時間:2022-05-24 14:36:31
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇數(shù)學(xué)物理論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
美是人類的一個更高尚的需求,它體現(xiàn)在人類活動的每一個領(lǐng)域,詩歌、音樂、繪畫、建筑、戲劇、電影、科學(xué)等領(lǐng)域無不滲透著人類對美的無限熱愛。同時科學(xué)的發(fā)展過程就是人類對美的一個無限追求的過程。
物理學(xué)與美學(xué),二者相互聯(lián)系、共同發(fā)展,對美的追求是科學(xué)發(fā)展的一個內(nèi)在驅(qū)動力,隨著科學(xué)的不斷變革,物理美學(xué)思想也呈現(xiàn)出不同的面貌。尤其現(xiàn)在面臨著復(fù)雜性異軍突起,不確定性、無序、混沌、非線性已毫不羞澀地登上了歷史舞臺,對經(jīng)典科學(xué)美學(xué)思想形成了巨大挑戰(zhàn)。現(xiàn)代物理學(xué)的誕生為人類開創(chuàng)了一片新的天空,一切都處在系統(tǒng)中、變化中,原有的簡單、和諧、對稱、確定性等美學(xué)觀念日益受到嚴(yán)峻地挑戰(zhàn),新時代的科學(xué)美學(xué)思想脫穎而出。
一、物理美學(xué)的簡單性與復(fù)雜性:
世界的本質(zhì)是由非線性控制的,人們對基層規(guī)律的掌握絕不能保證對高層現(xiàn)象的確定性認(rèn)識。進(jìn)一步講,簡單性只是復(fù)雜性的特例,是在一定理想化基礎(chǔ)上存在的。從科學(xué)史可以看出,任何科學(xué)理論均是對實(shí)際的近似,都要突出根本性的關(guān)系、行為,舍去不必要的細(xì)節(jié)因素,因此,某種程度上都背離了現(xiàn)實(shí)世界,把問題限制到能夠找到解決辦法的地步。以牛頓為例,牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系堪稱簡單性典范,但是他一樣不能拒絕混沌現(xiàn)象的存在。在研究月球的軌道問題上,他不能闡明月球在地球和太陽兩者作用之下的運(yùn)動,感到非常惱火。由于無法得到精確解,他不得不求助“攝動法”,把三體問題化解為兩體問題,以得到一個近似解。不僅如此,人們發(fā)現(xiàn),最終的科學(xué)理論與實(shí)際觀測之間都允許存在一定的誤差,從邏輯角度思考,之所以允許存在誤差,就在于人們不能完全確定地把握事物與現(xiàn)象。
雖然人們否定了本體論上簡單性,但是從認(rèn)識論意義上說,簡單性原則仍有其合理性。人類認(rèn)識世界的過程就是從簡單到復(fù)雜的過程,面對一個復(fù)雜的現(xiàn)象,人們必須把整體分成部分,分門別類地去研究,這是一個由淺入深的過程,是認(rèn)識的必然規(guī)律。
簡單與復(fù)雜是一個辯證的統(tǒng)一體,不可能完全拋棄任何一方,而承認(rèn)另一方,它們均有其存在的合理性。簡單性決定了認(rèn)識的可能性,而且使人類同不可知論劃清了界限;復(fù)雜性決定了認(rèn)識過程的曲折性、辯證性,它防止人類把科學(xué)變成惡劣的教條,當(dāng)成某種僵死的固定不變的東西。
二、物理美學(xué)的確定性與非確定性:
牛頓帶給人們的是一個確定性的世界,非確定性則作為一種隨機(jī)的、偶然的、片面的現(xiàn)象日益遭到人們的排斥和拒絕。但是復(fù)雜的物理科學(xué)一個明顯的特征就是把偶然性、非確定性引入歷史舞臺。非確定性不再是過去那種卑微的角色,由于非線性機(jī)制,初始條件的微小偏差,會被無限擴(kuò)大。一只蝴蝶拍打翅膀都會引進(jìn)一場暴風(fēng)雨,可見非確定性的力量,從此,人們再也不能對偶然性等閑視之。蝴蝶的力量同時告訴我們,每一個個體都是整體不可分割的一部分,每一個體對整體有著不可察覺,但又不可估量的影響。這種影響,并非由于行為本身有影響力,而是由于這一行為超越了自身,對周圍環(huán)境起了引導(dǎo)作用,引發(fā)了不可估量的后果。
然而,非確定性并非是對確定性的否定,而是對確定性的補(bǔ)充和完善。非確定性在普里高津那里是以一種“新的理性”的姿態(tài)出現(xiàn)的,他認(rèn)為大自然既有確定性的一面又有不確定性的一面,二者缺一不可。“確定性的意思是預(yù)先確定的和可預(yù)先確定的”,它體現(xiàn)的是一種穩(wěn)定性,是對已有科學(xué)知識的肯定,否定了確定性也就否定了科學(xué)認(rèn)識的可能性。但是如果過分強(qiáng)調(diào)確定性,“如果各種事件都按預(yù)定的程序發(fā)生,那么我們只不過是一個巨大的齒輪機(jī)的一部分,不言而喻只能無可奈何地聽任它的擺布而己 ”。
非確定性意味著變化、意味著隨機(jī),但也意味著希望,從此不會,也不應(yīng)受到人們的完全抵制,因?yàn)槿魏稳硕疾粫芙^希望。但如果單純強(qiáng)調(diào)非確定性,系統(tǒng)也就失去了穩(wěn)定性,失去了發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。大自然演化的歷史,包括人類賴以生存的地球以及人類自身,無不是偶然性與必然性攜手創(chuàng)造的神話。 轉(zhuǎn)貼于
三、物理美學(xué)的無序性與有序性:
與確定性和非確定性這對范疇相聯(lián)系,有序與無序是科學(xué)美學(xué)領(lǐng)域另一對重要的范疇。有序,是指空間分布上的規(guī)則性和時間延伸上的周期性;無序,是指空間分布上的無規(guī)則性和時間延伸過程中的隨機(jī)性。從前面對經(jīng)典科學(xué)美學(xué)思想的論述中,不難看出人們一向偏愛有序,無序則是人們排斥的對象。一直以來,有序與無序是對立存在的,但是復(fù)雜性科學(xué)的誕生需要人們重新看待這一對范疇。
有序不僅僅是體現(xiàn)了一種規(guī)律性和周期性,同時也體現(xiàn)了一種約束性。赫爾曼·哈肯在論述有序時指出,有序在現(xiàn)實(shí)中體現(xiàn)的是可能性的單一性,即只有唯一的實(shí)現(xiàn)方式。在這種未來只有一種可能性的情況下,生活中就再也沒有驚奇,沒有樂趣了,美又從何談起呢?無序則與此相反,它體現(xiàn)的是一種變異性、可能性。赫爾曼·哈肯曾指出,“物件所在位置有很多可能性,這就造成了無序狀態(tài)”,“大量不同的可能性也是物理學(xué)中無序的量度”。可見無序?qū)?yīng)的是大量的可能性,這眾多可能性的存在是否正是為人類創(chuàng)造性的發(fā)揮提供了有利的條件與機(jī)會呢?并且,無序并不總是意味著雜亂無章,在一定條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛行颉<す獾恼Q生就是一個絕妙的例子。激光的產(chǎn)生是通過改變泵入的能量及兩平面鏡間的距離,使完全雜亂無章運(yùn)動的受激電子突然之間以同樣方式運(yùn)動,產(chǎn)生一種完全均勻的,幾乎是無限長的波列。從這個意義上講無序難道不是一種美,它蘊(yùn)含著的難道不是一種創(chuàng)造之美、一種發(fā)展之美。
當(dāng)然純粹的無序也是不好的,但是世界既沒有純粹的有序也沒有純粹的無序,一切美的事物都來自二者絕妙地結(jié)合。如果有序體現(xiàn)的是一種美的形式,無序則是美的源泉。有一句話說得非常貼切:“美是兩個懸崖之間的狹窄小路;在一邊全部有序消融在混沌之中,在另一邊,則是對稱和有序的凝固世界。只有沿著這條危險的小路,美才能展示其形態(tài)。”埃德加·莫蘭也曾說過:“單獨(dú)的、孤立的有序和無序是形而上學(xué)的,而只有它們的連接才是形而下的、物理的”。
四、結(jié)語
科學(xué)與矛盾的對話永遠(yuǎn)敞開著,科學(xué)是不斷發(fā)展、進(jìn)步的,美也是不斷變幻其形態(tài)的,這是事物發(fā)展的必然。如果說經(jīng)典的科學(xué)美學(xué)是從上帝的合理性信仰中派生出來的,它所體現(xiàn)的是對上帝觀念的順從與證明,是一種靜態(tài)的、無生命的美。那么,現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展已突破了經(jīng)典美學(xué)思想的束縛,尤其是物理學(xué)不再僅僅歸結(jié)為秩序、簡單性、確定性,同時也包含著非確定性、復(fù)雜性。可以說也正是這些非確定性、復(fù)雜性賦予了科學(xué)美學(xué)以新的內(nèi)涵,即適應(yīng)、創(chuàng)新、發(fā)展和進(jìn)步,從而上升到更高的和諧、統(tǒng)一、真正的美。
參考文獻(xiàn):
[1] [美]R·W·愛默生. 自然沉思錄.博凡譯[M].上海社會科學(xué)院出版社.1993。
[2] [美]S·錢德拉塞卡. 莎士比亞、牛頓和貝多芬——不同的創(chuàng)造模式[M]. 楊建鄴,王曉明等譯.湖南科學(xué)技術(shù)出版社, 1995。
例如洛倫茲力的教學(xué),教師在課前必須認(rèn)真了解學(xué)生對如下知識點(diǎn)的掌握程度:點(diǎn)電荷q定向移動的平均速度與形成的電流之間的關(guān)系I=nqvS;安培力大小F安=ILB和方向,圓周運(yùn)動中向心力、向心加速度.對這些知識點(diǎn)掌握的程度起碼應(yīng)關(guān)注:對重要概念(勻速圓周運(yùn)動、向心力、向心加速度)的物理內(nèi)涵的理解?對重要關(guān)系(I=nqvS)的推導(dǎo)過程掌握程度?對F安=ILB作為空間力的方向如何判斷是否熟悉?使用條件是否知曉?在分析了眾多的難點(diǎn)之后,辯證對比,如圖1中對I=nqvS的推演是借助自由電荷導(dǎo)電的微觀模型進(jìn)行的,它實(shí)際上也是推演洛倫茲力公式F洛=qvB的關(guān)鍵難點(diǎn).這節(jié)教學(xué)洛倫茲力的新授課,其實(shí)不妨從復(fù)習(xí)對I=nqvS的推演開始,幫助學(xué)生理解并學(xué)會建立微觀模型,學(xué)生學(xué)習(xí)物理的方法和思維能力同時也得到了提升.
2 對每節(jié)課的教學(xué)過程實(shí)施中的教學(xué)節(jié)奏,辨證把握,形成律動
2.1在學(xué)生的學(xué)習(xí)行為調(diào)控上,恰當(dāng)處理“動”與“靜”
此處“動”指課堂教學(xué)過程中,師生雙方處于活躍的互動中,學(xué)生處于熱烈的討論、激烈的爭辯或緊張的推理計(jì)算之中;“靜”則指學(xué)生的學(xué)習(xí)行為或整個班級的學(xué)習(xí)氣氛處于相對平靜之中(專心聽教師較為冗長的講解、有序閱讀學(xué)習(xí)的文本材料、整理教師的講解內(nèi)容等).高效的物理課中,“動”與“靜”辯證處理的恰到好處,過猶不及,“動”多了這會導(dǎo)致學(xué)生始終處于亢奮之中,在教學(xué)秩序的控制上會給教師造成極大困難,影響組織教學(xué);但是也不能處于較長的“冷場”狀態(tài),沉悶的課堂氣氛必然導(dǎo)致學(xué)生思維受到抑制,影響學(xué)習(xí)效率.例如:在《動能定理》的教學(xué)中,可以按照:“靜動靜動靜”的順序構(gòu)思如下的教學(xué)節(jié)奏:先組織學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)過的動能定義和前一階段學(xué)過的功的定義及正、負(fù)功的物理意義,這是一個相對“靜”的階段;接著組織實(shí)驗(yàn)探究作用在物體上的外力所作的功與物體動能變化的關(guān)系,這是一個極為活躍的“動”階段;然后,教師讓學(xué)生分組概括所得結(jié)果,并讓一位學(xué)生作為代表到黑板講解,這又是一個相對“靜”的階段;接著,教師以投影方式舉出一道難度不大的運(yùn)用動能定理解決的問題,讓學(xué)生討論,這又進(jìn)入“動”的階段;最后,教師對本節(jié)課進(jìn)行了較為系統(tǒng)、深入的總結(jié),在“靜”中有序、理性地完成了本課時的學(xué)習(xí).這樣的一節(jié)物理課,貌似平平常常,卻蘊(yùn)藏了教師深厚的課堂節(jié)奏的把握能力.
2.2在學(xué)習(xí)的知識容量處理上,對同樣時長的授課過程,容量“大”、“小”搭配
物理課堂學(xué)習(xí),畢竟是在物理教師組織下進(jìn)行的,因此從物理知識、物理方法到物理實(shí)驗(yàn)與物理思想的學(xué)習(xí)進(jìn)程其實(shí)是受教師的控制的.有些教師崇尚“大密度”、“大容量”教學(xué).這樣做容易導(dǎo)致很多中等及以下學(xué)生出現(xiàn)問題,只要在學(xué)習(xí)進(jìn)程中的某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,沒有時間反饋、糾正、鞏固,更談不上形成技能.
例如,在教學(xué)“牛頓第二定律”時,在新授課上,教師不應(yīng)一開始就引入過難的問題,可以通過簡單的二力作用下的變速直線運(yùn)動,說明正交分解的物理思想如何運(yùn)用在處理力與加速度的關(guān)系上:與加速度共線的力的合力等于質(zhì)量乘以加速度;與加速度垂直的力的合力為零.然后,列舉幾道常見的生活情境下的三力作用下的變速問題,“已知力,求加速度”或“已知加速度求未知力”.這樣安排,看似教學(xué)內(nèi)容膚淺,其實(shí)不然.學(xué)生正是在貌似簡單的問題中,領(lǐng)悟了牛頓第二定律如何運(yùn)用的基本思路,領(lǐng)悟了正交分解這一物理思想,對后續(xù)的曲線運(yùn)動學(xué)習(xí)很有裨益.
但是,在隨后幾天進(jìn)行的“牛頓第二定律”的習(xí)題課上,教師可以逐步引入較為復(fù)雜的問題.在受力條件、運(yùn)動狀態(tài)變化、過程的階段性上設(shè)置較為困難的障礙,讓學(xué)生在解決問題中進(jìn)一步深化對基本方法的理解.并且對學(xué)習(xí)內(nèi)容的容量逐步提高.
2.3對教學(xué)反饋與評價的結(jié)果,要“快”、“慢”結(jié)合、“多元”評價
傳統(tǒng)的高中物理教學(xué)往往從純粹應(yīng)試的角度要求學(xué)生做題越快越好,這在平時的物理課堂學(xué)習(xí)中要做辯證分析.學(xué)習(xí)過程是一個復(fù)雜的內(nèi)化過程,人的主動性在其中起著決定性作用.有經(jīng)驗(yàn)的物理教育工作者不會急于求成,而是耐心引導(dǎo)學(xué)生一步步思考、實(shí)踐,再思考、實(shí)踐,螺旋式上升解決問題的思想,允許有反復(fù),允許有挫折.同樣是教學(xué)牛頓第二定律,有些教師反復(fù)用同樣題型機(jī)械訓(xùn)練學(xué)生,學(xué)生思維造成僵化;比如,教師訓(xùn)練中出現(xiàn)的問題往往是對力正交分解,于是學(xué)生在做與教師介紹的題型相似的問題時,思路很快,但是,一旦出現(xiàn)如下的問題便卡殼:
一物體放置在傾角為θ的斜面上,斜面固定于加速上升的電梯中,加速度為a,在物體始終相對于斜面靜止的條件下,下列說法中正確的是
A.當(dāng)θ一定時,a越大,斜面對物體的正壓力越小
B.當(dāng)θ一定時,a越大,斜面對物體的摩擦力越大
C.當(dāng)θ一定時,θ越大,斜面對物體的正壓力越小
捷克教育家夸美紐斯認(rèn)為:“教育者的藝術(shù)表現(xiàn)在使學(xué)生能夠透徹地、迅速地、愉快地學(xué)習(xí)知識技能。”教學(xué)的技巧和藝術(shù)就要使學(xué)生渴望獲得知識和不斷追求真理,并帶有強(qiáng)烈的情緒色彩去探索、認(rèn)識客觀世界,所以教學(xué)過程必須遵循這一真理,要精心設(shè)計(jì)教學(xué)程序,以啟迪學(xué)生的心靈,點(diǎn)燃其思維的火花,來激發(fā)學(xué)生的情感、興趣和意志,使學(xué)生的認(rèn)識活動成為一種樂趣,成為精神上的需要。物理教學(xué)藝術(shù)的表現(xiàn),首先在于能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望。
1.設(shè)計(jì)物理情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興起。
即使是剛學(xué)物理的學(xué)生,頭腦中對物理知識的了解總有些“前科學(xué)概念”其中包含了理解和誤解。如在教“光的折射”現(xiàn)象時,介紹一個實(shí)驗(yàn)情景:實(shí)驗(yàn)裝置是一個玻璃槽中裝水,水中插上一個塑料泡沫片,在塑料泡沫片上粘貼一條用塑料紙剪成的魚,讓幾個學(xué)生各用一根鋼絲猛刺水中的魚,由于學(xué)生總認(rèn)為眼睛所看到的魚的位置那么準(zhǔn)確界定一樣,在這樣錯誤的前科學(xué)概念的影響下,自然出現(xiàn)在日常生活實(shí)踐中對一些自然現(xiàn)象憑自己的經(jīng)驗(yàn)或直覺形成錯誤的判斷。教師把泡沫片從水中提起來,發(fā)現(xiàn)三根鋼絲都落在魚的上方,接著說:要知道這個道理,就得學(xué)習(xí)“光的折射”現(xiàn)象。這樣的引入,將光學(xué)原理融入日常生活中來,可操作性,創(chuàng)設(shè)的簡易實(shí)驗(yàn)把學(xué)生帶人一個漁民叉魚的情景中去,符合初中學(xué)生對新鮮事物好奇好動的特點(diǎn),因而能很快地集中學(xué)生的注意力,這就為接下來用實(shí)驗(yàn)研究光的折射結(jié)論創(chuàng)造了良好的認(rèn)知起點(diǎn)。只有通過教師精心設(shè)計(jì)物理情景,才能使教學(xué)內(nèi)容變美、變活,深入到學(xué)生的心靈之中,實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)的情感轉(zhuǎn)移,學(xué)生將對物理學(xué)和物理教師的情感轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)的動力,這樣才能產(chǎn)生出藝術(shù)的效果。
2.指導(dǎo)學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探索”,體會學(xué)習(xí)的樂趣。
教科書中呈現(xiàn)的知識,通常是科學(xué)家們早已發(fā)現(xiàn),已形成定論的知識,固然學(xué)生在學(xué)習(xí)時并不是去尋求人類尚未知曉的事物或聯(lián)系,但它不會消極被動地接受教育者所灌輸?shù)囊磺校炎约撼洚?dāng)接受知識的容器,而會以自己的認(rèn)識基礎(chǔ)、心理狀態(tài)為依據(jù),有選擇地吸收外部輸入的各種信息,教學(xué)藝術(shù)的“基調(diào)”就在于找準(zhǔn)學(xué)生心理狀態(tài)的“固有頻率”,使教學(xué)信息收發(fā)達(dá)到同步,激起學(xué)生情感的“共鳴”。同時,物理知識的傳授,它應(yīng)是一個學(xué)生自己思考,親自獲得知識的探索過程,從這一意義上看,學(xué)習(xí)活動不僅是由認(rèn)知和情感共同參與的過程,也是一個知識“再發(fā)現(xiàn)”或“重新發(fā)現(xiàn)”的過程。“實(shí)驗(yàn)探索”可以深化學(xué)習(xí)興趣,這一過程,教師應(yīng)處于主導(dǎo)地位,精心備課,設(shè)計(jì)好合理的教學(xué)程序,引導(dǎo)學(xué)生去探索知識,學(xué)生應(yīng)處在探索知識的主體地位上,教師應(yīng)讓學(xué)生動眼、動手、動腦、動口積極主動、生動活潑地學(xué)習(xí)。要克服傳統(tǒng)教學(xué)中教師講的過多,統(tǒng)的過死的弊端,使學(xué)生完全置身于物理的環(huán)境中學(xué)習(xí)物理。如“密度”教學(xué)時,就可以指導(dǎo)學(xué)生“實(shí)驗(yàn)探索”,教師對教材可作創(chuàng)造性的處理,而不必完全形式化的依據(jù)教材展開和進(jìn)行。密度是初中力學(xué)中非常重要的概念,也是個教學(xué)難點(diǎn)。本節(jié)課可以用實(shí)驗(yàn)——探索貫穿全課。首先教師提出問題,教師拿出兩塊大小不同涂上顏色的金屬塊,問學(xué)生能否很有把握的判定它們是否屬于同種物質(zhì)?當(dāng)學(xué)生感到困難時,教師指出:鑒別物質(zhì)可以根據(jù)物質(zhì)的特性來鑒別,只憑氣味、顏色、軟硬等這些物質(zhì)的明顯特性來鑒別是不夠的,我們還必須探索物質(zhì)的一種更隱蔽的特性,這種特性可以從物質(zhì)的質(zhì)量和體積的關(guān)系中發(fā)現(xiàn)。要求學(xué)生分組討論,設(shè)計(jì)出研究幾種物質(zhì)的質(zhì)量與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案。教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平,進(jìn)行誘導(dǎo)啟發(fā):每一種物質(zhì)的質(zhì)量與體積能夠改變(如分別取幾塊大小不同的鐵、鋁等固體,幾杯體積不同的水、酒精等液體),分別測出每一種物質(zhì)幾組對應(yīng)的質(zhì)量和體積,再來研究質(zhì)量和體積之間的關(guān)系。接著讓學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),開展全班討論,確定出最佳實(shí)驗(yàn)方案,讓學(xué)生自選器材,分組實(shí)驗(yàn),得出數(shù)據(jù),引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù),對于同種物質(zhì)體積越大,質(zhì)量越大,讓學(xué)生猜想,它們之間可能存在什么關(guān)系,估計(jì)學(xué)生會說:質(zhì)量與體積成正比。教師指出:質(zhì)量與體積究竟是不是成正比關(guān)系,必須通過數(shù)據(jù)處理才能下結(jié)論。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)同種物質(zhì)質(zhì)量與體積比值是一個恒量(成正比),不同種物質(zhì)其比值不同,便可找出物質(zhì)隱蔽著的重要特性m/v,其大小是由物質(zhì)種類所決定的,反映了物質(zhì)種類的一種特性,物理學(xué)上把物質(zhì)具有這種特性叫做密度,這樣緊緊圍繞密度這個概念,創(chuàng)設(shè)情景置疑,讓學(xué)生大膽猜想,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想,教師善于啟發(fā)誘導(dǎo),絲絲人扣,讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)主動探究,發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律,當(dāng)實(shí)驗(yàn)探索發(fā)現(xiàn)伴隨著學(xué)生的學(xué)習(xí)過程時,學(xué)習(xí)將會充滿樂趣,將會產(chǎn)生強(qiáng)大的學(xué)習(xí)動力。
二、展示物理科學(xué)美
羅丹有一句名言:“生活中并不缺少美,而是缺少美的發(fā)現(xiàn)。問物理教學(xué)同樣如此,但物理本身并不是美學(xué),要想使物理教程從枯燥的鉛字變成閃爍美的光彩的科學(xué)詩篇,關(guān)鍵在于我們教師平常教學(xué)中是否認(rèn)真發(fā)掘物理科學(xué)美,是否去展示其美學(xué)特征,是否去創(chuàng)設(shè)美的意境,讓學(xué)生潛移默化受到物理科學(xué)美的陶冶,這就是教學(xué)的藝術(shù)。
1.展示物理學(xué)美學(xué)特征。
物理學(xué)的研究對象大到天體,小到共振粒子,從實(shí)體到另一形態(tài)的場、光等都是物質(zhì)的。物質(zhì)又是運(yùn)動的,如機(jī)械運(yùn)動、分子熱運(yùn)動、光波傳播,實(shí)際上是不同形態(tài)的物質(zhì)的不同運(yùn)動形式,它們的運(yùn)動是有規(guī)律的,自然界是合理的,簡單的、有序的,因此,科學(xué)家們在探索真理的過程中,往往以科學(xué)美作為追求的目標(biāo),通過他們的努力而形成的物理理論,在內(nèi)容上、形式上是那么自然、簡單、和諧,都放射出美的光輝。教師平時教學(xué)中應(yīng)向?qū)W生展示物理知識的美的一面,激發(fā)學(xué)生愛美天性。例如:物理內(nèi)容的簡單美,表現(xiàn)在物理概念、規(guī)律的表達(dá)上,科學(xué)、準(zhǔn)確、簡潔。熱是眾多物理學(xué)家爭論了一個多世紀(jì)的問題,卻以“大量分子的無規(guī)則運(yùn)動”十個字做了結(jié)論;物理學(xué)的對稱美,給人一種圓滿。勻稱的美感,運(yùn)動與靜止,勻速與變速,引力和斥力,反射和折射,“磁生電”和“電生磁”,平面鏡成化電荷的正負(fù)。磁場的兩極等揭示了自然界物質(zhì)存在、構(gòu)成、運(yùn)動及其運(yùn)動規(guī)律的對稱性而產(chǎn)生的美感。物理學(xué)理論內(nèi)部相互間的自洽而展現(xiàn)和諧美,自由落體、豎直上拋、下拋以及各種直線的勻加速與勻減速運(yùn)動都可以統(tǒng)一于運(yùn)動學(xué)的速度和位移兩個公式中,牛頓力學(xué)公式,可以把地上的物體與天上的星體統(tǒng)一起來。由此可見,教學(xué)中只要我們善于發(fā)掘,物理學(xué)的“簡潔美”、“對稱美”、“和諧美”等美學(xué)特征在中學(xué)物理中便有許多例證。我們要讓物理學(xué)美的素材震撼學(xué)生的心田。
2.培養(yǎng)學(xué)生的審美能力在教學(xué)藝術(shù)活動中,教師的教學(xué)能否產(chǎn)生藝術(shù)效果,有賴于教材、教師的精心備課和表演水平,還要看學(xué)生是否具有一定的藝術(shù)情趣,而影響學(xué)生藝術(shù)情趣其中一條因素就是審美能力,所以教師在展示科學(xué)美的同時,要著重培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)美的審美能力。物理科學(xué)美的體驗(yàn)不關(guān)是視覺或聽覺的,更多的是靠學(xué)生的心智去體驗(yàn),由學(xué)生的體驗(yàn)產(chǎn)生的美的感受而產(chǎn)生的愉悅程度與學(xué)生的審美能力有關(guān)。所以,教師平常教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生積極主動地去探索自然界的奧秘,使他們在探索中領(lǐng)會許多事物的本質(zhì)與聯(lián)系,感受到知難而進(jìn),解疑釋惑,獲得新知識的愉快,從而培養(yǎng)學(xué)生的審美能力。
三、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展
當(dāng)前,世界面臨著激烈的經(jīng)濟(jì)競爭和人才競爭,我們的教育目標(biāo)應(yīng)立足于培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和未來的生存能力。物理教學(xué)必須根據(jù)物理學(xué)科的特點(diǎn)為完成教育培養(yǎng)目標(biāo)作出貢獻(xiàn),應(yīng)致力于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生不斷獲取新知識的能力和創(chuàng)造力。在教學(xué)過程中應(yīng)如何促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展?這體現(xiàn)著教師的藝術(shù)水平。
1.促進(jìn)學(xué)生積極思維。長期以來,由于受到片面追求升學(xué)率的影響,使學(xué)校教育失之偏頗,引向應(yīng)試教育的誤區(qū),由此形成了一整套應(yīng)試機(jī)制和模式,只注意到教學(xué)要依賴于學(xué)生發(fā)展的一個方面,忽視了教育要促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,采取傳統(tǒng)的注入式教學(xué)方法,使教學(xué)處于教師“給”與學(xué)生“收”的單調(diào)局面,學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中處于被動隨從的地位,這對促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展毫無神益,要想促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的能力,發(fā)展其智力,首先必須使學(xué)生的大腦積極主動地思維起來,我們在教學(xué)中要善于設(shè)計(jì)一些讓學(xué)生”跳一跳能吃到果子”的問題,讓學(xué)生思維,可以通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)情景,故事借景,習(xí)題情景,漫畫情景等激發(fā)學(xué)生思維。如在教“壓強(qiáng)”應(yīng)用時,可出示一張漫畫,題目是“三毛應(yīng)該怎么辦”,畫的是三毛陷入沼澤地里,正在下沉,情況萬分危急、周圍又無人幫助,請你為三毛出主意,設(shè)計(jì)這樣緊扣學(xué)生心弦的情景問題,把學(xué)生帶入物理情景中,利用學(xué)生善良的天性調(diào)動其思維的積極性,大家都主動地為三毛出主意,達(dá)到促進(jìn)學(xué)生積極思維的目的,同時也促進(jìn)了學(xué)生的發(fā)展,培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力。
縱觀數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀,應(yīng)該看到,應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)軌的過程中,確實(shí)有很多弄潮兒站到了波峰浪尖,但也仍有一些數(shù)學(xué)課基本上還是在應(yīng)試教育的慣性下運(yùn)行,對素質(zhì)教育只是形式上的“搖旗吶喊”,而行動上卻留戀應(yīng)試教育“按兵不動”,缺乏戰(zhàn)略眼光,因而至今仍被困惑在無邊的題海之中。
究竟如何走出題海,擺脫那種勞民傷財(cái)?shù)拇筮\(yùn)動量的機(jī)械訓(xùn)練呢?我們認(rèn)為:堅(jiān)持滲透數(shù)學(xué)思想和方法,更新教育觀念是根本。要充分發(fā)掘教材中的知識點(diǎn)和典型例題中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想和方法,依靠數(shù)學(xué)思想指導(dǎo)數(shù)學(xué)思維,盡量暴露思維的全過程,展示數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用,大膽探索,會一題明一路,以少勝多,這才是走出題海誤區(qū),真正實(shí)現(xiàn)教育轉(zhuǎn)軌的新途徑。
二、明確數(shù)學(xué)思想和方法的豐富內(nèi)涵
所謂數(shù)學(xué)思想就是對數(shù)學(xué)知識和方法的本質(zhì)及規(guī)律的理性認(rèn)識,它是數(shù)學(xué)思維的結(jié)晶和概括,是解決數(shù)學(xué)問題的靈魂和根本策略。而數(shù)學(xué)方法則是數(shù)學(xué)思想的具體表現(xiàn)形式,是實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)思想的手段和重要工具。數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法之間歷來就沒有嚴(yán)格的界限,只是在操作和運(yùn)用過程中根據(jù)其特征和傾向性,分為數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法。一般說來,數(shù)學(xué)思想帶有理論特征,如符號化思想,集合對應(yīng)思想,轉(zhuǎn)化思想等。而數(shù)學(xué)方法則具有實(shí)踐傾向,如消元法、換元法、配方法、待定系數(shù)法等。因此數(shù)學(xué)思想具有抽象性,數(shù)學(xué)方法具有操作性。數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法合在一起,稱為數(shù)學(xué)思想方法。
不同的數(shù)學(xué)思想和方法并不是彼此孤立,互不聯(lián)系的,較低層次的數(shù)學(xué)思想和方法經(jīng)過抽象、概括便可以上升為較高層次的數(shù)學(xué)思想和方法,而較高層次的數(shù)學(xué)思想和方法則對較低層次的數(shù)學(xué)思想和方法有著指導(dǎo)意義,其往往是通過較低層次的思想方法來實(shí)現(xiàn)自身的運(yùn)用價值。低層次是高層次的基礎(chǔ),高層次是低層次的升級。
三、強(qiáng)化滲透意識
在教學(xué)過程中,數(shù)學(xué)的思想和方法應(yīng)該占有中心的地位,“占有把數(shù)學(xué)大綱中所有的、為數(shù)很多的概念,所有的題目和章節(jié)聯(lián)結(jié)成一個統(tǒng)一的學(xué)科的核心地位。”這就是要突出數(shù)學(xué)思想和方法的滲透,強(qiáng)化滲透意識。這既是數(shù)學(xué)教學(xué)改革的需要,也是新時期素質(zhì)教育對每一位數(shù)學(xué)教師提出的新要求。素質(zhì)教育要求:“不僅要使學(xué)生掌握一定的知識技能,而且還要達(dá)到領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想,掌握數(shù)學(xué)方法,提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)的目的。”而數(shù)學(xué)思想和方法又常常蘊(yùn)含于教材之中,這就要求教師在吃透教材的基礎(chǔ)上去領(lǐng)悟隱含于教材的字里行間的數(shù)學(xué)思想和方法。一方面要明確數(shù)學(xué)思想和方法是數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分,另一方面又需要有一個全新而強(qiáng)烈地滲透數(shù)學(xué)思想方法的意識。
四、制定滲透目標(biāo)
依據(jù)現(xiàn)行教材內(nèi)容和教學(xué)大綱的要求,制訂不同層次的滲透目標(biāo),是保證數(shù)學(xué)思想和方法滲透的前提。現(xiàn)行教材中數(shù)學(xué)思想和方法,寓于知識的發(fā)生,發(fā)展和運(yùn)用過程之中,而且不是每一種數(shù)學(xué)思想和方法都能象消元法、換元法、配方法那樣,達(dá)到在某一階段就能掌握運(yùn)用的程度。有的數(shù)學(xué)思想方法貫穿初等數(shù)學(xué)的始終,必須分級分層制定目標(biāo)。以在方程(組)的教學(xué)中滲透化歸思想和方法為例,在初一年級時,可讓學(xué)生知道在一定條件下把未知轉(zhuǎn)化為已知,把新知識轉(zhuǎn)化為已掌握的舊知識來解決的思想和方法;到了初二年級,可根據(jù)化歸思想的導(dǎo)向功能,鼓勵學(xué)生按一定的模式去探索運(yùn)用;初三年級,已基本掌握了化歸的思想和方法,并有了一定的運(yùn)用基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn),可鼓勵學(xué)生大膽開拓,創(chuàng)造運(yùn)用。實(shí)際教學(xué)中也確實(shí)有一些學(xué)生能夠把多種數(shù)學(xué)思想和方法綜合運(yùn)用于解決數(shù)學(xué)問題之中,這種水平正是我們走出題海所迫切需要的,它既是素質(zhì)教育的要求,也本文的最終目的。
五、遵循滲透原則
我們所講的滲透是把教材中的本身數(shù)學(xué)思想和方法與數(shù)學(xué)對象有機(jī)地聯(lián)系起來,在新舊知識的學(xué)習(xí)運(yùn)用中滲透,而不是有意去添加思想方法的內(nèi)容,更不是片面強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想和方法的概念,其目的是讓學(xué)生在潛移默化中去領(lǐng)悟。運(yùn)用并逐步內(nèi)化為思維品質(zhì)。因而滲透中勿必遵循由感性到理性、由抽象到具體、由特殊到一般的滲透原則,使認(rèn)識過程返樸歸真。讓學(xué)生以探索者的姿態(tài)出現(xiàn),在自覺的狀態(tài)下,參與知識的形成和規(guī)律的揭示過程。那么學(xué)生所獲取的就不僅僅是知識,更重要的是在思維探索的過程中領(lǐng)悟、運(yùn)用、內(nèi)化了數(shù)學(xué)的思想和方法。
六、探索并掌握滲透的途徑
數(shù)學(xué)的思想和方法是數(shù)學(xué)中最本質(zhì)、最驚彩、最具有數(shù)學(xué)價值的東西,在教材中除一些基本的思想和方法外,其它的數(shù)學(xué)思想和方法都呈隱蔽式,需要教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中,乃至數(shù)學(xué)課外活動中探索選擇適當(dāng)?shù)耐緩竭M(jìn)行滲透。
1.在知識的形成過程中滲透
對數(shù)學(xué)而言,知識的形成過程實(shí)際上也是數(shù)學(xué)思想和方法的發(fā)生過程。大綱明確提出:“數(shù)學(xué)教學(xué),不僅需要教給學(xué)生數(shù)學(xué)知識,而且還要揭示獲取知識的思維過程。”這一思維過程就是思想方法。傳授學(xué)生以數(shù)學(xué)思想,教給學(xué)生以數(shù)學(xué)方法,既是大綱的要求,也是走出題海的需要。因此必須把握教學(xué)過程中進(jìn)行數(shù)學(xué)思想和方法滲透的契機(jī)。如概念的形成過程,結(jié)論的推導(dǎo)過程等,都是向?qū)W生滲透數(shù)學(xué)思想和方法,訓(xùn)練思維,培養(yǎng)能力的極好機(jī)會。
2.在問題的解決過程中滲透
數(shù)學(xué)的思想和方法存在于問題的解決過程中,數(shù)學(xué)問題的步步轉(zhuǎn)化無不遵循著數(shù)學(xué)思想方法的指導(dǎo)。數(shù)學(xué)的思想和方法在解決數(shù)學(xué)問題的過程中占有舉足輕重的地位。教學(xué)大綱明確指出:“要加強(qiáng)對解題的正確指導(dǎo),要引導(dǎo)學(xué)生從解題的思想和方法上作必要的概括”,這就是新教材的新思想。其實(shí)數(shù)學(xué)問題的解決過程就是用“不變”的數(shù)學(xué)思想和方法去解決不斷“變換”的數(shù)學(xué)命題,這既是滲透的目的,也是實(shí)現(xiàn)走出題海的重要環(huán)節(jié)。滲透數(shù)學(xué)思想和方法,不僅可以加快和優(yōu)化問題解決的過程,而且還可以達(dá)到,會一題而明一路,通一類的效果,打破那種一把鑰匙開一把鎖的呆板模式,擺脫了應(yīng)試教育下題海戰(zhàn)的束縛。通過滲透,盡量讓學(xué)生達(dá)到對數(shù)學(xué)思想和方法內(nèi)化的境界,提高獨(dú)立獲取知識的能力和獨(dú)立解決問題的能力,此時的思維無疑具有創(chuàng)造性的品質(zhì)。如化歸的數(shù)學(xué)思想是解決問題的一種基本思路,在整個初等方程及其它知識點(diǎn)的教學(xué)中,可以反復(fù)滲透和運(yùn)用。
3.在復(fù)習(xí)小結(jié)中滲透
小結(jié)和復(fù)習(xí)是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),而應(yīng)試教育下的數(shù)學(xué)小結(jié)和復(fù)習(xí)課常常是陷入無邊的題海,使得師生在枯燥的題海中進(jìn)行著過量而機(jī)械的習(xí)題訓(xùn)練,其結(jié)果是精疲力盡,茫然四顧,收獲甚少。如何提高小結(jié)、復(fù)習(xí)課的效果呢?我們的做法是:遵循數(shù)學(xué)大綱的要求。緊扣教材的知識結(jié)構(gòu),及時滲透相關(guān)的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法。在數(shù)學(xué)思想的科學(xué)指導(dǎo)下,靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,突破題海戰(zhàn)的模式,優(yōu)化小結(jié)、復(fù)習(xí)課的教學(xué)。在章節(jié)小結(jié)、復(fù)習(xí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們注意從縱橫兩個方面,總結(jié)復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)思想與方法,使師生都能體驗(yàn)到領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,提高訓(xùn)練效果,減輕師生負(fù)擔(dān),走出題海誤區(qū)的輕松愉悅之感。
在教學(xué)要求上,與舊的課程標(biāo)準(zhǔn)相比,新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求更加宏觀,把握起來更加困難。新課程標(biāo)準(zhǔn)對物理教學(xué)中的實(shí)踐活動和探究活動非常重視,很多教師難以在規(guī)定的課時中完成教學(xué)任務(wù),因此往往采用單一的講授法。這就造成了新課改“新瓶裝舊酒”的情況,教學(xué)改革的效果不明顯,僅僅做了表面功夫,反而加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。
2.缺乏足夠的教學(xué)資源
這就要求學(xué)校配備專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備、實(shí)驗(yàn)人員和實(shí)驗(yàn)管理人員,很多學(xué)校都缺乏足夠的物理教學(xué)資源,對開放性設(shè)施的建設(shè)比較滯后。教學(xué)資源的匱乏對高中物理教學(xué)的改革造成掣肘,嚴(yán)重影響新課改下高中物理教學(xué)的教學(xué)效果。有些學(xué)校由于資金緊張,難以建立電子閱覽室、圖書資料室和完備的物理實(shí)驗(yàn)室,即使建立了各種實(shí)驗(yàn)室,也不能提供學(xué)生完全的自由探究,使用率不高,學(xué)校之間的資源共享也沒有建立起來。
二、如何提高新課改下高中物理教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量
1.高中物理教師要不斷提高自身的綜合素質(zhì)
新課程改革對教師提出了更高的要求,作為推進(jìn)高中物理教學(xué)改革的主體,高中物理教師必須具備更高的綜合素質(zhì)。高中物理教師不僅要鉆研教材,不斷提高自己的專業(yè)素質(zhì),還要對新課程改革的要求進(jìn)行全面的把握,提高自己的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。在新課程改革的要求下,高中物理教學(xué)中要具備各種形式的實(shí)踐活動,例如文獻(xiàn)探究、調(diào)查活動、實(shí)驗(yàn)探索等,教師要能夠在學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐活動的過程中對其進(jìn)行引導(dǎo),對實(shí)踐教學(xué)的方向予以把握,幫助學(xué)生更好地完成實(shí)踐活動。高中物理教師要全面提高自己的授課水平,能夠使用靈活的教學(xué)方法來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而達(dá)到新課改的要求。
2.將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引進(jìn)高中物理教學(xué)
當(dāng)前高中物理教學(xué)中普遍使用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué),在此基礎(chǔ)上,高中物理教師要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引進(jìn)高中物理教學(xué)中。通過運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以為學(xué)生打造一個廣闊的學(xué)習(xí)平臺,使學(xué)生能夠接觸到更多的物理知識,了解更多的物理現(xiàn)象。教師也可以利用網(wǎng)絡(luò)向?qū)W生介紹國內(nèi)外的前沿物理動態(tài),與學(xué)生就物理發(fā)展中的一些問題進(jìn)行探討和交流。例如,在講解人教版高中物理必修二“機(jī)械能守恒定律”一課時,教師就可以圍繞能量守恒定律與學(xué)生展開探討,讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料。教師可以向?qū)W生展示一些違背能量守恒定律的偽科學(xué),讓學(xué)生進(jìn)行破解。這樣一來,高中物理課堂的課堂氣氛更加活躍,學(xué)生能夠獲取更多的物理知識,教師也可以獲得更多的授課資源。
在此基礎(chǔ)上,大三大四年級設(shè)置相應(yīng)的綜合實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目5項(xiàng),進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能的綜合應(yīng)用實(shí)訓(xùn),包括生物技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)(內(nèi)容包括生物樣品的制備、含量測定、層析技術(shù)、電泳技術(shù)等)、發(fā)酵工程綜合實(shí)訓(xùn)(內(nèi)容包括菌種選育、發(fā)酵原料準(zhǔn)備、發(fā)酵工藝控制及產(chǎn)品分離技術(shù)等)、生物工藝實(shí)訓(xùn)(內(nèi)容包括抗生素生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)和啤酒生產(chǎn)工藝實(shí)訓(xùn)等)、酶工程實(shí)訓(xùn)(內(nèi)容包括淀粉酶發(fā)酵技術(shù),生物制劑的生產(chǎn)工藝等)、職業(yè)技能培訓(xùn)(內(nèi)容包括<營養(yǎng)配餐員>、<食品檢驗(yàn)工>國家級職業(yè)技能證書考核培訓(xùn)等)。要求學(xué)生必須通過所要求的專業(yè)技能訓(xùn)練項(xiàng)目才可以參加后續(xù)的專業(yè)(畢業(yè))實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))等工作。通過專業(yè)技能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練,保證學(xué)生掌握本科生必須具備的現(xiàn)代生物技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)踐技能,顯著增強(qiáng)學(xué)生在食品生物技術(shù)與生物制藥技術(shù)兩個專業(yè)方向的專業(yè)技能,并具有一定的行業(yè)綜合技能,具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)能力,具有歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力以及撰寫論文、參與學(xué)術(shù)交流的能力,同時強(qiáng)化職業(yè)技能資格證書作用,將擁有相關(guān)職業(yè)資格證書算入學(xué)分,進(jìn)入學(xué)生的生物技術(shù)能力評價的標(biāo)準(zhǔn),鼓勵學(xué)生多參加相關(guān)職業(yè)技能證書的培訓(xùn)和考證活動,提高學(xué)生適應(yīng)社會需要的能力。
二、轉(zhuǎn)變觀念,積極探索能力培養(yǎng)的新模式
1.改變教育觀念,在教與學(xué)中促進(jìn)學(xué)生能力培養(yǎng)。
教學(xué)改革的首要任務(wù)是教學(xué)形式的改進(jìn)。要改進(jìn)過去單純傳授知識、演繹知識的教學(xué)方式,在課堂教學(xué)中努力實(shí)踐、探索師生積極互動、共同發(fā)展的教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式的變革;研究教師在教學(xué)中的角色轉(zhuǎn)變;提倡啟發(fā)式、討論式等生動活潑的教學(xué)方法,創(chuàng)設(shè)寬松、民主、高效的課堂氛圍。探討培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)的策略;培養(yǎng)學(xué)生在新的教學(xué)理念下搜集與處理信息的能力,獲取新知識的能力,發(fā)現(xiàn)、分析、探索、解決問題的能力;交流與合作的能力等。尋求適合于、滿足于不同學(xué)生學(xué)習(xí)需要的,使每個學(xué)生都能得到充分發(fā)展的教育教學(xué)途徑,開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維和實(shí)際操作能力。其實(shí)關(guān)于能力培養(yǎng),我們還必須對生物教學(xué)中的存在的大量技能、技巧性的知識加以挖掘與開發(fā)。上世紀(jì)50年代英國哲學(xué)家邁克爾•波蘭尼(MichaelPolanyi)研究人類知識的形式,提出人類知識有兩種:一種類型的知識是通常以書面文字、圖表和數(shù)學(xué)公式加以表述的;另一種知識是我們知道但難以言述的知識,包括那些非正式的、難以表達(dá)的技能、技巧、經(jīng)驗(yàn)和訣竅等。前者稱為顯性知識,后者稱為隱性知識。顯性知識是能夠被人類以一定符碼系統(tǒng)(最典型的是語言,也包括數(shù)學(xué)公式、各類圖表、盲文、手勢語、旗語等諸種符號形式)加以完整表述的知識。隱性知識和顯性知識相對,是指那種不能通過語言、文字、圖表或符號明確表述,很難進(jìn)行明確表述與邏輯說明,它是人類非語言智力活動的成果。這是隱性知識最本質(zhì)的特性。隱性知識是存在于個人頭腦中的,它的主要載體是個人,它不能通過正規(guī)的形式(例如,學(xué)校教育、大眾媒體等形式)進(jìn)行傳遞,因?yàn)殡[性知識的擁有者和使用者都很難清晰表達(dá)。但是隱性知識并不是不能傳遞的,只不過它的傳遞方式特殊一些,例如通過“師傳徒授”的方式進(jìn)行(波蘭尼《個人知識》,貴州人民出版社2000年11月出版)。生物教學(xué)中的能力培養(yǎng),實(shí)際上確實(shí)存在著大量的隱形知識,生物技術(shù)是多門操作性很強(qiáng)的學(xué)科(生物技術(shù)領(lǐng)域包括發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、蛋白質(zhì)與酶工程、基因工程),它所涉及的多種技術(shù)(如熒光定量PCR、蛋白雙向電泳和分子雜交等)都有非常詳細(xì)的步驟,有的操作只需30秒、幾分鐘不等,幾十個步驟下來有的要耗時一周左右,而且整個過程的操作對象都不是肉眼所能分辨的,只有到了最后一步或者通過染色、或者借助儀器(凝膠成像儀、放射自顯影等)才能得出結(jié)果。即使是同樣的操作流程,不一樣的操作者完全有可能得到不一樣的試驗(yàn)結(jié)果甚至大相徑庭。從此方面來看,除了依靠課堂教學(xué)的知識傳遞以外,還需要更多的重復(fù)性、個體性的操作演練,這是我們長期教學(xué)實(shí)踐所忽視的一面。
2.改革教學(xué)評價機(jī)制,多形式提高學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)能力。
在高考指揮棒下,高校的教學(xué)評價也沿襲了用分?jǐn)?shù)評價學(xué)生一切學(xué)習(xí)狀況的慣性與惰性,目前高校最主要的人才評價機(jī)制是分?jǐn)?shù)標(biāo)注的學(xué)業(yè)成績,其他評價機(jī)制只能淪為輔助作用。如何改進(jìn)教學(xué)評價機(jī)制,對專業(yè)學(xué)習(xí)能力的提高具有重大意義。為科學(xué)評價教學(xué)質(zhì)量,需要確定科學(xué)的評價方法和建立科學(xué)的評價體系。為此,在專業(yè)素質(zhì)能力等少數(shù)知識性較強(qiáng)的課程中采用百分制的積分方式,而其他的技能與創(chuàng)新能力的課程則盡量采用其他的計(jì)分方式,如用國家職業(yè)技能證書(如營養(yǎng)師考核證書、食品檢驗(yàn)師考核證書等技能證書)代替課程成績,頂替學(xué)分,用研究成果(如、研究成果、科研項(xiàng)目等)取代實(shí)驗(yàn)課成績,盡量不用量化的分?jǐn)?shù)評價學(xué)生的生物技能。即使在普通生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)評價,也盡量注重對學(xué)生學(xué)習(xí)及研究過程和方法的引導(dǎo),采取通過查閱有關(guān)資料或進(jìn)行實(shí)驗(yàn)才能完成且無統(tǒng)一答案的作業(yè)等形式進(jìn)行評價。考試方法多樣化,如采取開卷或半開卷、文獻(xiàn)綜述、專題論文、案例分析等形式,評分標(biāo)準(zhǔn)則側(cè)重學(xué)生研究、解決問題的思路和方法,是否有獨(dú)立見解和創(chuàng)新,從而培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我發(fā)展的能力。
二、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重創(chuàng)新,改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)
創(chuàng)新教育需要創(chuàng)造性的教與學(xué)。教師創(chuàng)新、改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn),不但使學(xué)生掌握了有關(guān)的知識,而且培養(yǎng)他們用科學(xué)方法創(chuàng)新的精神,激活創(chuàng)新意識,進(jìn)而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力之目的。物理學(xué)中的許多物理量,如摩擦力、路程、位移等都是在演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生通過分析、比較、綜合概括出來的,使學(xué)生了解在物理量的研究中是怎樣進(jìn)行抽象思維的,而不是簡單地講出這些物理量的意義,學(xué)生一旦形成這種習(xí)慣,有了這種能力,既容易理解物理概念、物理意義,又有利于接受新知識。因此,教師要注重對演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新。
三、在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,讓學(xué)生多做探索性實(shí)驗(yàn)
多做探索性實(shí)驗(yàn),可以培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法,一般過程是:提出問題——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——獲取實(shí)驗(yàn)事實(shí)——探索規(guī)律——拓寬應(yīng)用。學(xué)生可運(yùn)用已學(xué)的物理原理、知識解決實(shí)際問題,進(jìn)行探索性的實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生的創(chuàng)新培養(yǎng),探索性實(shí)驗(yàn)還要求學(xué)生有較多思考和討論,對于操作的安排、步驟的設(shè)計(jì)、儀器的選擇,教師提出一些問題,供學(xué)生討論研究。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)中,教師不是簡單地把結(jié)論告訴學(xué)生,而是按照:提出問題創(chuàng)設(shè)情境——自學(xué)、討論或?qū)嶒?yàn)探索——尋求規(guī)律——得出結(jié)論——實(shí)際應(yīng)用——發(fā)現(xiàn)問題的過程進(jìn)行,每個環(huán)節(jié)都充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)時,要讓學(xué)生的創(chuàng)新能力得到培養(yǎng)、鍛煉和提高。
四、物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
教師要堅(jiān)信每一個正常的學(xué)生都有創(chuàng)新潛能,都能通過適當(dāng)?shù)慕逃〉脛?chuàng)新性的成績,成為某一方面的創(chuàng)新人才。教師要創(chuàng)設(shè)一種民主、寬松、和諧的創(chuàng)新教學(xué)氛圍,讓學(xué)生脫離常態(tài),從不同的角度去思考問題,在創(chuàng)造過程中要注意突破定型思考的習(xí)慣,對問題既可以從正面思考,又可以從側(cè)面思考,一味固守一種方法就可能走進(jìn)死胡同,碰壁失敗,而突破思維習(xí)慣,從不同的角度思考問題,則會得到成功。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要注重開辟多樣化的第二課堂,也是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑。做法有:
1.利用身邊的材料進(jìn)行小制作、小發(fā)明,并要求學(xué)生展示自己的作品。這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力,而且使學(xué)生養(yǎng)成精益求精的作風(fēng),形成開放的心理,培養(yǎng)自強(qiáng)意識。
2.要求學(xué)生設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn),證明簡單的物理規(guī)律,大膽地把實(shí)驗(yàn)放給學(xué)生去做,教師看中探求知識的過程以及在過程中形成研究能力、創(chuàng)新意識和探索精神,而不僅是看中結(jié)論。
3.鼓勵學(xué)生參與社會性分明的新活動,多觀察身邊的事物,用自己所學(xué)的知識,搞一些小發(fā)明、小創(chuàng)造,改變周圍的環(huán)境。
4.設(shè)置課外活動小組,通過分組討論,集思廣益,組間交流能調(diào)動學(xué)生思維的積極性,發(fā)揮了學(xué)生的想象力,使智力從“常態(tài)”躍遷到“激發(fā)態(tài)”,由此迸發(fā)出創(chuàng)造思維火花,從中獲取了新的知識,同時培養(yǎng)了創(chuàng)造力。
總之,物理實(shí)驗(yàn)易于引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自覺性和積極性,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維、創(chuàng)新能力發(fā)揮著積極的作用。我認(rèn)為在優(yōu)化演示操作這一教法基本因素中,必須注意以下幾點(diǎn):
1.邊演示操作邊觀察思考,為學(xué)生思維的擴(kuò)展準(zhǔn)備豐富的表象;而表象的形成,又必須通過動手(演示操作)、用眼(認(rèn)真觀察)、動腦(積極思考),才能獲得清晰的圖像。
2.必須充分發(fā)揮形象思維的物理教學(xué)功能。愛因斯坦就說過,他思考問題時,不用語言進(jìn)行思考,而用活動的跳躍的形象進(jìn)行思考。這種思考完成之后,他還要花很大力氣再把它轉(zhuǎn)換成語言。
3.啟發(fā)要注意時機(jī),當(dāng)學(xué)生百思不解、急需幫助的時候;當(dāng)學(xué)生思維斷層,需要指導(dǎo)的時候;當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)錯誤,需要糾正的時候,這是啟發(fā)誘導(dǎo)的最佳時機(jī)。
4.啟發(fā)要注意方法,啟發(fā)是指點(diǎn)航向,而不是越俎代庖,更不是知識的直接灌輸。
5.啟發(fā)要因勢利導(dǎo),鼓勵和保護(hù)學(xué)生的積極性。
參考文獻(xiàn):
二、數(shù)學(xué)邏輯方法在物理解題中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)思想方法解決物理問題的能力主要表現(xiàn)在兩個方面:其一,分析法,通過歸納、概括、抽象化的方法,將物理現(xiàn)象與過程等物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題;其二,綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法,快速、準(zhǔn)確的計(jì)算物理上的數(shù)據(jù)問題。物理問題的解決往往就需要分析法與綜合法交叉使用,共同作用。因此,在解決物理問題中,數(shù)學(xué)邏輯方法的運(yùn)用顯得尤為重要,合理利用數(shù)學(xué)邏輯方法可以是物理現(xiàn)象、變化表現(xiàn)的更加直觀,解答的過程更加簡便。
三、函數(shù)知識在物理中的應(yīng)用
(一)信息量大,教學(xué)效率高。大學(xué)物理課程中有大量的公式、圖形,如果僅靠手寫,會耗費(fèi)大量的教學(xué)時間,而且在合班教學(xué)時,教師較多手寫的內(nèi)容不易被所有學(xué)生看清,這都會影響到教學(xué)效率。多媒體教學(xué)中,教師備課時將要講的知識點(diǎn)事先做好課件,可以在課堂上節(jié)省出較多的時間,這些時間可以用來講解原理、公式的發(fā)現(xiàn)和推導(dǎo)過程。多媒體授課形式直觀、有效,能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式,傳授知識的效果更好。
(二)直觀、生動,便于學(xué)生理解抽象的物理概念。物理課中有很多難以直接感知的概念和運(yùn)動過程,例如:氣體分子速率分布、電磁波的產(chǎn)生和傳播、狹義相對論等,學(xué)生對這些物理模型僅憑想象很難理解。多媒體教學(xué)能夠?qū)⑦@些概念和運(yùn)動過程用模擬的圖像、動畫等多種方式表現(xiàn)出來,這樣使學(xué)生能夠直觀、生動的去感知物理現(xiàn)象和物理內(nèi)涵,再由表及里,由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識,從而加深學(xué)生對物理模型的理解。另外,物理是以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科,利用多媒體技術(shù),可以將一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)過程做成演示課件,緊密配合課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行演示,對物理理論知識的教學(xué)有積極促進(jìn)作用。
(三)多媒體課堂互動性強(qiáng)。學(xué)生參與教學(xué)活動能夠提升學(xué)習(xí)的主動性,多媒體教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)互動式教學(xué)。當(dāng)講解完某一知識點(diǎn)后,教師可以提出問題讓大家分析、討論,當(dāng)教師總結(jié)時,可以將已講過的相關(guān)內(nèi)容用多媒體課件再次演示,在這個過程中,加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的理解,同時教師也知道了學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況,因地制宜地調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。針對一些難懂的知識點(diǎn),可以根據(jù)多媒體課件反復(fù)演示、講解,以免學(xué)生因不理解而造成興趣低落。
(四)有助于學(xué)生了解物理學(xué)的發(fā)展歷程和物理學(xué)在本學(xué)科中的作用。利用多媒體技術(shù),能夠更多地演示物理學(xué)的發(fā)展歷程和相關(guān)的物理學(xué)家圖片、視頻等,這有助于學(xué)生了解物理學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)。也可以介紹一些當(dāng)前的研究特點(diǎn),尤其是物理學(xué)和本專業(yè)學(xué)科的交叉領(lǐng)域的研究特點(diǎn),這樣不僅能拓寬學(xué)生的物理視野,同時還能使學(xué)生對專業(yè)、學(xué)科有一個綜合的理性認(rèn)識,也就是對物理學(xué)的重要性有了理性的認(rèn)識,從而提高學(xué)習(xí)積極性。
二、大學(xué)物理多媒體教學(xué)實(shí)例
多媒體技術(shù)在教學(xué)中具有上述優(yōu)勢,可如何將多媒體技術(shù)優(yōu)勢與具體的物理教學(xué)結(jié)合起來?我們以光的粒子性為例進(jìn)行探討。光的粒子性在《大學(xué)物理》的近代物理基礎(chǔ)部分,《原子物理學(xué)》、《固體物理學(xué)》和《半導(dǎo)體物理》的量子物理部分,以及《量子力學(xué)》均有體現(xiàn),是大學(xué)階段很重要的物理概念。因?yàn)楣饩哂辛W有裕援?dāng)光照射到金屬表面時,電子從金屬表面逸出,稱為光電子。這部分知識比較抽象,為了加深學(xué)生的認(rèn)知和理解,可以將光電效應(yīng)的原理和現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用利用多媒體課件展示給學(xué)生。利用光電效應(yīng)開發(fā)的光控繼電器,如圖1所示,其原理是:當(dāng)光照在光電管上,光電管電路中產(chǎn)生光電流,經(jīng)過放大器放大,使電磁鐵M磁化,而把銜鐵N吸住。當(dāng)光電管上沒有光照時,光電管電路中沒有電流,電磁鐵就把銜鐵放開,將銜鐵和控制機(jī)構(gòu)相連接,就可以進(jìn)行自動控制了。這種光控繼電器可以用于自動控制,如自動計(jì)數(shù)、自動報警、自動跟蹤等設(shè)備。在課堂上,展示給學(xué)生示意圖,并讓學(xué)生對光控繼電器的這些應(yīng)用展開探討,拉近物理理論和現(xiàn)實(shí)生活的距離,同時讓學(xué)生認(rèn)識到物理的重要性,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、多媒體教學(xué)應(yīng)注意的事項(xiàng)
多媒體教學(xué)雖然有諸多優(yōu)勢,但在教學(xué)過程中也碰到了一些問題。任何事物都具有兩面性,因此我們也不能過分夸大多媒體教學(xué)的作用。以下結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn),談一下多媒體教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題。
(一)教研室群策群力開發(fā)高質(zhì)量的多媒體課件。課件的質(zhì)量影響著多媒體教學(xué)的效果,如果不結(jié)合教學(xué)實(shí)際,僅僅是網(wǎng)上復(fù)制、粘貼制作而成的課件,其教學(xué)效果難以保證。針對這一問題,我院應(yīng)用物理教研室各位老師在素材的收集和編排上融入了集體的智慧,針對每個章節(jié)、每個演示內(nèi)容都做到精益求精。課件在教學(xué)使用中,我們還不斷收集學(xué)生對課件的意見和建議,而后進(jìn)行推敲、修改。制作課件要摒棄一勞永逸的態(tài)度,應(yīng)該緊跟學(xué)生的特點(diǎn)和時代的特征,不斷的優(yōu)化和完善課件內(nèi)容,從而使其作用發(fā)揮到最大。
(二)把握好教學(xué)節(jié)奏。多媒體課件的使用,使教師部分?jǐn)[脫了手書的辛苦,但也出現(xiàn)了一些老師講課速度過快,或者僅僅照著課件讀出來等現(xiàn)象,這非但不能提高教學(xué)質(zhì)量,而且還會造成學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣低落。[3]對此,教師應(yīng)該清醒地認(rèn)識到,多媒體只是輔助教學(xué)工具,不是萬能的,只有對知識系統(tǒng)、詳細(xì)的講解和剖析,才能夠使學(xué)生聽到關(guān)鍵內(nèi)容。教師備課時對課件內(nèi)容要爛熟于心,授課時可以以課件為提綱,實(shí)現(xiàn)課件頁面與知識點(diǎn)講解的有機(jī)對接,游刃有余地組織教學(xué),并且根據(jù)學(xué)生的掌握情況,適當(dāng)調(diào)整、安排進(jìn)度。
(三)多媒體教學(xué)應(yīng)與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合。如果過分強(qiáng)調(diào)教學(xué)手段現(xiàn)代化的作用,只能導(dǎo)致教學(xué)重“形式”輕“效果”。從本質(zhì)上講,多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)只是不同的教學(xué)形式,并不對立。[4]尤其是對于大學(xué)物理教學(xué),里面有很多重要公式,如果僅靠課件的展示,學(xué)生很難理解公式的推導(dǎo)過程,這時傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。教師將公式的詳細(xì)推導(dǎo)過程逐步書寫出來,學(xué)生在了解公式推演過程的同時,能夠加深對公式的理解。對于部分例題,采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,循序漸進(jìn)地書寫出每一步的推導(dǎo)過程,同樣也可以提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。所以,在大學(xué)物理教學(xué)過程中,應(yīng)將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)巧妙地結(jié)合起來,交替使用,才能真正提高教學(xué)效果。
1.1引入新課時在引入新課環(huán)節(jié),會通過故事和實(shí)驗(yàn)之類創(chuàng)設(shè)一定的物理情境.往往是引人入勝的故事或?qū)嶒?yàn)結(jié)束之后,情緒高漲的學(xué)生會突然松懈下來,讓你感覺他們是來看熱鬧的.或者是當(dāng)你已經(jīng)開始下一環(huán)節(jié)了,還看到一些學(xué)生在竊竊私語,“沉迷”于剛才的感官刺激中.如何將學(xué)生順利帶入下一個教學(xué)環(huán)節(jié),且保持合適的思維興奮度呢?筆者認(rèn)為,恰當(dāng)而及時的問題跟進(jìn)是一個好方法.一個緊扣背景的問題提出來,可以迅速地使學(xué)生從“陶醉”狀態(tài)清醒過來,轉(zhuǎn)而開始思考“為什么”、“這是怎么回事”.比如,在“物體的浮沉條件”的教學(xué)中,教師首先在兩個玻璃杯中倒?jié)M雪碧,然后把一個青葡萄投入一杯雪碧中,大家都看到葡萄是沉底的.這個現(xiàn)象很平常,生活中會沉底的物體太多了.這時候,教師又出示一個青葡萄,說這個葡萄是有靈性的,能聽我指揮.然后把它投入另一杯雪碧中,結(jié)果發(fā)生了令人感到驚奇的現(xiàn)象,葡萄在教師的口令下一會兒上浮,一會兒下沉,學(xué)生們都快看傻眼了.稍作停頓,教師發(fā)話了:“這顆神奇的葡萄真能聽懂我的話嗎?它的上浮下沉肯定另有原因,到底為什么呢?大家想不想一探究竟?”學(xué)生在這樣的問題引領(lǐng)下,一定會積極思考,以極大的熱情投入到后續(xù)問題的探索中.如果沒有這幾個問題的提出,結(jié)果會怎樣?我們也不妨來預(yù)想一下,實(shí)驗(yàn)做完了,學(xué)生也看呆了.這時教師發(fā)話了:“好神奇的現(xiàn)象,就讓我們一起來研究物體的浮沉.”接下來他的課堂會呈現(xiàn)什么樣的景象,我們應(yīng)該能想象得出,有的繼續(xù)盯著葡萄欣賞,還有的在想我回家也做做看,太好玩了.總之,學(xué)生的思維沒有被真正調(diào)動起來,這樣的引入可以說是功敗垂成.當(dāng)然,在引入環(huán)節(jié)設(shè)置問題也要注意方式.提問的目的是統(tǒng)一學(xué)生的思維,引發(fā)學(xué)生的思考,激起學(xué)生探索的欲望.所以不要單獨(dú)提問某個學(xué)生,也不要急于找出答案,問題要點(diǎn)到但不要點(diǎn)透.
1.2進(jìn)行探究時提問這時的學(xué)生已經(jīng)冷靜下來了,問題擺在面前,要做的就是動腦筋分析背后的原因,尋找理論支撐.這時就涉及到科學(xué)探究的過程和方法問題.比如,猜想和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),選擇什么樣的器材,要采集什么數(shù)據(jù)等等.如果教師不提供任何幫助,想讓學(xué)生自主完成探究是不現(xiàn)實(shí)的.為什么呢?初中學(xué)生的心智水平?jīng)Q定了他們很難獨(dú)立完成科學(xué)探究.那么學(xué)生能不能求助于課本呢?現(xiàn)行教材中的探究實(shí)驗(yàn)其實(shí)是一種模擬的探究過程,整個過程甚至結(jié)果在教材中都有安排或提示.學(xué)生如果提前預(yù)習(xí),那么課堂上的探究就會失去價值,但不預(yù)習(xí),學(xué)生往往又會束手無策.怎么辦?他們必須要得到教師的幫助.這時的教師就要對學(xué)生進(jìn)行必要的引導(dǎo),而這種引導(dǎo)主要是以問題的形式提出:你的意見是什么?你能想到用什么辦法來解決這個問題?你怎么證明這個想法?這樣做的意義是什么?你為什么要這么做?什么樣的器材能給你提供幫助?你想看到什么現(xiàn)象?你看到了什么現(xiàn)象?你認(rèn)為這意味著什么?等等諸如此類的問題.比如,在“壓力作用效果的影響因素”的教學(xué)中,通過生活實(shí)例和學(xué)生的親身體驗(yàn),學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了壓力大小和受壓面積會影響壓力的作用效果.但具體怎么影響,怎么研究這個問題才是學(xué)生認(rèn)知的重點(diǎn).而此時,大多數(shù)學(xué)生感到謎底已經(jīng)解開了.教師這時候就要及時地拋出一個問題:你認(rèn)為哪個因素對壓力作用效果的影響更大呢?你為什么這么講呢?這顯然會引發(fā)爭論或疑惑.而接下來就是在你的“煽動”和一個個問題啟發(fā)下,學(xué)生開始了各顯身手的探究過程.在整個過程中,教師并沒有包辦什么,也沒有插手學(xué)生的探究,要做的就是“場外指導(dǎo)”,一個類似于“先知”的角色.這樣就避免了學(xué)生思維的過度發(fā)散,也避免了學(xué)生活動的盲目性.同時也符合“以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念.
1.3得出結(jié)論時提問任何探究都應(yīng)該有結(jié)論,可以是定性的描繪,也可以是定量的數(shù)據(jù).學(xué)生在得到結(jié)果以后就會認(rèn)為該做的事情已經(jīng)做完了.其實(shí),這正是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的絕佳時機(jī).一組數(shù)據(jù)能說明什么?你的結(jié)論有沒有片面性?多做幾次會怎么樣?比如,在“浮力大小的影響因素”的實(shí)驗(yàn)中,將圓柱狀金屬塊用彈簧測力計(jì)懸吊著逐漸浸入水中的過程中,學(xué)生觀察到隨著金屬塊浸入水中的深度的增加(未完全浸沒),彈簧測力計(jì)示數(shù)不斷減小.學(xué)生由此分析出浮力的大小與物體浸入水中的深度有關(guān).這是一種常見的錯誤,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)沒有問題,數(shù)據(jù)也沒有問題,你怎么否定它?有的教師直接告訴學(xué)生這是錯的,其實(shí)在剛才的過程中V排也在變化,是V排的變化導(dǎo)致了浮力的變化.這樣的處理方法怎么樣?這簡直就是否定學(xué)生的努力,學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn).還有的教師會靈活一些,告訴學(xué)生剛才的實(shí)驗(yàn)金屬塊都有一部分露出水面,再試試看,完全浸沒會怎樣?這樣的啟發(fā)很明確,學(xué)生按圖索驥找到答案是很容易的.但這樣的處理還是浪費(fèi)了一個開啟學(xué)生智慧之門的機(jī)會.那怎么處理才夠精彩呢?有經(jīng)驗(yàn)的教師會先肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn),然后提出自己的疑問:深度越深浮力越大,如果是這樣的話,把金屬塊放到很深的水里會怎樣?會不會浮力大到足以和重力相等?這樣的話會出現(xiàn)什么結(jié)果?可能會有重大發(fā)現(xiàn)的心理驅(qū)動足以讓學(xué)生開始新的嘗試———金屬塊慢慢浸沒到水下.學(xué)生會有什么發(fā)現(xiàn)?他們的思維會產(chǎn)生怎樣強(qiáng)烈的波動?我想答案是顯而易見的.
2把握提問的策略
2.1問題與學(xué)生的匹配學(xué)生之間存在個體差異,提問時對照名單挨個來,師生交流就會顯得磕磕碰碰.因?yàn)閱栴}沒有找到適合的學(xué)生來回答.有經(jīng)驗(yàn)的教師會將問題分成幾類,將學(xué)生也分成幾類.像基礎(chǔ)知識的提問以及引發(fā)興趣的問題要找一些學(xué)困生來回答.比如,在“滑動摩擦力影響因素”的教學(xué)中,可以設(shè)計(jì)一個小游戲———拔河比賽:請一男一女兩位同學(xué)用兩根手指捏緊一把鋼尺的兩端,用力向后拔,通常男同學(xué)獲勝.在經(jīng)過必要的“煽動”后,兩人都拚盡全力向后拔.結(jié)果男同學(xué)反而輸?shù)袅吮荣悾瑸槭裁茨兀窟@個問題可以讓基礎(chǔ)較差的學(xué)生來回答,因?yàn)闆]用標(biāo)準(zhǔn)答案,可能的原因有很多,學(xué)困生也能說出一兩條(實(shí)際原因是男同學(xué)那端被涂了一層油).這樣不但提高了這部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且給了他們展示自己的平臺,讓他們獲得了成功的體驗(yàn),對他們后續(xù)知識的學(xué)習(xí)也是有幫助的.而中等難度、需要進(jìn)行概括或引申的或靈活性較高的問題,就需要有一定的知識儲備和思維能力的學(xué)生來回答.比如,在“伏安法測電阻”的實(shí)驗(yàn)中,開關(guān)閉合后小燈泡不亮,這是什么原因?這個問題需要學(xué)生對電路知識有足夠的理解和把握,而且題目也具有一定的開放性,對能力要求較高.需要一些成績優(yōu)秀頭腦靈活的學(xué)生來回答,否則就會挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,還會影響到教學(xué)進(jìn)度.還有些問題根本無需學(xué)生立刻作出回答,提出這些問題的目的是要引發(fā)學(xué)生的思考.有時幾個問題連珠炮式的提出,層層深入,足以讓學(xué)生陷入沉思.就如同福爾摩斯探案一樣,一個又一個問題在頭腦中縈繞.能讓學(xué)生對某些問題進(jìn)行深度思考,我們的目的也就達(dá)到了.