,使學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力普遍較低。近幾年我國中學(xué)生實(shí)驗(yàn)素質(zhì)較差。又如1990~1995年期間,國家教委儀器研究所對一萬余名學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)芰y試,結(jié)果是我國中小學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力幾乎都不及格。說明了我國中小學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力普遍較差。因此,為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、觀察能力、思維能力和科學(xué)的思維方法,提高他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和愛好,調(diào)動他們的學(xué)習(xí)積極性,發(fā)揮非智力因素的能動作用,引導(dǎo)他們從小愛科學(xué)、學(xué)科學(xué),激發(fā)他們樹立敢于攀登科學(xué)高峰的雄心壯志,縮小與世界先進(jìn)國家實(shí)驗(yàn)教學(xué)的差距,我們應(yīng)進(jìn)一步改善實(shí)驗(yàn)條件,改革演示實(shí)驗(yàn)教學(xué),直觀形象地為學(xué)生提供感性認(rèn)識。
二、怎樣改革物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)
1、重視演示實(shí)驗(yàn)教學(xué),加強(qiáng)能力培養(yǎng)。
目前,學(xué)生普遍感到物理“難學(xué)”,其原因之一就是物理教學(xué)中缺乏實(shí)驗(yàn)。而一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家,他們非常重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究問題的方法,如日本初中物理的課時數(shù)只有75課時,但安排的學(xué)生實(shí)驗(yàn)卻有20個,演示實(shí)驗(yàn)有130個,并且絕大多數(shù)都是研究性實(shí)驗(yàn),基本形成以實(shí)驗(yàn)為中心的課堂體系。可見,他們的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方面得到訓(xùn)練和能力培養(yǎng)比我國的學(xué)生多得多,他們學(xué)生的實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)比我國中學(xué)生強(qiáng)。因此,在當(dāng)前我國中學(xué)教育由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變過程中,我們對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),必須引起高度的重視,為了研究好這些課題,教師必須研究教材中哪些地方學(xué)生感到抽象、容易混淆、接受困難,并結(jié)合教學(xué)實(shí)際,研究解決的方法,努力開發(fā)一些直觀的演示,同時在教學(xué)中引進(jìn)近代物理學(xué)的某些思想方法和現(xiàn)代科學(xué)的新成就,例如:用激發(fā)演示光的干涉和衍射,用發(fā)光二極管演示電磁感應(yīng)中機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)化等。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)中,適當(dāng)增加相關(guān)演示項(xiàng)目,使教學(xué)內(nèi)容更加豐富,使學(xué)生的眼界更加開闊。例如“分子間作用力”的演示,可在兩只乒乓球間夾上一段彈簧,球的外側(cè)套上橡皮筋,平衡時,引力等于斥力;增大球距時,引力大于斥力;縮小球距時,引力小于斥力。這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣,更多地拓寬學(xué)生視野豐富他們的想象,而且能有效地提高了學(xué)生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力。
2、在演示實(shí)驗(yàn)中增加學(xué)生的參與。
演示實(shí)驗(yàn)是教師利用課堂時間為學(xué)生演示,在操作的同時又引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察、思考和分析的一種物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。傳統(tǒng)的課堂教學(xué),演示實(shí)驗(yàn)通常教師演示,學(xué)生看,但是很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生根本看不清,特別是后邊的學(xué)生。不同程度的限制和阻礙了學(xué)生智能和潛能的發(fā)展,直接影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)心理素質(zhì)的提高。因此,在演示實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié),甚至在實(shí)驗(yàn)操作上讓學(xué)生積極參與,讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,多次重復(fù),加深印象,鞏固記憶。例如:在“楞次定律”一節(jié)的教學(xué)中,筆者變原來的課堂演示實(shí)驗(yàn)為邊做邊講實(shí)驗(yàn),每兩位學(xué)生發(fā)一套實(shí)驗(yàn)器材(干電池、電流表、原線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線),實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生首先觀察電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系,再觀察原線圈的電流方向與磁鐵運(yùn)動方向的關(guān)系,把直觀的材料作為培養(yǎng)學(xué)生知覺、觀察力的材料,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)、準(zhǔn)確地進(jìn)行觀察,然后引導(dǎo)學(xué)生討論、研究、對比、總結(jié)出感生電流所引起的磁場方向與磁鐵運(yùn)動方向的關(guān)系,最后訓(xùn)練學(xué)生用科學(xué)的語言描述,并解釋所觀察到的現(xiàn)象,從而順理成章地寫出楞次定律??梢?,演示實(shí)驗(yàn)在教師指導(dǎo)下讓學(xué)生參與,不僅有顯示學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的機(jī)會,又能得到科學(xué)方法的訓(xùn)練及能力的培養(yǎng),加深理解和掌握物理概念和規(guī)律,同時可領(lǐng)略物理學(xué)的思想,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法。
3、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)。
中學(xué)物理課堂演示實(shí)驗(yàn)可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn),而大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是對知識的正確與否加以驗(yàn)證,鞏固和加深對基本規(guī)律和基本原理的認(rèn)識。但是,對學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度方面不能得到鍛煉,也不利于培養(yǎng)學(xué)生主動探索物理規(guī)律的能力,而探索性實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)學(xué)生思維能力、創(chuàng)造能力、自學(xué)能力、觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰敖鉀Q實(shí)際問題的能力有獨(dú)到的作用。正如愛因斯坦所說:“對真理的探索比占有更加寶貴”。
因此,在教學(xué)中可把一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍缘膶?shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要盡量再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計過程,多讓學(xué)生想想:“為什么要這樣做?”“換種方法行不行?”以此滲透物理思想,啟迪學(xué)生思路。例如在“牛頓第二定律”一節(jié)的教學(xué)中,筆者將這個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)變?yōu)樘剿餍詫?shí)驗(yàn)。其研究方法:①邊學(xué)邊做實(shí)驗(yàn):首先讓學(xué)生按照自己設(shè)計好的實(shí)驗(yàn)方案做實(shí)驗(yàn),使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中初步認(rèn)識物體的加速度a與物體的質(zhì)量m及它所受外力F有關(guān)。然后,筆者再演示課本上的實(shí)驗(yàn),規(guī)范操作,這樣,不僅使學(xué)生掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,而且讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)過程,注意發(fā)現(xiàn)研究對象引起變化的原因和條件以及在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象,使學(xué)生對a和F、m的關(guān)系獲得感知。②探索知識:指導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行具體研究,處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、列表、畫出a-F、a-1/m的圖象。③歸納總結(jié):師生共同分析、歸納、總結(jié)出牛頓第二定律。這樣,讓學(xué)生用實(shí)驗(yàn)探索和理論探研兩種方法自我進(jìn)行推證,在推證過程中學(xué)生就自然而然地對核定的研究對象、成立條件、使用范圍、注意事項(xiàng)搞得一清二楚。讓學(xué)生由學(xué)知識變?yōu)橹鲃犹剿髯匀灰?guī)律,對知識學(xué)得更扎實(shí)更牢固,同時使學(xué)生受到科學(xué)方法的熏陶。
4、合理運(yùn)用多媒體,優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
利用常用儀器、教具進(jìn)行演示是一種最基本的手段,而利用多媒體教學(xué),是教學(xué)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,是教學(xué)改革的重要組成部分。因?yàn)槎嗝襟w教學(xué)是指在教學(xué)過程中運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的觀察和方法,組織多媒體信息,形成合理的教學(xué)結(jié)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化,使學(xué)生真正體會到物理學(xué)科的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)生觀察及分析問題的能力。如應(yīng)用多媒體展示課堂實(shí)驗(yàn)無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程,從而突破時間以及空間的束縛,進(jìn)行逼真的模擬,靈活地放大或縮小物理場景,將物理過程生動形象地展現(xiàn)于學(xué)生眼前,使學(xué)生認(rèn)識加強(qiáng),理解透徹。例如,對于“LC電磁振蕩電路”的振蕩過程分析,筆者應(yīng)用電子計算機(jī)的動畫功能,展現(xiàn)了隨著電容充放電的進(jìn)行,LC回路中的電場能和磁場能之間的周期性變化,振蕩電路的大小和方向變化的全過程,安全逼真,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中保持精力高度集中,思維高度活躍,求知欲高度旺盛的狀態(tài)。對于可見度小,不易觀察,且只能水平演示、觀察的內(nèi)容,例如水波的干涉、衍射現(xiàn)象,用發(fā)波水槽借助投影儀演示,既起放大作用,又使其有動感,使學(xué)生看到清晰的干涉條紋,對學(xué)生腦子里形成正確概念有極大的幫助。但是還有部分同學(xué)對波的疊加原理難以理解,又缺乏想象力,為此筆者又用計算機(jī)模擬制作了一條直線上兩傳播方向相反的兩列波的疊加,可十分形象直觀地表現(xiàn)波的疊加,學(xué)生也容易理解,并取得了良好的效果。
1以解剖醫(yī)學(xué)知識為切入口培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的動力,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中首先要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,才能調(diào)動起學(xué)生思維的積極性,使其能夠愉快的主動學(xué)習(xí)。長期以來,醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課程設(shè)計多為純物理實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證性試驗(yàn),實(shí)用性不強(qiáng),教學(xué)未能體現(xiàn)醫(yī)學(xué)特色,與學(xué)生的后續(xù)醫(yī)學(xué)課程內(nèi)容關(guān)聯(lián)性不大,難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣。注重教學(xué)創(chuàng)新,就必須改變原有的教學(xué)方式,即單純根據(jù)教材講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、操作步驟和注意事項(xiàng),再讓學(xué)生如法炮制地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式。在課堂教學(xué)中,應(yīng)結(jié)合解剖醫(yī)學(xué)知識,盡可能多利用現(xiàn)代化的科技手段,如多媒體、視頻短片、軟件模擬實(shí)驗(yàn)、立體實(shí)物模型演示實(shí)驗(yàn)等,調(diào)動起學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生將醫(yī)學(xué)物理原理與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很好的聯(lián)系起來,加深對理論知識的理解。例如,在講解“心臟做功”這一知識點(diǎn)時,可以先通過投影展示兩張圖片,一張是心臟解剖圖,另一張是血液循環(huán)圖,并告訴學(xué)生血液循環(huán)需要由心臟做功來維持。具有醫(yī)學(xué)背景的學(xué)生一定會對心臟工作的原理產(chǎn)生興趣,想要深入理解機(jī)體內(nèi)的血液循環(huán),就必須仔細(xì)看清圖片內(nèi)容,于是新課程教學(xué)內(nèi)容就漸漸吸引了學(xué)生的注意力。教師再順?biāo)浦?,在黑板上畫出整個心血管系統(tǒng)的簡化物理模型,用箭頭標(biāo)示出血液的流動方向,循序漸進(jìn)引出心臟做功的物理公式。經(jīng)過變換公式推導(dǎo),可知心臟做功多少與主動脈血壓和血液流速有關(guān)。最后,再通過物理實(shí)驗(yàn)儀器測量以上兩個變量,讓學(xué)生根據(jù)公式求出心臟所做的功,從而了解心功能的情況。這樣的教學(xué)方式學(xué)生容易理解和接受,會達(dá)到良好的教學(xué)效果。
2結(jié)合專業(yè)學(xué)科特點(diǎn),提升學(xué)生的動手實(shí)踐能力
恩格斯曾說過:“沒有解剖學(xué)就沒有醫(yī)學(xué)”,說明解剖學(xué)在醫(yī)學(xué)中具有極其重要的地位。醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)結(jié)合醫(yī)學(xué)專業(yè)的特點(diǎn),特別是加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)與解剖醫(yī)學(xué)知識的聯(lián)系,重視實(shí)驗(yàn)的醫(yī)用性。作為醫(yī)學(xué)院校的教師,應(yīng)該合理利用校本部及附屬醫(yī)院的醫(yī)學(xué)資源,隨時了解和掌握一些新的醫(yī)學(xué)動向和醫(yī)學(xué)研究問題,特別是解剖醫(yī)學(xué)知識背后蘊(yùn)涵的物理學(xué)哲理和研究思維方法,進(jìn)行整合、提煉,豐富到醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課堂。比如,講到“幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)”時,單純以玻璃透鏡為實(shí)驗(yàn)道具會讓學(xué)生感到枯燥無趣。如果結(jié)合人眼的解剖醫(yī)學(xué)知識,向?qū)W生展示眼球剖面的解剖結(jié)構(gòu)圖,再講解眼睛的光學(xué)結(jié)構(gòu)、折射原理,并用物理知識將眼睛簡化為一個單球面折射系統(tǒng),可加深學(xué)生對知識的理解。再如“液體粘度系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)”,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)是根據(jù)泊肅葉定律原理,采用比較法測定水或酒精的粘滯系數(shù),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較乏味,缺少與醫(yī)學(xué)的聯(lián)系。根據(jù)解剖醫(yī)學(xué)的知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),因?yàn)檠旱念伾羌t色,而且具有一定的黏性,可讓學(xué)生在水中添加不同比例的甘油和紅色顏料,模擬制成不同粘滯性的血液樣本,進(jìn)行比對實(shí)驗(yàn),再聯(lián)系人體血液的粘滯性應(yīng)用在臨床疾病(如冠心病)的診斷、治療等,這樣既能夠增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性和操作性,還有利于學(xué)生科研素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)操作技能的提升。因此,醫(yī)學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)從學(xué)生教育的實(shí)際需求出發(fā),通過結(jié)合解剖醫(yī)學(xué)的知識,突出理論物理知識在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng),以滿足培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)人才的需要。
作者:江虹 董世武 賈蘭 單位:第三軍醫(yī)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院
一、轉(zhuǎn)變教育觀念、改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)把實(shí)驗(yàn)課僅作為驗(yàn)證理論的課程,所有的實(shí)驗(yàn)都是按教材預(yù)習(xí),對照教材做實(shí)驗(yàn),依據(jù)教材寫實(shí)驗(yàn)報告,在整個的實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生完全處于一種被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)。面對21世紀(jì)的人才需求,這種教學(xué)模式顯得陳舊和狹窄,所以,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)那種對基礎(chǔ)知識的傳承和基本技能訓(xùn)練的過分強(qiáng)調(diào),在教學(xué)中要有意識地對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)的訓(xùn)練和培養(yǎng),改革以書本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)模式,開設(shè)設(shè)計性、綜合性的實(shí)驗(yàn)題目,把培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識置于實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動中。
二、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法
人類在認(rèn)識自然的過程中,不用科學(xué)的方法和思想,得出的就不是科學(xué)而是宗教邪說,。因而,不進(jìn)行科學(xué)方法與思想的教育,單單傳授知識,就難免許多人把知識當(dāng)教條,更難免許多人日后會拋棄科學(xué)接受宗教邪說。所以,我認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)最根本的任務(wù)是教給學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。
1、把教給學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法列為教學(xué)目標(biāo)。
物理實(shí)驗(yàn)在形成和發(fā)展的過程中所建立起來的“觀察實(shí)驗(yàn)”法、“控制變量”法、“建立模型”法、“理想化”等各種方法,在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中得到了廣泛的應(yīng)用,如果學(xué)生能夠掌握這些科學(xué)的研究方法,對他們今后的工作和學(xué)習(xí)將會起到指導(dǎo)性的作用。
2、以科學(xué)方法組織教學(xué),讓學(xué)生按照科學(xué)家認(rèn)識世界的方法進(jìn)行學(xué)習(xí),使學(xué)生能夠從中學(xué)會科學(xué)的方法和如何解決實(shí)際問題。其要點(diǎn)是:提出問題——猜想與假設(shè)——制定計劃與設(shè)計實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)——分析與論證——評估——交流與合作。學(xué)生一旦將科學(xué)方法內(nèi)化為自己的思維和行為方式,其學(xué)習(xí)將會取得事半功倍的效果。
三、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)和創(chuàng)新的科學(xué)精神
科學(xué)精神是科學(xué)研究的推進(jìn)器與動力。因?yàn)橹挥芯哂锌茖W(xué)精神的人,才能在崎嶇艱險的科學(xué)道路上堅持忘我的探索??茖W(xué)精神的教育有助于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立精神,求實(shí)精神和克服困難的勇氣,有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀和價值觀。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,不僅要培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng),實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神。
1、增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究性。
探究是一種復(fù)雜的學(xué)習(xí)活動,它不僅要求學(xué)生掌握一系列的知識和技能,更重要的是要求學(xué)生積極參與能從中獲得直接感受和豐富體驗(yàn)的認(rèn)識活動。在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和規(guī)律都是前人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的,但對學(xué)生來說是未知的,我們要引導(dǎo)學(xué)生自己去認(rèn)識和發(fā)展,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時采用分組探究的實(shí)踐活動,讓學(xué)生成為“發(fā)現(xiàn)”的主人,讓他們充分體驗(yàn)到科學(xué)研究的艱辛以及科學(xué)發(fā)現(xiàn)的喜悅,從而激發(fā)強(qiáng)烈的探索欲望。比如:在探究“電路連接”的課題時,(1)教師事先把三盞燈串聯(lián)在一起,開關(guān)閉和后,三盞燈都亮了。(2)提出問題:不拆電路能否只讓一盞燈亮,另外兩盞燈不亮?(3)學(xué)生分組探究,尋找方法。(4)交流結(jié)論,互相補(bǔ)充。學(xué)生們不但可以得到短路的方法和定義,還會探究出把串聯(lián)改為并聯(lián)的方法。
通過探究讓學(xué)生在做中學(xué),在探究中主動獲取知識,在探究中培養(yǎng)科學(xué)的探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。
2、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中鼓勵學(xué)生“發(fā)現(xiàn)—-提出”問題
一、邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)
所謂邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下,一邊學(xué)習(xí)一邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織形式;是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,通過自己動眼、動腦、動手、動口(以下簡稱“四動”)去獲取知識,培養(yǎng)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法探索物理知識的能力。
(一)邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種低容量高密度思維的教學(xué)組織形式,可以因材施教,切合初中學(xué)生的實(shí)際課的容量是指一節(jié)課內(nèi)運(yùn)用新概念、基本規(guī)律、技能、科學(xué)方法的多少。高密度思維是指學(xué)生在一堂課上有較長的有意注意時間,并能充分地開展思維活動。
針對初中學(xué)生的特點(diǎn),在課堂教學(xué)中,若比較多的采用邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的組織形式,讓學(xué)生通過“四動”進(jìn)行學(xué)習(xí),使各種感官受到刺激,就能延長學(xué)生的有意注意時間,促使大腦對各感官傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行綜合分析,進(jìn)而提高課堂教學(xué)的思維密度。
邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織形式,改變了老師講、學(xué)生聽,老師寫、學(xué)生抄,老師做、學(xué)生看那種因?qū)W生處于消極地位而使課堂氣氛沉悶的情況。由于學(xué)生自己閱讀材料,自己做實(shí)驗(yàn),還可以討論講述,因此他們學(xué)習(xí)的主動性、積極性就能得到充分發(fā)揮。
邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織形式,充分體現(xiàn)了因材施教的原則。學(xué)生可以自定學(xué)習(xí)步調(diào),有不懂的地方可以反復(fù)閱讀教材,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察不清楚時,也可以反復(fù)做幾次,自己解決不了的問題還可以問老師。同樣,由于可以自定學(xué)習(xí)步調(diào),優(yōu)秀生的思維可以得到充分展開,自己可以學(xué)得深一點(diǎn),多學(xué)一點(diǎn)??梢姡厡W(xué)邊實(shí)驗(yàn)不僅使全體學(xué)生在不同程度上都能既獲得知識,又提高能力,而且解決了將課堂教學(xué)統(tǒng)得太死,對學(xué)生個體間的差異不能因人制宜的弊端。
(二)邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚱鸬窖菔緦?shí)驗(yàn)與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的綜合作用在演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)真做好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的較好手段,是初中物理教學(xué)中大面積提高教學(xué)質(zhì)量很重要的一環(huán)。但是,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)都存在一定的弊端。課堂中的演示實(shí)驗(yàn)是教師為學(xué)生提供感性認(rèn)識材料的過程,它無法代替學(xué)生自己的活動,教學(xué)中如果把教師的演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),既能使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)獲得更加清晰的印象,學(xué)到物理知識,又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性和測量性實(shí)驗(yàn),一般都安排在新課或一個單元教學(xué)之后進(jìn)行,與課堂教學(xué)內(nèi)容結(jié)合不夠緊密。加上初中學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ?,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的注意力常常集中在操作上,教師則往往忙于協(xié)助學(xué)生排除故障,師生完全處于被動狀態(tài),以致往往無法達(dá)到獲取知識、培養(yǎng)能力的目的。采用邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式后,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下邊看、邊學(xué)、邊實(shí)驗(yàn)、邊思考、邊討論,能較快地掌握物理知識。邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)課一般安排在教室里進(jìn)行。每個桌上都有一套儀器,每位學(xué)生都有動手的機(jī)會,有利于學(xué)生能力的培養(yǎng)。因此,從某種意義上講,邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)起到了演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的綜合作用。
(三)邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)是一種效率高負(fù)擔(dān)輕的中學(xué)物理教學(xué)活動十多年來,我們開展邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)所需的儀器,大多是通過發(fā)動廣大師生因陋就簡自制的??v觀初中物理所涉及的全部物理實(shí)驗(yàn),其精確度要求不高,有的只要能表現(xiàn)出一些物理現(xiàn)象和事實(shí)就可達(dá)到教學(xué)目的。可以說所有初中物理實(shí)驗(yàn)除配備一定的基本儀器和必要器件外,都可以就地取材,自制儀器來解決。
進(jìn)行邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式可以根據(jù)教材、學(xué)生以及器材的實(shí)際情況,采用多種方式進(jìn)行。它可以安排在新課的開始,作為新課的設(shè)疑引學(xué),起到激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的作用;也可以安排在新課的教學(xué)過程中,用來建立物理概念或得出物理規(guī)律,作為學(xué)生辨疑解難的一種手段,起到啟發(fā)、幫助學(xué)生理解概念,解決疑難問題的作用;還可以安排在下課前的幾分鐘,作為復(fù)習(xí)鞏固之用。在教學(xué)時間上,可以用一整節(jié)課時,也可以用半節(jié)課或幾分鐘??傊?,根據(jù)教學(xué)的需要和可能靈活掌握,以達(dá)到最佳教學(xué)效果的目的。
二、邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能
(一)有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性《九年義務(wù)教育全日制初級中學(xué)物理教學(xué)大綱(試用)》明確提出,培養(yǎng)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是當(dāng)前物理教學(xué)改革研究中的重要課題之一。邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且能夠極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。據(jù)對試驗(yàn)班畢業(yè)前物理學(xué)習(xí)興趣的調(diào)查,?喜歡物理的占86.4%,不喜歡的僅占2.7%。從初二到初三,學(xué)生對物理一直感興趣的占34.8%,一直不感興趣的僅占6.8%。
在學(xué)生所學(xué)的7門主課中,物理是學(xué)生最喜歡的學(xué)科之一。
(二)有利于學(xué)生理解和掌握知識
心理學(xué)研究表明,學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固程度,與學(xué)習(xí)的方式關(guān)系很大。一般來說,學(xué)生通過聽教師講授,能夠記住10%--20%;學(xué)生如能看到實(shí)物或現(xiàn)象,能夠記住30%;如果學(xué)生既能聽教師講,又能看到實(shí)物或現(xiàn)象,能記住50%;如果學(xué)生看到實(shí)物或現(xiàn)象,自己又描述過,便能記往70%;如果學(xué)生既動手做過,又描述過,則能記住90%。而邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),既讓學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn),又讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上討論、分析,最后自己歸納出物理概念和規(guī)律。顯然,這樣的學(xué)習(xí)過程屬于上面所說的最后一種情況??梢?,邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生理解和掌握知識。
(三)有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
教育家陶行知提倡手腦并用的學(xué)習(xí)方式。他在《手腦相長歌》中寫道:“人生兩個寶,雙手與大腦。用腦不用手,快要被打倒!用手不用腦,飯也吃不飽。
手腦都會用,才算是開天辟地的大好老。”我們在初中物理教學(xué)中提出邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),提出“四動”,正是遵循陶行知先生的教育理論去實(shí)踐的。我國中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀是學(xué)生動手的機(jī)會太少。開展邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),極大地增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會,因此十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
(四)有利于學(xué)生掌握學(xué)習(xí)和研究物理的方法邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)探索過程,更接近人類認(rèn)識客觀規(guī)律的過程。因此,我們主張將課堂變?yōu)榻處熞龑?dǎo)學(xué)生動眼、動腦、動手、動口的主動學(xué)習(xí)的活動場所。
在教師指導(dǎo)下,?發(fā)揮學(xué)生的主體作用,?把學(xué)生的興趣(情感領(lǐng)域)、知識(認(rèn)知領(lǐng)域)、能力(動作領(lǐng)域)等各種心理因素融為一體,使他們在直接參與邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的過程中,逐漸認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)是獲得物理事實(shí)的根據(jù);實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)假設(shè)真理性的標(biāo)準(zhǔn);逐步領(lǐng)會科學(xué)家是如何通過物理實(shí)驗(yàn)獲得物理事實(shí),并從而得出概念和規(guī)律的??梢姡ㄟ^長期邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,學(xué)生將會逐步掌握物理學(xué)習(xí)和研究的基本方法。
三、實(shí)施邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略
(一)恰當(dāng)?shù)剡x擇學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容教改實(shí)踐表明,凡是與教學(xué)過程緊密結(jié)合,便于隨堂進(jìn)行并利于學(xué)生動眼、動腦、動手、動口,利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,利于發(fā)展他們智能的內(nèi)容,都可選為學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。
1.根據(jù)中學(xué)物理教學(xué)大綱對能力、?技能的具體要求,安排邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。例如,教學(xué)大綱中要求學(xué)生通過學(xué)習(xí),會使用某些基本物理實(shí)驗(yàn)儀器,那么就應(yīng)該采取邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式,努力增加學(xué)生對這些儀器的使用頻數(shù),逐步提高學(xué)生使用這些儀器技能方面的要求。
2.對器材的要求不是很高的演示實(shí)驗(yàn),?可以改為學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)。例如,課本上用鉛皮和鉛盒來演示物體浮沉條件的實(shí)驗(yàn),若改為邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn),就可以讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備好一支空牙膏管(尾端剪開)和一只玻璃杯。實(shí)驗(yàn)時,先讓學(xué)生把牙膏管捏扁放在盛水的玻璃杯里,它就在水中下沉,然后將牙膏管鼓起一些,它就能上福3.將課本上的小實(shí)驗(yàn)和一些實(shí)驗(yàn)習(xí)題改為邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)。?例如,制作橡皮筋測力計的小實(shí)驗(yàn),可以配合“力的測量”進(jìn)行邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)。再如,用紙盒可以將水燒開的小實(shí)驗(yàn),反復(fù)彎折鐵絲后彎折處會發(fā)燙等實(shí)驗(yàn)習(xí)題,都可以配合新課教學(xué)作為學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。
4.將課本上的部分學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改為邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)。?有些基本儀器及其操作方法,在新課教學(xué)中學(xué)生已經(jīng)掌握了,到學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時,就可以適當(dāng)提高教學(xué)要求。?這樣做有利于知識的鞏固和思維能力、?實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。例如,初三將“電流表”、“電壓表”改為邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)后,在新課教學(xué)中讓學(xué)生學(xué)會電流表、電壓表的使用,到下一節(jié)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時,就可以增加“兩表”的使用頻數(shù),這更有利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。再如,初二第七章第一節(jié)“質(zhì)量”和下一節(jié)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)“用天平稱固體和液體的質(zhì)量”,也同樣可以采用邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué),都能取得較好的教學(xué)效果。
(二)千方百計地準(zhǔn)備學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)是一種上課形式的學(xué)生實(shí)驗(yàn),一般要求兩個學(xué)生用一套實(shí)驗(yàn)儀器。
對學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)儀器的準(zhǔn)備要做到“五不一保證”,即儀器不宜復(fù)雜,操作技能要求不宜過高,實(shí)驗(yàn)規(guī)模不宜過大,一次實(shí)驗(yàn)所用儀器數(shù)量不宜過多,實(shí)驗(yàn)時間不宜過長;實(shí)驗(yàn)安全要有保證。
由于初中物理實(shí)驗(yàn)儀器一般都比較簡單,多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是定性的,有些定量的實(shí)驗(yàn)精確度要求不高。因此,大部分初中物理實(shí)驗(yàn)儀器都可以自制,可供選擇的器材也很廣泛。例如,沒有平底試管,可用廢舊的平底小藥瓶來代替;沒有彈簧秤,可發(fā)動學(xué)生用廢鋼絲繞制,沒有溢水杯,也可以用在玻璃杯上套兩個橡皮圈的方法代替;等等。
引導(dǎo)學(xué)生積極參與自制教具學(xué)具的活動,不僅為邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)儀器,為物理教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的實(shí)驗(yàn)條件,而且學(xué)生通過自制教具和學(xué)具,增長了才干,提高了動手能力。
(三)認(rèn)真上好學(xué)生邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)課
邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)課一般包含下列三個環(huán)節(jié):“設(shè)疑引學(xué),辨疑解難,釋疑鞏固?!?/p>
“設(shè)疑引學(xué)”是教師通過一些物理現(xiàn)象和問題情景,使學(xué)生產(chǎn)生疑問,提出需要解決的問題?!氨嬉山怆y”是要求學(xué)生對他們所提出的問題進(jìn)行假設(shè),估計可能的結(jié)果是什么,然后教師指導(dǎo)學(xué)生討論如何用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究,擬訂實(shí)驗(yàn)方案,并在學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察和測定的基礎(chǔ)上開展小組或全班討論分析。學(xué)生在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中,通過看書、觀察、實(shí)驗(yàn)、思考、討論、爭辯、答問、練習(xí)、應(yīng)用等,做到四動,從而既學(xué)到了知識,又培養(yǎng)了能力?!搬屢伸柟獭笔窃诮處煹闹笇?dǎo)下排除疑問,通過練習(xí)、應(yīng)用和小結(jié)等來運(yùn)用和鞏固所學(xué)的知識。上好邊學(xué)邊實(shí)驗(yàn)課的關(guān)鍵在于放手讓學(xué)生去看、去想、去做、去說,盡量讓學(xué)生提出問題,大膽猜想,設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師做的主要工作是巡視、“集疑”、“布疑”,對個別差生進(jìn)行適當(dāng)輔導(dǎo)。對難點(diǎn)、重要的概念、分歧大的問題,組織學(xué)生討論。
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