重要的是,让学生喜欢物理课
——以“磁场对运动电荷的作用力”为例
2014-03-20
(南京师范大学附属中学,江苏 南京 210003)
目前我国基础教育的生态环境不太理想,教学处于强大的升学功利场中.物理教学也是一样,唯升学观导致了课堂教学的异化,物理知识的建构过程被浓缩了、甚至消失了,物理学蕴藏的独特的思想成了空中楼阁,前人在探究物理真知的过程中形成的学科文化更是难觅踪迹.这些异化的教学现象扼杀了学生的好奇心,降低了他们的学习兴趣.这些教学现象应当改变!教师可以做出自己的努力,笔者认为物理教师应有这样的课堂教学追求,让学生喜欢自己的物理课!当学生真正喜欢物理课时,他们的学习积极性才能真正被激发,他们的学习主动性才能真正被调动,他们的学习主体性也才能真正得到体现.有了这三个“真正”,物理教学的天空必将是晴朗的.怎样才能让学生喜欢物理课呢?笔者的建议是:教师应当努力让自己的课堂教学做到“四有”,即要有新意,要有美感,要有品位,要有韵味.
1 要有新意
有新意,就是要有所创新,就是要勇于突破传统.教师应当努力在教学手段、教学程序及教学方法等方面表现出自己的创新设计和独特见解.
教学有新意的特征是:别出心裁.有新意的课堂教学能够给同行以启发.
有新意的课,要求教师努力优化自己以前的教学设计.以前的教学设计是有价值的,也是重要的教学资源,然而,一名勤于耕耘的教师不会简单地重复“昨天的故事”,而是不断优化与完善自己的教学设计,让自己的教学设计更科学、更艺术和更有效.有新意的课,还要求教师应当努力超越同行的教学设计,即在参考同行的优秀教学设计的基础上,博采众长,设计出更可行、更精彩的教学方案.
有新意的课,教学过程别致新颖,让人眼睛一亮、耳目一新.在这样的教学中,通常有这样的课堂特色:教学手段挑战常规,教学方法别有心意,教学实验出人意料.
有新意的课,教师的讲解方式和教学时间投入、教学引入、教学反馈和评价方式等方面也会有不同程度的创新表现.“这节课可以这么上吗?”“这节课可以这样上!”“这节课这样上非常好!”在平常的听课活动中,有时我们对某位教师的课会先后产生以上的疑问和判断,这说明什么呢?说明这位教师上的课就是有新意、有超越的课,就是值得肯定并可以借鉴的课.
在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,教学引入时从描写极光的有关美文开始,并播放极光的美丽图片或视频.那无疑是颇有新意的教学引入,能够起到先声夺人、激发学生学习兴趣的效果.
在教学的应用阶段再现极光或太阳风的视频,引导学生运用刚学的知识进行解释,那对激起学生学习的自信是有益的,这样的教学自然是别致新颖的.
在教学的引入部分,教师可做这样的实验:用磁极(事先最好不要让学生知道是磁铁)接近电视机的屏幕,学生便可观察到电视画面随磁极的移动而变化的奇妙现象,那则是出人意料的实验.
在教学探究中,教师让学生分小组探究,在课堂汇报、讨论和质疑,教师再点评与总结,那则是耳目一新的教学过程.
在知识应用阶段,教师通过拆开报废电视机、缷下扫描线圈,让学生直接观察扫描线圈在显像管中的位置,再跟学生共同讨论显像管的扫描原理,那则是别有心意的教学方法.
2 要有美感
有美感,就是要让教学过程给人以美的享受.一堂有美感的课,就是一首美妙的乐章;一堂有美感的课,会让人感到陶醉而心情舒畅;一堂有美感的课,会让人感到时间飞逝.
教学有美感的特征是:引人入胜.有美感的课堂教学能够打动人,甚至能够打动人的心灵.有美感的课能够以美激趣、以美启思、以美怡情和以美生智.
有美感的课,在教学中必须充分体现或揭示物理现象和学科知识的美,教师应当努力让学生自己发现科学美和欣赏科学美.譬如在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,作为教学引入的“极光”现象就是物理现象的自然美.判断磁场力方向的“左手定则”也是美的,它是物理知识的美,也是一种结构美,是一种动、静和谐结合的美,还是一种简洁美(简洁地描述了三个物理量方向之间的空间关系).
有美感的课,在教学中必须有优美的教学语言,教师要通过幽默风趣的教学语言,抑扬顿挫的表达,显示出教师的个人魅力,并揭示教学内容的内涵,要让学生在欣赏语言艺术的过程中喜欢你的课,正如夸美纽斯所说:“假如解释能用幽默的,至少是比较不甚严肃的语调加以调剂,那就尤为如此.因为这样一来,快乐和有用就合而为一了.”
譬如,洛伦兹力永远不会对电荷做功,对于这个物理知识,教师可以用这样的语言去阐述:洛伦兹力跟发现它的洛伦兹本人一样的“聪明”,它不会对电荷做功,但是它会躲在背后,经常指挥“别人”对电荷做功,而且它是控制“别人”对电荷做功的正负或多少的“重要成员”.你可以说它是“无名英雄”,你也可以说它是一名“教唆者”.
有美感的课,在教学中必须有美的教学结构流程,教学结构流程的美通常表现为简洁与明快,如同画家作画,仅寥寥数笔,便栩栩如生,这就是简洁美.在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,教学流程通常是:引入、猜想、验证、归纳、演绎、结论和应用.这种教学结构就体现了教学流程的简洁与明快,就是一种结构美.
有美感的课,在教学中必须有思维的流畅美,流畅美既是美的一种形式,也是美的一种境界.思维的流畅美主要表现为思维的“流线型”美,如同高山流水所表现的美一样.在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,其思维的流畅美有:演绎美——由安培力公式得洛伦兹力公式;归纳美——由推理、实验得出安培力和洛伦兹力的方向判断同为左手定则,进而归纳出两种力的本质相同.
有美感的课,在教学中还应当恰当地张扬科学家的人性美.在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,教师应当舍得用时间向学生介绍亨德里克·安东·洛伦兹.洛伦兹是荷兰伟大的物理学家,他被爱因斯坦称为对自己影响最大的人,因为他提出了著名的洛伦兹变换.他还因解释塞曼效应获1902年诺贝尔物理学奖.他终生致力于世界范围的科学合作,这是他认为科学应属于全人类的科学伦理的体现.
3 要有品位
有品位,就是要努力提高教学的内涵,将原先平常的课上成不平常的课,让平常的课上得有声有色,精彩绝伦.
有品位的课指向学生潜能的开发、感悟的启动和智慧的丰富.有品位的课,要让学生既荡漾在思维的海洋中,也漫步在情感的大地上.物理学不只有理性,还有激情,正如有人说的那样:是理性和激情孕育了科学,物理学也是如此.因此,物理教学也不能只有“骨架”,还要有“血”和“肉”,这才是有生命的物理教学.有品位的课,应当让教学回归鲜活的生活.
教学有品位的特征是:鞭辟入里.有品位的课,意味着深刻与精辟.
怎样才能让平常的课上得不平常呢?笔者以为,应当要让物理课能够给人以情感的滋润和精神的享受,还能够引发起别人对教学的反思.
有品位的课,要求执教的教师,应当努力做到高屋建瓴,居高临下.这就要求教师在备课中必须深入地解读教材资源,必须广泛地挖掘隐性课程资源,这也是让自己的教学举重若轻、游刃有余的重要前提.
在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,教师应当如何深入地解读教材资源呢?笔者提出如下问题供同行们思考:
(1)洛伦兹力公式中的速度是相对什么参考系的?
(2)既然洛伦兹力可由安培力公式得到,洛伦兹还有什么“功劳”呢?有必要用他的名字命名这种力吗?
(3)洛伦兹力公式是由安培力公式而来的,这是真的吗?
(4)如果从安培力(1820年)到洛伦兹力(1892年)真的这么简单,为什么要经历72年这么漫长的时间?
(5)洛伦兹力是如何使通电导体受到宏观的安培力的?……
应当指出的是,教师对教材资源的深度解读是教师提高教学品位的必要途径,但并不是要教师将对教材资源的深度解读全部采用到教学过程中,更不能简单地将其转化为教学要求.
在挖掘隐性课程资源时,譬如可以在极光现象的产生机理、在电视机显像管偏转原理等资源中进行挖掘.
有品位的课,要求教师必须精心地设计教学程序,必须深刻地诱导学生思维,必须精辟地分析教学内容.
在精心地设计教学程序方面.譬如关于洛伦兹力公式,教师可以在由安培力公式到洛伦兹力公式的教学上多花些时间(教学应当努力延长知识的建构过程),可以通过比较这两个力(譬如做功与不做功)及两个公式(譬如对场均匀性要求的不同)进而让学生更准确地认识这两个力.再譬如关于“安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质”的教学,教师可以采用这样的教学程序:先让学生从微观角度分析后进行科学猜想,然后让学生通过实验观察验证,并通过探究实验发现力的方向判断定则的一致性,最后运用归纳揭示这两种力之间的关系,即,安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质.倘若我们通过猜想推理便得出这两种力之间的关系,再由两种力间的关系出发,说明应当用左手定则判断洛伦兹力的方向.那么,这样的教学设计是不够严谨的,自然也就缺乏教学的品位.
在深刻地诱导思维方面.譬如关于洛伦兹力公式的推导,教师可以这样设问,为什么要设通电导体处于静止状态?这个问题可以作为课后思考题,让学生带着疑问离开课堂.
4 要有韵味
有韵味,就是要努力实现教学艺术的突破,就是要有令人回味或意犹未尽的感觉.在此,笔者申明,教学的韵味不是语文、艺术等学科的“专利”,物理教学不应当板着一副严肃的“面孔”,物理教学也应当是“慈祥”的,物理教学也应当、也可以具有韵味,让人听得入味,令人回味.
教学有韵味的特征是:妙能曲尽.有韵味的课,意味着生动与灵动,有韵味的课,必然能够吸引人.教学有韵味的最高境界是“人课合一”.
怎样才能让教学彰显出艺术的魅力呢?笔者以为,在教学中要努力做到张弛有度,起伏跌宕,教学中要有波涛也要有浪花,要有丛林也要有原野.要努力让课堂教学深刻地触动人的情感和心灵,甚至让听课者(师生)有听涛、观海、看日出的感受.
一般说来,有韵味的课,通常有如下几种课堂表现:独具匠心的教学情境,耐人寻味的教学悬念,扣人心弦的教学故事,信手拈来的教学手段,旁征博引的教学论述,赏心悦目的教学旅程.
教学情境在现代教学中的作用具有不可替代性,在有韵味的教学中更是举足轻重,正如有人所说的那样:如果教学中缺少教学情境,就如同精致漂亮的池塘中没有水一样.池塘中没有水,那还是池塘吗?对于物理教学而言,教学情境主要有自然现象情境(譬如极光和太阳风),实验现象情境(譬如显像管扫描原理实验),物理问题情境和物理故事情境等,在这些情境中,物理问题情境是最常见的.教师应当根据教学内容、教学要求和学生经验设计恰当的教学情境.
教学悬念是教学艺术的精髓,悬念是什么?悬念就是强烈的诱惑,悬念就是急切的期待,悬念跟跌宕相伴.笔者以为,如果教学没有悬念,教学就不会有魅力和失去诱惑力.试想,如果教学没有魅力,失去了诱惑力,这样的教学还会有多少韵味呢?这样的教学还能吸引学生吗?
在“磁场对运动电荷的作用力”这一节课中,我们可以设置这样的一些教学悬念.
(1)电子沿螺线管轴线射入螺线管中,螺线管中通以交变的电流,请定性描述电子的运动.
(2)安培力可以对磁场中的通电导体做功,既然洛伦兹力是安培力的微观本质,那么洛伦兹力对运动电荷也做功吗?
在这个问题中,洛伦兹力为什么能够“洁身自好”?为什么能够“立场坚定”?如何解释两种力在做功方面的不一致性?
(3)为什么极光只出现在地球的北极和南极附近,而不会出现在赤道附近?
(4)当导体中通过恒定电流时,导体受到的安培力大小恒定,因为安培力是洛伦兹力的宏观表现,那么导体中每个运动电荷所受的洛伦兹力大小也应当是恒定的,而事实上,运动电荷的速度时刻发生改变,即洛伦兹力大小应当时刻改变.对此你有什么看法?
(5)在显像管中,电子束打到屏上的位置可从A点逐渐移动到B点(见人教版教材,通过实验设置该教学悬念).你以为,什么样的磁场能够产生这样的效果?……
教学故事往往是有韵味的课堂中的教学“元素”.扣人心弦的教学故事,既是教学中常用的教学手段,也常常是课堂教学中的“包袱”,还通常是重要的人文范畴的教学内容.教学故事能够激发学生的兴趣,陶冶学生的情操,也可能触及学生的心灵.教学故事怎样才能达到扣人心弦的效果呢?笔者以为,教学故事必须要突出故事的情节,要多采用描述的语言,而且这种描述应当是形象化的,还要尽可能使用因果倒置式的叙述,因为这样的叙述会增强教学故事的“包袱”性.
教学论述是课堂教学的重要表现形式,教学论述的主人主要是教师.教学论述既反映了教师的教学基本功,也是课堂教学艺术的一种表征.照本宣科式的教学论述是最苍白的教学论述,不能调动学生的兴趣,旁征博引式的教学论述才是教学论述的最高境界,而它的前提是,教师应当具有渊博的专业素养,还必须具有深刻解读教材与挖掘教学资源的习惯和能力.
教学旅程实际上就是指教学流程,只不过是多了一些韵味而已.好的教学旅程如同我们游名山大川一样,一路好风景,一路好心情,因而,真正有韵味的教学旅程
应当是赏心悦目的.在赏心悦目的教学旅程中,会有生动的情境,会有精彩的故事,会有丰富的思维,会有诱人的悬念,会有巧妙的实验,会有生动的论述,会有智慧的对话,还会有心灵的交流……
切实提高物理教学质量,重要的是,让学生喜欢物理课.笔者由衷地希望广大同行都有这样的信念和行动.
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书 物理选修3—1[M].北京:人民教育出版社,2004.
[3]张楚廷.课程与教学哲学[M].北京:人民教育出版社,2004.
[4]夸美纽斯.大教学论[M].北京:教育科学出版社,2000.