APP下载

“最近发展区”在物理概念教学中的应用

2012-01-23王进峰

物理通报 2012年10期
关键词:线框磁通量最近发展区

王进峰

(嘉兴高级中学 浙江 嘉兴 314000)

1 教学中遇到的困惑

物理是一门逻辑性很强的学科,概念的教学尤为重要,在新课教学中,有时对于一个概念的教学反反复复地讲,但是学生要么一头雾水,不知所云;要么就死记硬背,没有掌握本质,教学的效果很不理想.譬如,磁通量为什么就是磁感线的条数、电容器的电容的定义、电势能的概念等等.这些概念对于学生很难深入本质地理解到位,笔者通过反思自己的教学环节,发觉需要反省的正是概念教学的方式.

新课阶段,学生对于陌生的物理概念很难一下理解掌握,假如教师只是单纯地重复,学生只能机械地记忆,并不能深入理解概念的本质,也就形不成有效教学.“同化”过程如果出了问题,对学生后期的发展将会是很大的隐患.譬如,不理解电势,就很难理解电势能.物理知识的系统性很强,某一个环节出了问题,将会影响学生的学习兴趣,进而失去对物理的学习热情.

因此,我们在新课的概念教学过程中,不要一步到位,应该搭一个台阶,让学生能顺着台阶一步步地走,就好像给学生一个桃子,不能放太高,太高了他们够不着,就会失去追求的热情;也不能放太低,太低了就没有吸引力;应该放在一个他们跳一跳恰好能够到的地方,这样“诱使”他们一步步达到成功的彼岸.

这样质朴的道理也是有深刻的理论依据作为支撑的,前苏联教育理论家维果斯基的“最近发展区”理论与笔者思考的观点不谋而合[1].

2 寻找理论支撑

“最近发展区理论”认为学生的认知发展有两种水平,一种是学生的现有水平,指独立活动时所能达到的解决问题的水平;另一种是学生可能的发展水平,也就是通过教学所获得的潜力,两者之间的差异就是“最近发展区”.教学应着眼于学生的“最近发展区”,为学生提供带有难度的内容,从而,调动学生的积极性,发挥其潜能,超越其“最近发展区”而达到其可能发展到的水平,在此基础上进行下一个“发展区”的发展[2].

根据“最近发展区”理论,教学必须遵循因材施教的原则.从学生整体而言,比如一个班,教学应面向绝大多数学生,使教学的深度为大多数学生经过努力所能接受.这就得从大多数学生的实际出发,考虑他们整体的现有水平和潜在水平,正确处理教学中的难与易,快与慢,多与少的关系,使教学内容和进度符合学生整体的“最近发展区”.例如,遇到较难的章节,教师可以添加一些为大多数学生所能接受的例子,不一定全部按照课本的例题照搬,防止“本本主义”,以便各有所获.对于个体学生来说,有的学生认知能力强,兴趣广泛,思维敏捷,记忆力强,他们不满足按部就班的学习 ,迫切希望教师传授给他们未知的知识,要求更有深度的拓展.教师应根据他们的“最近发展区”的特点,实施针对性教学.

3 在实践中积极尝试

依据“最近发展区”理论,教学也应采取相适应的手段,教师借助教学方法、手段,引导学生掌握新知识,形成技能、技巧,要实现这一目的关键在于正确分析学生的“最近发展区”,然后铺好台阶,因材施教.下面讲两个笔者在教学实践中应用理论指导教学的案例.

3.1 匀变速直线运动位移公式的推导

在讲新课之前,先对学生和教材进行详细地分析.

学生已有的知识背景分析:能求匀变速直线运动的位移,知道位移x=vt.

学生可能的发展水平分析:处理变速直线运动的位移,化变为恒的思想,极限思想.

在已有知识和可能的发展水平之间存在巨大的鸿沟,怎样搭起一座过渡的桥梁呢?笔者的教学设计是,用一张形状不规则的纸张(图1),让学生想想怎样求这张纸的面积.

图1 不规则纸张

生:画格子法(图2).画好格子然后数格子数,不满半格的舍去,超过半格的算一格,设格子的总数为n,每一格的面积为S0,总面积为S=nS0.

图2 画格法

师:怎样才能更精确点?

生:格子更小一些就行了.当格子足够小时,面积就精确地等于格子的总面积之和.

师:既然不规则的面积可以分成很多小的规则的格子,那么,匀变速直线运动该怎么样来处理?

学生很自然就想到采用分割的方法,将变速运动分解成很多个运动,每一个运动都是匀速直线运动,最后,将匀速直线运动的位移求和就是整个匀变速运动的位移了,将不熟悉的知识归为已学知识和已经掌握的方法.

评析:求不规则平面面积的例子其实已经渗透了“极限”的思想,然后,再提出将变速运动切割成无限多段“匀速运动”就顺理成章了.给学生搭了一个思维的台阶,就能顺利达成教学目标了.

3.2 电势能概念教学

“电势能”是电学里很难直观表述清楚的概念,因为电场本身看不见摸不着,非常抽象,而能量是教学中的又一个难点,两个加在一起,学生要想理解并掌握它非常困难,所以,我们不妨借助“最近发展区”理论来寻找教学的突破口.在实施新课教学之前,先分析学生的知识和能力水平.

学生已有的知识背景分析:初步有了电场的概念,电场的强度也已经能表达,但是对于电场中的能还没有概念.

学生可能的发展水平分析:电荷在电场中具有的能量叫电势能.电势能与电场力做功密切相关,电场力做的功等于电势能的变化.

从电场的“强弱”到电场具有“能”是一个巨大的思维跳跃,学生的思维还没有准备好,但是学生已经在“机械能”一章里学习了重力势能的概念,知道重力势能与自身重力和高度都有关,而势能差与重力做功有关.笔者的教学设计就从他们熟悉的情境入手.

物体放在高处,为什么具有重力势能?怎样体现的?学生知道,因为重力会做功,所以具有重力势能.然后举电荷的例子,电荷放在电场中会运动吗?学生知道电荷在电场力作用下会加速,也就是说电场力能对电荷做功,会做功说明电荷在电场中具有能量,叫电势能.然后,与重力势能的表达式类比.电场能肯定与自身的电荷有关,又与在电场中的位置有关,于是可得到电势能的表达式.这样的过渡与类比非常自然贴切,化解了教学的难点,顺利实现过渡.

评析:从电场强度到电势能,这个跨度可谓巨大,但是经过分析整合,利用类比将知识的鸿沟一步步填平,使得学生跳一跳能够得到新的知识,发展新的能力,符合最近发展区理论提出的观点.

3.3 磁通量教学

磁通量是磁场一章的一个难点,学生可以采用类比的方法对磁感应强度从电场强度里寻找灵感,但是磁通量是很抽象的,主要是为了电磁感应而引入的概念,那么,怎样寻找“最近发展区”呢?

学生已有的知识背景分析:有磁感应强度的概念,已经建立磁感线的概念.

学生可能的发展水平分析:从磁通量的意义来看,磁通量所表示的是穿过磁场中某个面的磁感线的有效条数;从场线角度来看,穿过线圈的磁通量与线圈匝数无关.

磁通量是标量,但它有正、负之分,其计算遵守代数运算法则.在研究某个面处于多磁场时,必须考虑正、负磁通量的代数和的效果.但是很多学生没有这样的概念,不妨以收入与支出打个比方,即你收入100元,支出30元,还剩多少?那么,我们在理解磁通量的概念时,也可以采用“收入、支出相抵”的方法来理解,看抵消后还剩下多少条就是磁通量的含义了.不妨举个例子,如图3所示,平行长直导线P,Q中通过同方向、同大小的电流,矩形导线框abcd与P,Q处在同一平面.在矩形导线框从图示位置Ⅰ向右匀速运动到Ⅱ的过程中,穿过它的磁通量如何变化?

图3 磁通量变化情况分析

解析:因为线圈处于两个导线产生的磁场中,所以,穿过线圈的磁通量必须考虑代数和.越靠近通电导线磁场越强,越远离则磁场越弱,由于两根导线通过的电流大小、方向均相同,则线框处于中间位置时,穿过它的磁通量的代数和为零;在中间位置偏左侧,穿过线框的磁通量的代数和表现为垂直于线框向里,且越靠近导线P,穿过线框的磁通量越大;在中间位置靠右侧,穿过线框的磁通量的代数和表现为“垂直于线框向外,且越靠近导线Q,穿过线框的磁通量越大”,因此,在线框从Ⅰ位置移到Ⅱ位置的过程,穿过线框的磁通量表现为先减小,后增加.

评析:磁通量过于抽象,如果没有铺垫,学生难以一步到位理解透彻,所以,需要搭桥.物理概念常常需要通过类比将知识的鸿沟一步步填平,可以是概念类比,也可以用生活经验类比,可以使抽象的概念更加直接形象,也更容易被学生接受.

4 实践后的感想

有了“最近发展区”理论的指导,在教学前仔细分析学生已有知识水平和可能的发展水平,如果跨度不大,学生可以接受的,直接讲概念;如果跨度很大的话,则就在它们之间寻找一个个教学台阶,让学生站在台阶上,再往更高处看,就能看得更远,知识就能顺利衔接.这样,学生会一路随着你的指引,行到水穷处,坐看云起时.

参考文献

1 张大均.教育心理学.北京:人民教育出版社,2003

2 徐美娜.“最近发展区”理论及对教育的影响与启示.教育与教学研究,2010(5)

猜你喜欢

线框磁通量最近发展区
浅析磁通量变化量在电磁感应现象中的应用
玩转方格
线框在磁场中平动模型的九种情景剖析
随位移均匀变化的磁场中电磁感应规律的初探
磁通量概念解读
磁通量概念解读
结合一堂考核课试论经典小说的品鉴与赏析
基于“最近发展区”的班级内分层教学研究
论促进幼儿“最近发展区”的路径选择
浅析高中数学课堂的提问策略