高中物理专题教学的组织策略
2016-08-04朱建平
朱建平
摘 要:专题教学是不同于概念课、规律课、习题课的一种新的课型。它不同于一般意义上的复习教学,它有着其自身鲜明的个性特征。根据教学知识内容的需要、物理思维方法培养的需要,根据学生学习状况的实际需要,有针对性地组织专题教学,不仅可以提高高三复习教学的效率,拓展专题教学的内容,也可让专题教学在新课教学中发挥独特的作用。这对提高课堂教学效率,改进现有高中物理教学具有非常现实的意义。
关键词:专题教学;专题设置;教学内容组织的策略
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)7-0004-4
专题教学是目前高中物理教学一线广泛采用的新课型,不同于我国现有《中学物理教学法》论著中提到的概念课、规律课、习题课、复习课。在我国现有《中学物理教学法》的论著中专题教学被归为复习教学之中,但它不同于一般意义上的复习教学,它有其自身鲜明的个性特征。专题教学同样也适用于新课的阶段性整合教学。对于“什么样的教学内容需要组织专题教学?专题教学需要达到怎样的教学目的?专题教学中教学内容应该怎样去组织?”等等这样一系列的专题教学组织策略及教学方法的问题亟待我们去解决。
1 在高中教学的全过程应渗透专题教学
专题教学,顾名思义是指围绕某一主题而展开的教学。它可以是某一学科中围绕某一知识内容的教学,可以是围绕某一方法、技能的教学,也可以是跨学科围绕某一共同主题的教学。但本文所论述的专题教学,特指现今在高中物理教学中被广泛采用的一种课型——高中物理专题教学。它不同于我国现有《中学物理教学法》论著中提到的概念课、规律课、习题课、复习课,它有其自身鲜明的个性特征。
我国现行的高中物理教材每一章每一节都是围绕一个知识内容与主题展开、各章节之间内容相对独立。然而,虽然各章节之间的知识具有一定的独立性,但它们却存在千丝万缕的联系,各章节之间所涉及的物理思维方法也有非常多的共通之处。因而,在平时的物理教学中非常有必要在分章节的教学之后,打破章节的界限将某一类知识的内涵和外延进行汇总和拓展,针对某一主题与目标重组教学内容进行有针对性的教学。
这种针对性的教学,有时是为了深化或拓展一系列相关联的知识,让学生加深对它们内在联系的理解与应用,形成比较深刻的系统化的知识体系;有的时候是为了对某一系列的物理思维方法甚至解决问题的技巧进行训练、总结与归纳,让学生亲身体验,更深刻、更全面地掌握思维方法,从而提高学生的思维水平与素养,发展学生的能力。这种针对性的教学就是“高中物理专题教学”。
专题教学在我国现有《中学物理教学法》的论著中被归为复习教学之中,但专题教学不同于一般意义上的复习教学。复习教学主要是对已学过的知识、方法或应用技巧进行重现和有限的拓展,往往对特定知识的针对性比较强,侧重于梳理,较少强调整合。专题教学虽带有一定的复习课特色,但是更强调在温故的基础上深化、拓展、综合、整合与提升,更强调系统性、拓展性。
专题教学现今在高中物理教学中被广泛采用,但主要被运用于高三的复习教学中。然而,由上述专题教学的特性可见,专题教学不仅可运用于高三的复习教学,亦可用于平时的新课教学,也可用于平时的阶段性归纳与提升。
例如,在物理必修2“验证机械能守恒定律”的实验新课教学之后,可以以图1的实验装置为切入点设置一个实验专题。让学生探讨,用这一个装置可以完成哪些力学实验?若要完成这些实验应当如何操作?采集哪些数据?应当如何控制实验误差?通过这一系列问题的探讨,将高一年级“测匀变速直线运动的速度与加速度”“验证牛顿第二定律”“探究做功与动能变化间的关系”“验证机械能守恒”等多个涉及到打点计时器的实验串联了起来,让学生能站在更高的角度去审视这几个实验,看清这几个实验的区别和联系,从而对每一个实验的原理、方法有清晰深入的认识。
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图1 专题教学的实验装置
2 根据知识内容教学的需要组织专题教学
现今市面上出版的高三复习辅导用书,有不少是采用专题的形式来组织各章节的教学内容。而这些专题的设置通常是依循高中物理知识内容的逻辑线索来组织的。专题教学中的这种教学内容的组织方式,只适合学生对高中物理知识都有了初步的了解之后,即高三的系统复习。
平时新课教学中应当根据教学的实际需要来组织专题教学。比如,有时概念或规律所涉及的内容抽象、情景复杂、需考虑的因素多、与前概念有较大的认知冲突等;有时一堂课后,学生对概念的内涵与外延以及规律的适用条件等等还存有困惑,那此时则有必要组织专题的教学,深化对相关内容的理解。
例如,对于必修1第三章第二节中的“研究摩擦力”,一个课时往往只能完成浅层次的学习,而对于摩擦力概念的细微辨析是远远不够的。如滑动摩擦力的方向、静摩擦力的方向、最大静摩擦力等细节的突破就有必要放到第二课时来实现。此时,可以将第二课时设计为一个小专题。其中,对滑动摩擦力、静摩擦力的定义、产生条件、大小以及方向的初步掌握是知识准备,“摩擦力专题”的教学目标应该定在突破理解“滑动摩擦力的方向、静摩擦力的方向、最大静摩擦力”这几个难点上。教学设计应该根据师生所掌握的教学资源如教材、教辅、实验设备来进行。其中,“滑动摩擦力的方向”与“最大静摩擦力”最好通过实验来加强感性认识,再通过例题演练加深理解。而“静摩擦力的方向”则很难用实验演示,比较适合用动画模拟再加上理性分析的方式来突破。其中,对于相接触的两个物体都在运动且保持相对静止的情境,要判断其接触面上的静摩擦力的方向和大小是非常抽象的,可以组织学生在独立思考的基础上再讨论攻坚。
按照现有教材的编写方式,每一节基本是围绕某一个概念或规律为主题展开的,章节间相对独立。但实际各章节涉及的概念与规律间有着非常紧密的联系,在完成这些章节的教学内容后,有必要组织专题的教学。
例如,高一年级在完成位移、速度、加速度、匀变速直线运动规律等基本内容的教学后,有必要组织专题教学,帮助学生进一步厘清“运动学”中相关概念、规律间的关系,从更高的视角认知、理解它们,构建起良好的知识结构。通过不同运动情景的分析与应用,让学生在具体的应用中亲身感悟应当如何运用相关知识去分析问题、解决问题,最终达到知识与能力的全面提升。
因而,专题教学可穿插在新课的概念、规律教学中(比如在加速度的教学中,设置专题教学,让学生仔细辨析速度、速度的变化量、速度的变化率、加速度等物理量),巩固对概念、规律的理解;也可放在某几个概念、规律教学之后,厘清相互间的关系(比如,在电场强度、电场力、电势能、电势等概念教学后,设置专题教学,让学生体察到它们是从“力”与“能”两个不同角度研究静电场),从而深入理解相关知识,建构起良好的知识结构;也可放在不同知识块内容的整合教学中(比如牛顿运动定律、动能定理、动量守恒之后,设置专题教学,让学生感悟到解决力学问题的三种不同途径各自的魅力),通过整合,提升学生整体运用物理知识与规律来分析问题、解决问题的能力。
3 根据物理思维方法培养的需要组织专题教学
在高中物理学科的学习中,涉及有陈述性知识(如概念与规律)的学习,也涉及程序性知识(如实验技能)的学习,还涉及策略性知识(如解题方法等)的学习,以及学科素养(如物理思维方法、实事求是的科学精神)的培养。目前教材的编写主要是按陈述性知识的知识脉络与体系来编排的,其他类型的知识的学习与学科素养的培养则是隐含在其中。爱因斯坦说“教育的真谛在于当你忘记一切所学的东西之后所剩下的东西”,而这些“剩下的东西”恰恰就是陈述性知识之外的知识及学科素养。因而,在完成与陈述性知识相关的教学内容的同时,必须组织专题教学来强化隐含在陈述性知识之后的学科内容。
如必修1中第一章第六节中的“用图像法描述直线运动”。图像法是分析物理规律和物理问题的重要方法之一,也是学生建立图像思维能力的基础。这项能力对现代公民来说非常重要,因为很多复杂数据(如股市数据)都以图像的形式来呈现。在实际教学过程中,运动图像对初学者来说,还是太过于抽象,很有必要进行相应的专题教学。可以让学生在初步了解了s-t图、v-t图的特点的基础上,进一步掌握如何读图、作图,提升其利用图像获取信息、处理信息的能力。
比如“整体法”“隔离法”是物理学中非常重要的解决问题的方法,其实也是实际社会生活中解决问题的一种思维方法。在静力平衡的受力分析中,我们常要用到整体法与隔离法;在用牛顿定律解决动力学问题时也要用到整体法与隔离法;在运用功能关系或动量解决问题时,对物体或物体系运动过程的分析也会用到整体法与隔离法。因而,在高三的复习教学中,我们可以以整体法与隔离法为专题组织教学,让学生在不同类型问题的解决中去感悟、去体会。“整体法”要求学生建立起一种大局观,能够将一些看似杂乱无关的物体联系在一个大框架内,只考虑来自于框架外部的作用,却不需考虑内部作用。“隔离法”要求学生建立起一种微型观,能够将注意力集中到整体中的一部分,专注于分析此物体受到的各种作用。两者的结合应用不仅可以解决物理中的力学问题,还可以提升学生观察事物、分析事物的思维水平。
物理思维习惯与方法属于非陈述性知识。它总是隐藏在具体的定义和公式背后,学生能感受到它的重要性和存在性,却很难掌握。有时学生听课会有一种奇怪的感觉:对于某道习题的解答,老师讲的时候就觉得很清楚、很简单,轮到自己做的时候就不知道怎么下手了。其原因就是没有掌握到相关的思维程序和方法。而很多时候,人们将责任归咎于教师没有将这些程序或策略性知识明示给学生。但事实上将程序、方法清晰明确地告知学生,他们也不一定能形成学习的习惯或熟练地掌握。因此,必须设置专题对相关内容进行强化训练,学生只有亲身在实际的操练中得到不断的矫正,才能形成新的习惯,掌握新的方法。当然,有一些思维习惯也不是一两次专题训练所能解决得了的,比如解题的第一步就是认真审题,然而无论老师强调多少次,总有学生还会丢三落四。因而,必须通过长期的训练,才有可能形成良好的思维习惯与品质。
4 根据学生学习状况的实际需要组织专题教学
专题教学本身就是一种教师根据自身教学需要而组织的针对性的教学,可针对知识内容、物理方法组织专题教学,当然,教师也可根据学生的实际学习需求组织专题教学。根据现代建构主义的学习理论,学习的过程是认知主体在自己原有认知基础上的有意义的建构过程。在教学中,教师知识梳理得再好,讲得再精彩,若脱离了学生的认知水平,高于了学生的实际能力水平,则无法引起学生的共鸣,不能被学生接受。因而,无论是新课教学,还是复习教学,老师要通过课堂观察、作业批改、课堂提问、课堂小测等多种途径了解学生的实际情况,在必要时,可以针对学生集中出现的问题,组织专题教学。
比如,解决带电粒子在匀强磁场中运动的问题时,如何确定带电粒子做圆周运动的圆心、找到几何关系是学生普遍感到困难的地方。那么,教师则可以设立“圆心的确定”为专题,组织专题教学。首先,让学生根据几何知识,明确寻找圆心的基本方法,然后让学生自己穷举带电粒子可能在磁场中运动的情况,并按照找圆心的方法反复练习,则可让学生顺利突破这一难点。
再例如,学生在解答实验题时,对实验方案与实验设计原理的理解往往是他们的致命弱点。针对这一点,除在平时的实验教学中要引导学生从实验原理出发,弄清实验方案,明确实验每一步的目的,还有必要就实验的方案设计组织专题的教学。如图2所示,将“验证机械能守恒定律”的几个不同装置的实验组合在一起,以“实验条件的控制”为主题,分析应当如何选取实验的装置、实验器材和研究的对象才能更好地完成实验。通过这样的专题教学,既深化了对机械能守恒规律以及其规律成立的条件的认识,又提高了实验设计的能力。
专题教学的特性决定了它不是简单意义的复习教学,它既可运用于新课教学中,也可运用于复习教学中。从知识内容、物理方法、学生面临的实际问题等多角度出发,结合教学的需要,有针对性地组织专题教学,不仅可以提高高三复习教学的效率,拓展专题教学的内容,也可以让专题教学在新课教学中发挥独特的作用,对提高课堂教学效率、改进现有的高中物理教学具有非常现实的意义。
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(栏目编辑 赵保钢)