漫步科学世界 追寻科学足迹 提升物理素养
2019-02-20张玲燕
张玲燕
摘 要:本文针对教师与学生在“教”与“学”的过程中忽视教材扩展栏目存在的现象,从“教材扩展栏目也是高考考查的内容”、“教材扩展栏目是教材内容的重要组成部分”阐明教材扩展栏目在教学中的重要地位,从教师课堂内的落实和学生课堂外的自学引导学生实现以教材扩展栏目为载体,推动学生自主学习过程的形成,进而提升物理素养.
关键词:扩展栏目 物理素养 提升
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2019)01-0-02
一、课题研究的缘起
教材,教师教之依据、学生学之根本。新课改后,我们高中物理教材上出现了“思考和讨论”、“想一想”、“说一说”、“做一做”、“科学足迹”、“科学漫步”、“STS”、“课外读物”等扩展栏目。高中《物理课程标准》的总目标是要求学生了解人、自然及社会的关系,使学生可提升自己的科学素养并激发学习兴趣,为自己的终身学习奠定良好基础。这正是教材扩展栏目中所涉及的。但是,在实际的物理教学中,不管是作为学习主体学生还是学习的引领者教师,对教材这部分的利用都不是很充分。因此,笔者认为这之间存在着一些这样的问题:
1.学生层面
1.1内容枯燥乏味
初中物理在知识的呈现上,大多都运用了生动、直观的图片或演示实验。而这些在高中物理教学中也是存在的,但往往因老师过多地关注于教授教材上的知识点和解题方法思路,从而忽视了对学生学习兴趣的激发。
1.2学习有短板
平时学生做的比较多的题目都是对教学主要知识点的落实和解题思维训练。不管是学了一年的高一学生,还是高二高三学生,对于物理学史、物理思想方法类题目反而变成了易错题,这成为他们的薄弱环节。
2.教师层面
2.1认识有误区
在物理教学中进行扩展性栏目教学尚存在一些困难和制约因素:因高考中关于考查教科书上的那些扩展材料比如科学漫步、科学足迹及STS等内容的考题很少,所以我们在平时的教学中往往就削弱了对于这些内容的教学重视。老师面临课时少、内容多,尤其现在新高考在高三10月份进行第一次选考,没有更多的时间来对扩展栏目进行组织学习。总结一句话:花时间对扩展性栏目的教学性价比不高。
2.2教学有难度
教材扩展栏目内容信息量大、覆盖面广、专业性强,在物理教学中存在困难:(1)我们自身知识储备不够。高中教师物理专业知识参差不齐,对物理前沿知识的了解也不够全面和及时,有些还要具备跨学科知识.(2)有些扩展材料专业性太强,学生接受起来很难,反而会打击一部分人的学习兴趣和积极性。(3)一部分老师虽也认识到这些栏目对学生的长久发展是有利的,但为赶教学进度,对某些实在不能舍去的扩展内容区块也只是一种惯用套路,那就是课后学生自己阅读材料。
二、课题研究的基本原则
1.因材施教原则
教材中的扩展栏目所包含的“思考和讨论”、“做一做”、“科学漫步”、“STS”等所包含的内容有些是物理学史、有些是物理方法、有些是学生可就地取材的物理小实验,也有一些是前沿科学知识介绍,可谓包罗万象。因此我们在落实扩展栏目时,要做好因材施教,因地制宜。
2.理论和实践相结合原则
我们要掌握科学的理论,从实际情况出发做到实事求是。科学的世界观和方法论是需要以科学的理论作为指导的,而科学的理论便是从实践中产生的。可以说科学理论是实践经验的科学总结。由此可见,科学理论只有面向实践,指导实践,受实践检验,随实践发展,它才能更具生命力和战斗力。
三、策略研究
物理学是一门和学生实际生活有着密切联系的基础性学科,例如:和现代社会、自然现象、日常生活等都有着千丝万缕的联系。也正是由于物理学科的这种特殊性,使我们老师在实际教学中能把课本中穿插的扩展栏目及课堂内容和实际生活联系起来,把这些和学生生活中密切相关的物理知识用一种贴近生活的方式呈现给学生,让学生学会用学到的物理知识去认识这个大千世界,然后解答疑惑。
1.在物理课堂上引导教材扩展栏目教学的策略研究
课堂教学是我国现阶段教学的基本形式和主要形式,在课堂上实施扩展栏目教学是学生获得科学、技术、社会所需的基础物理知识以及终身受益的基本学习方法的最有效途径。
1.1化静为动
事实上,我们物理教材涉及到的问题大多数都是现实生活中遇到的实际问题。这些现实问题也是教材中扩展栏目的主要素材来源,这些问题往往与人们的实际生活密切相关。从这一点来看,便体现了物理是来源于生活,也应用于生活的一门学科。在物理教材中,一部分生活中遇到的物理学原理都是以图片的形式展示的,还有一部分是以“做一做”或“思考与讨论”的形式来展开的。对于這些简单的小思考或小实验来说,我们的任课教师不妨把这些纸质的、静态的素材转化为动态的、形象的教学实例。
1.2慢渗透教学
教师在教学中能传授给学生的不仅仅是学科知识,更重要也更难的是让学生有正确的价值观、道德观,以及能找到获得知识的能力和解决问题的基本方法------物理学科的特殊性和重要性也体现在此。而这些素养的获得不可能是一蹴而就的,它需要在长期的认知和实践中获取。在物理课堂教学中,扩展栏目就成为我们渗透这些物理思想和方法的载体。
在扩展栏目中我们经常能看到一些物理学家的介绍,比如必修1中48页的“STS”-----从伽利略的一生看科学和社会,必修2中51页的“科学足迹”----- 牛顿的科学生涯等,选修3—1中第37页中“科学足迹”---- 密立根实验,介绍了科学家的贡献和某些重大成就的发现过程,但科学家为这些荣誉一生所做出的艰辛努力却不能全面阐述或呈现。所以老师们要把扩展栏目中提到的科学家事迹进行拓展,不要单一的只对大成就的发现过程进行解读,同时也要对科学家为科学事业做出的艰辛努力做出解读。让学生听完故事之后,能了解到科学成果也是来之不易的。只有学会理解技术、科学以及社会之间的关系,才能培养学生辩证看待问题的能力,才能让学生体会到学习重在坚持不懈、实事求是、勇于创新的科学态度和科学精神。
1.3利用习题
物理习题很多源于生活,是生活中有关现象简化后的模型,比如题目中常见汽车转弯、过山车。现在的高考题更注重物理情境,变得鲜活,与日常生活、生产过程及现代高新科技结合密切,这些也在扩展栏目中有较多出现。有些扩展栏目教学内容的本身也是教学内容的深化和延伸,我们可通过习题来重视和强化扩展栏目的有关内容。
2.在物理课堂外落实教材扩展栏目的策略研究
教材中的内容依据课程标准进行编写,有很多板块的扩展栏目是专门为学生提供的,例如教材中很多的“科学漫步”、“科学足迹”和“STS”等。单靠老师的努力来把扩展栏目渗透到物理教学中是远远不够的,培养学生自己在教材中初步了解物理学的发展,物理学与科学、生活和生产间联系的习惯也是很重要的手段。这样能让学生在自学的过程中产生兴趣,也凸显学生学习的主动性。但在实际操作中,如只是简单的让学生自己阅读教材,学生也只会听话的去看一遍,不会留下过多的印象和感受。所以,我们努力的方向是把学生讨厌的“死”知识变为感兴趣的“活”知识。
2.1自学
物理学是“来源于生活,又走向社会”的学科,实用性强,也最切合实际。老师首先找到扩展栏目中容易让学生感兴趣的内容,引导他们自己阅读后能产生问题并去分析解决问题。 当学生产生疑问时,老师不直接给出答案,而是引导学生自己学会利用相关知识去分析问题解决问题。当所学内容不能全面解决问题时,老师应给予资料和设备的帮助,让学生借助各种媒介,自己寻找答案。又比如在必修2第46页的“科学漫步”----黑洞,学生本来对这块知识兴趣很大,但也会存在很多问题,老师完全可用相同的方法处理。这种自学已不是传统意义上的自己学习,而是提升学生面对实际问题时随机应变的能力。
2.2自演
学生如果能通过上面的“自学”来提升自己,能对感兴趣的教材扩展栏目有属于自己的理解,这时应让学生把自己的学习成果与其他同学和老师分享,让孩子的表现欲得到释放,从而获得学习上的成就感,通过这种“成就感”去激发学生对物理这门学科的学习欲望。另一方面,也可从分享的过程中相互探讨学习,扬长补短。课外组织学习小组,举办“小演讲”,或课堂内最后给5分钟做“专题报告”。通过“自学”、“自演”不但可提升学生的物理成绩,还能提升学生解决问题的能力。
3.实验是提升物理素养的着力点
3.1激发学习兴趣,促进知识掌握
实验现象的趣味性,对学生会有很大的学习兴趣的激发。在扩展栏目中不乏一些实验介绍、生活现象,因介绍篇幅较小,学生在理解上产生困难,需一个物理情境。在物理课堂上,老师要尽可能的创造条件给学生演示实验。
在必修1第24页的“科学漫步”----气垫导轨和数字计时器中,虽有文字介绍和如图3.1-1的图片呈现,但学生的理解仍存在难点(1)滑块受到的阻力很小,怎么实现?(2)计时挡光时间的计时开始和结束在哪个状态? 这些难点老师可直接演示实验来突破。(1)气泵打开后,让学生上台用手感受小孔中冲出的空气冲力。(2)老师利用实物帮助学生找到用来被挡的光线,滑块“慢动作”经过光电门。这样学生也就不难理解这时为何可测瞬时速度。
图 3.1-1
比如在教材3-4第66页的“科学漫步”----立体电影和偏振光中,学生日常接触较多,但对3D电影拍摄和观看的立体感原理理解有困难。老师可通过设计几个小实验解释。实验1:一同学横向拿笔置于另一同学前,保持一定距离。另一位同学仅用一只眼睛,拿笔套去套笔;实验2:用3D眼镜旋转观察电脑屏或手机屏。从两个实验能看出,一只眼只能确定物体平面图像,立体感需要物体发出光线同时进入两眼后被大脑感知。2D电影在拍摄时是一台摄像机拍摄,好比是一只眼看。如此再结合教材中的问题叙述,学生就可很好理解。
3.2培养科学态度,提高动手能力
从实验中来,到实践中去。实验需要我们“动手”去做。动手能力不仅让学生获得知识,也能让学生获得知识的一种技能。实验的“实”要求实事求是,有助于学生尊重科学、用于克服困难的科学态度。例如23页的“思考与讨论”有关电磁感应中的通电和断电自感。在实验中,我们能看到灯泡的放光有无延时,但若要考虑这些问题,只能理论上分析。老师可引导学生想办法“眼见为实”。针对“思考与讨论”如何显现断路时线圈中感应电流的方向?如何确定断路电流的大小变化?学生会思考给出这样的答案:电流表,灵敏电流计,晶体二极管等。老师能知道学生思考实验可行性,仪器安全性。让学生自己动手实验检验方案合理否。老师也可引导学生用电流传感器来显示电流的方向和大小变化,这样更直观、方便。
四、成效
从高中物理教育利用扩展栏目教学来提升物理素质的策略来看,老师在教学中结合扩展栏目的思路是没有问题的,且更能吸引学生的注意力,使学生对物理学习更能产生兴趣。这种教学模式更加注重应用科学的方法进行教学,如师生或生生讨论法、实验探究法、推理演绎法等,把物理学知识和技术,科学及社会更好的结合在一起,使学生和老师对物理学科的认知和教学上也有较大的变化。
1.学生的改变
通过注重教材扩展栏目教学,发现学生的科学兴趣、科学素养有明显提高,原本只会生搬硬套公式的学生明显的减少了很多。单从实际教学效果来看,学生们的提出问题、分析问题、解决问题的能力都得到了大幅提高,其具体表现为:
1.1学生对结合扩展栏目教学的课程很感兴趣,总是抱着很大的好奇心去听课,也会很积极的去查阅一些教材中介绍不全面的资料,拿来与老师和同学分享。课堂上也会很用心、积极的与老师互动,用于发表自己的观点和意见。
1.2扩展栏目的內容大多与生活、社会及前沿科学有关,因课内课后经常性的接触,学生在平时对发生身边的事就有了更多的关注。比如日常生活中的电磁炉、微波炉是怎么加热的;桥是怎么来承重的;这次神州十一号发射有什么任务等这些问题的讨论或向老师提问时有发生。
2.教师的改变
在这种教学模式下,老师大多认识到自己身上的不足之处,他们明确了在今后教学中要不断的提升自身的综合素质,为跟上学生成长的步伐,回答每天总有那么几个“好奇宝宝”的问题,教师不得不及时了解新科学文化知识的动态和物理学科与其他学科的关联的“边缘”问题,这就强化了教师的不断学习意识。通过一个多学期有意识的培养,学生不仅学习成绩没有落下,反而学习物理的兴趣更加浓厚,人也变得自信、有活力。从对学生学习状态的观察中教师认识到物理教育不能被应试教育牵着鼻子走,而要有足够的信心和魄力在教学中提升学生物理素养。
新课程不仅在教材栏目和内容上做了更新,在教学理念上更是做了更新。我们要学会领会科学漫步的意图,在“漫步”“足迹”中凸显科学的内涵。然后把新理念落实在每一节课程中、教材的每一个环节和每一个栏目中。扩展性栏目的作用绝不仅限于上述几点,相信只要我们的教育者能对扩展栏目足够重视,扩展栏目就一定会在培养学生全面发展的实际教学中发挥积极的作用。
参考文献
[1]刘忠强.高中生应具备的物理素养研究[D].四川师范大学. 2009:47
[2]孙文锦.“STS”教育与物理教学浅谈[J].内蒙古科技与经济.2002(S1): 352-353