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构建“启智求思”的物理教育——李世永
发布时间:2015/9/16 16:08:55  浏览次数:725次  来源: ManbetX官网   
 

物理学是什么?物理学是一门科学,一门实验科学、基础科学、定量的精密科学,以及带有方法论的科学。物理学的三要素是:实验、思维、数学。物理学的作用是:探索自然、驱动技术、改善生活和培养人才。

    我的物理教学观:把物理教学变成物理教育,全面提升学生的科学素养,具体包括:1.让人类社会积累的物理知识内化为学生个体的学识;2.将前人从事物理思维的方法迁移为学生的认识能力。

将物理知识内化为学生的学识

物理教学必须将知识转化为学生知识体系中的一部分,随时调取、随时应用。如何实现内化?在课堂教学过程中,我尝试用“思、探、交、导、练”五环节教学达成目标。

在教学中,首先要通过精心备课、备学生,在课前设计出针对重点难点的核心问题,在课堂上提出来供学生思考。有了高质量的问题,必须先让学生充分的“思考”。给学生留足充分的思考时间,充分培养学生独立思考的能力。这是第一个环节。思索就会有疑惑,独立思考不可能让所有学生解决所有问题,这时就必须进行第二个环节“探究”。思考后的探究,带着问题的探究,学生之间的探究,更有利于解决物理问题。第三个环节是指“交流”,包含师生之间的交流,生生之间的交流。在小组合作探究的基础上,给学生各种展示的机会,老师则耐心倾听。充分的倾听交流可以相互启发,形成一个学习共同体。同时,教师也可以捕捉学生存在的遗留问题,给予针对性启发引导,最终让学生将所学的知识悟透,这是第四个环节。第五个环节是在此基础上组织的针对性强化训练,这种训练不仅是解题方法的印证,更是思维方法的深化。

个人的独立思考,小组的合作探究,师生的倾听交流,教师的启发诱导,加上最后的强化训练,构成一个完整的教学小单元。在五环节中,“思考”是基础,“交流”是高潮。“思、探、交”形成“交响乐演奏”,使身处其中的每一名学生都受到感染;“交、导、练”完成“量体裁衣”,以点带面让教学更有针对性。“思、探、交、导、练”这五招是一套组合拳,能确保突破每堂课的重点难点。根据所学的知识,五环节可以改变顺序,可以有所侧重,做到灵活运用。最终达到一个目的,希望学生掌握的东西,让学生自己悟出来,并内化为学生的学识。

将物理思维方法迁移为学生的认识能力

物理教学必须成为学生掌握知识探索与问题探索的基本方法和途径,以提高在未来参与社会生活、进行决策的基本能力。物理研究的方法有实验的、也有思辨的,在这里我想特别说一下物理的思维方法。如何在物理教学中培养学生终身受益的思维力?

让学生终生受益的三种思维方法。未来的社会,人类的竞争将尤为激烈。能否在竞争中取胜,思维能力的强弱将起决定作用。纵深思考、系统思考和发散思考是生活中最常用的三种思维方法,对人一生成就的大小能起到至关重要的作用。纵深思考能让我们“透过现象看本质”,对问题作深入思考。系统思考被称为“见树又见林的艺术”,让我们不孤立的看问题。发散思维是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式,它表现为思维视野广阔,思维呈现出多维发散状。

按不同的思维方式对物理知识进行分类。物理上构建理想模型和理想过程都属于纵深思维方式。我们常常根据研究的问题和内容,抓住最具有本质特征的要素,建立起一个易于研究的、能从主要方面反映对象的理想模型。例如:根据研究的问题可以把汽车看做一个“质点”,就是一个理想模型。再如,单摆、弹簧振子、理想气体、绝热物质、绝对黑体、理想热机、点电荷、点光源、纯电阻、纯电容、理想导体等等都属于这类问题。为了研究物质各种复杂的运动形式,需要根据研究问题的内容和性质,在一定条件下对具体的运动过程及限制这些过程的条件进行抽象,形成一个理想过程。例如,水平抛出一个小钢球可以看做是平抛运动。在这里就忽略了小球的大小,忽略了空气阻力、风速、风向等许多次要因素的影响。再比如,自由落体运动、匀速直线运动、弹性碰撞、绝热过程、卡诺循环等等都属于理想过程。

系统思考的精髓是用整体的观点观察它周围的事物。在受力分析中所采用的“隔离体法”,先从受力最简单的物体开始分析,注意一个物体与另一个物体的联系,最终搞清楚整体的受力情况。再比如,对振动和波的研究,对曲线运动的研究,对交流电的研究等。用“控制变量法”研究多个物理量之间的规律,研究理想气体的状态方程,研究牛顿第二定律、欧姆定律、电阻定律、焦耳定律等定律也训练了系统思维能力。

发散思维被广泛运用,并且有多向思维、类比思维、逆向思维等多种表现形式。物理上的一题多解都属于多向思维。例如解答动力学问题,可以用力的方法,也可以用能的方法,还可以用动量定理或动量守恒定律。又如,解简谐振动问题,既可以用代数方法,也可以用图线方法,还可以采用旋转矢量法和单位园方法。荷兰物理学家惠更斯曾对光和声这两类现象进行比较,发现它们具有一系列相同的属性,提出了“光波”的概念。另外,薛定谔建立波动力学,狄拉克推出存在正电子,德布罗意提出实物粒子具有波粒二象性的假说,都是物理学家进行类比思考的结果,都属于类比思维。物理学家法拉第从电能生磁的现象中受到启发,反向思考并提出:磁能不能生电呢?经过10年的艰辛努力,反复实验,终于发现了电磁感应现象,则属于逆向思维。类比思考和逆向思考都是换角度思考,它是物理创造活动中的重要思维方法。

新授课注重联系社会生活中的思维案例类比引入。借助学生熟悉的生动故事、现实中典型案例引入新课,降低学生对物理研究方法理解的台阶,深入浅出更容易让学生接受。比如,类比“九方皋相马”中九方皋 “透过现象看本质”的纵深思维方式,把汽车的大小、形状忽略不考虑,看成一个有质量的点,形成“质点”的概念。分析“城门失火,殃及池鱼”故事中泥鳅的系统思维方式,学习系统动量守恒定律,理解系统。借助“司马光砸缸”的故事,司马光逆向思维果断地用石头把缸砸破,“让水离开人”,理解物理学家法拉第发现电磁感应现象的过程。

复习课注重运用物理思维方法联系现实问题。通过物理相关内容提炼出纵深思维、系统思维和发散思维的特点,分析现实生活中的问题。比如,物理上的“振动”研究的是质点在各个时刻的情况,“波”研究的是一个时刻各个质点的情况。奥运会上大型团体操表演,用照相机可以记录某一个时刻各个运动员的情况,如果我们用录像机对着一个人录,那得到的就是一个人在整个表演过程中的情况。在此基础上可以试着让学生分析:为什么年龄越大对生活的满意度越高,年龄越小往往对生活的满意度越低?原因很简单,90后更容易横向比较,而年龄较大的人不仅看现在,同时也会纵向和过去的生活相比较,最终得出一个客观的结论。

    物理知识的内化和思维方法的迁移是对不同角度的认识。知识的内化过程重点考虑的是课堂教学方法,同时也是在培养学生适应社会的基本能力,独立思考的能力、小组合作的能力、沟通交流的能力、学科思维能力和方法迁移能力等基本能力;思维方法的迁移更多的是活学活用,想帮助学生掌握走向社会后的、关键的认识能力。不管是知识的内化还是方法的迁移,都应成为学生能力培养的过程,从而为学生的终生发展打下基础。
 
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