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“新课引入”是事关学生发展的重大问题,教学中不能忽略.什么是新课引入?其实很简单,就是学生学习一个新的物理知识时的出发点.找对了这个出发点,就站对了出发的位置;找错了出发点,教学过程中就难免走弯路.而对与错的确定,关键在于新课引入的思想.
在初中物理教学中,我们确定新课引入的思路一般都是依据已经学过的内容,这是从知识累积层面来考虑的,是必要的.但此时不能忽略另外两个因素:一是学生在生活中积累的可以支撑物理学习的经验;二是物理知识的历史起点.忽略了这两个因素,我们的物理教学就难以发挥促进学生成长的作用,就更谈不上提高学生的科学素养了.在我们对教材研析的过程中,似乎注意到教材的编写有时也未能明显体现起点意识,使得教材的设计并不完全符合学生的需要.下面举例分析:
在《物理》九年级上册“动能 势能 机械能”的教学引入中,课本用了两幅插图作为引入:一是“高速公路上的限速标志牌”;二是“脚踩滑板从高处滑下”.教材设计的意图是:高速公路上的汽车由于速度较快,因而具有较大的动能;高处的人因为位置较高,因而具有较大的重力势能.但教材在图片下面提出的问题就有问题了:为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度?脚踩滑板从高处滑下为什么越来越快?
作为能量知识的引入,这两个问题的提出是值得商榷的.笔者认为这两幅图片及问题是不适宜作为能量知识引入的!我们知道,对于物体的运动分析,一般有两个角度:一是动力学;二是能量.此时学生思维还不具有能量分析的意识的,只具有简单的动力学知识和生活经验.对于这两个问题的回答,学生完全可以寻找到动力学角度的合理解释:汽车行驶的速度大,其在发生事故时碰撞力就大(虽然学生不会用动量定理的知识来解释,但具有这方面的生活经验),于是破坏性就大(力是可以改变物体的形状的,初中学生所熟知的知识);从高处滑下来的人由于受到的摩擦力远小于重力(实际上是重力沿斜面方向向下的分力),因而其会做加速运动,所以速度越来越快.
这样一来,学生完全可能不从能量的角度来对问题作出合理的回答,那么这两幅插图和问题怎么能作为能量概念的引入呢?当然,面对这样的回答,也许有人也会反驳:至少其是可以从能量角度来解释的.的确如此!但教材编者的意图是这两幅插图及问题的设计意图是为了引入能量概念,当学生合理地回答出问题之后,这样的功能其实就没有了.
如果我们再仔细分析的话,这里可能存在逻辑上的错位:插图中的现象是可以用能量知识来解释的,但能用能量知识来解释的现象同时也是有其它的解释途径的.当问题与答案之间不存在唯一的对应关系时,尤其是当学生对问题已经有了答案时(偏偏设计者忽略了这一点,默认为学生无法回答,必须用新知识来回答),这个问题显然是不适宜作为新知识的引入的.
如果翻开物理学史,我们会发现功与能其实是两个非常抽象的物理量,其经焦耳等科学家的研究,经过伦德福等人的研究(伦德福当时在慕尼黑兵工厂监造大炮,观察到因为摩擦而产生的热是源源不尽的),人们才逐步提出以能量的概念去解释摩擦生热等现象(否定了“热质说”).忽略了这样的复杂过程,而利用看似简单却不合理的问题作为引入,这是无视物理学史的表现,是无视学生已有认知基础的表现.
无独有偶,笔者还看到本节中设计了一个“活动”:观察摆球动能和重力势能的转化.笔者就纳闷了:能量都看不见,能量的转化怎么就能被“观察”呢?一个飞速运动的物体,我们能看到的是其位置相对于其它物体发生了变化,如果没有了参照物,甚至连这种运动都是无法观察的.你让学生盯着运动的汽车,能够“观察到”汽车有动能?显然这是不合理的;一个单摆在我们面前摆动,我们能够观察到的就只是其在摆动,怎么这个活动偏偏设计了让我们去“观察”“能量的转化”呢?别说学生了,教师都看不懂了.
能量是什么?能量是解释物理现象的一个概念,能量知识体系是解释物理现象的知识体系.能量这个概念被建构之后,能量作为一种看不见、摸不着,但又“客观存在”于物体内部(如内能)或附着物体之上(如机械能),成为人们解释物体运动或相互作用范式中的重要概念.本质上,能量概念是难以理解的,我们的教材往往以“做功的本领”等说法来定义能量(说明这只是一种通俗理解).德国教材做得好,他们提出“能量携带者”的概念:看到运动着的汽车,想像这辆汽车携带着动能;看到高处的物体,想像它携带着重力势能;看到高处自由落下的物体,想像它携带着的重力势能不断地转化成动能.有了这样的想像,学生头脑中就有了加工形成的能量表象,这是可以促进学生对能量概念的理解的.
我们也曾经尝试揣摩教材编写者的思路,我们猜想物理教材的编写思路是不是将物理概念、规律当成“真理”来教的——至少在我们的实际教学中,绝大多数物理老师都认为的.但当今世界顶尖物理学家卡尔罗·罗威利等人表明了另一种观点:物理理论只是用来解释自然现象的,其是随时可能被修正甚至是否定的.既如此,我们教学引入的思路之一应当是:跟学生一起寻找一个解释自然现象的理论.
类似于这样的例子,在教材中并不少见.当然,教材编写者要注重教与学关系的平衡,他们只能提供最基本的内容,这样才能保证更为广泛的适用性.有时甚至不惜牺牲知识的科学性(这一点其实已经为不少有识之士所批评,如笔者曾在某市的一个大型研讨会上就听到一位知名的物理特级教师质问“温度怎么会是表示物体冷热程度的物理量呢?”).但我们在教学时还是要进行深入思考的,要真正做到“用教材教”而不是“教教材”,那种所谓的教学、考试都围绕教材来进行的思路是值得商榷的.
关注学生的发展、提高学生的科学素养不是一句空话,其在教学上一定是在课堂上得到落实的.我们提供给学生什么样的学习情境,学生就会走入什么样的学习情境;我们提出什么样的问题,学生就会思考什么样的问题;如果我们提供的是含有三聚氰氨的牛奶,那学生难免就不会变成大头娃娃.因此,在初中物理教学中要将关注学生的发展落到实处,还是让我们再深入一些,理清物理知识体系与逻辑体系,给学生寻找一个合适的新课引入方法,从而给学生提供一个真正科学、简约的物理课堂.
在初中物理教学中,我们确定新课引入的思路一般都是依据已经学过的内容,这是从知识累积层面来考虑的,是必要的.但此时不能忽略另外两个因素:一是学生在生活中积累的可以支撑物理学习的经验;二是物理知识的历史起点.忽略了这两个因素,我们的物理教学就难以发挥促进学生成长的作用,就更谈不上提高学生的科学素养了.在我们对教材研析的过程中,似乎注意到教材的编写有时也未能明显体现起点意识,使得教材的设计并不完全符合学生的需要.下面举例分析:
在《物理》九年级上册“动能 势能 机械能”的教学引入中,课本用了两幅插图作为引入:一是“高速公路上的限速标志牌”;二是“脚踩滑板从高处滑下”.教材设计的意图是:高速公路上的汽车由于速度较快,因而具有较大的动能;高处的人因为位置较高,因而具有较大的重力势能.但教材在图片下面提出的问题就有问题了:为什么要规定汽车在公路上行驶的最大速度?脚踩滑板从高处滑下为什么越来越快?
作为能量知识的引入,这两个问题的提出是值得商榷的.笔者认为这两幅图片及问题是不适宜作为能量知识引入的!我们知道,对于物体的运动分析,一般有两个角度:一是动力学;二是能量.此时学生思维还不具有能量分析的意识的,只具有简单的动力学知识和生活经验.对于这两个问题的回答,学生完全可以寻找到动力学角度的合理解释:汽车行驶的速度大,其在发生事故时碰撞力就大(虽然学生不会用动量定理的知识来解释,但具有这方面的生活经验),于是破坏性就大(力是可以改变物体的形状的,初中学生所熟知的知识);从高处滑下来的人由于受到的摩擦力远小于重力(实际上是重力沿斜面方向向下的分力),因而其会做加速运动,所以速度越来越快.
这样一来,学生完全可能不从能量的角度来对问题作出合理的回答,那么这两幅插图和问题怎么能作为能量概念的引入呢?当然,面对这样的回答,也许有人也会反驳:至少其是可以从能量角度来解释的.的确如此!但教材编者的意图是这两幅插图及问题的设计意图是为了引入能量概念,当学生合理地回答出问题之后,这样的功能其实就没有了.
如果我们再仔细分析的话,这里可能存在逻辑上的错位:插图中的现象是可以用能量知识来解释的,但能用能量知识来解释的现象同时也是有其它的解释途径的.当问题与答案之间不存在唯一的对应关系时,尤其是当学生对问题已经有了答案时(偏偏设计者忽略了这一点,默认为学生无法回答,必须用新知识来回答),这个问题显然是不适宜作为新知识的引入的.
如果翻开物理学史,我们会发现功与能其实是两个非常抽象的物理量,其经焦耳等科学家的研究,经过伦德福等人的研究(伦德福当时在慕尼黑兵工厂监造大炮,观察到因为摩擦而产生的热是源源不尽的),人们才逐步提出以能量的概念去解释摩擦生热等现象(否定了“热质说”).忽略了这样的复杂过程,而利用看似简单却不合理的问题作为引入,这是无视物理学史的表现,是无视学生已有认知基础的表现.
无独有偶,笔者还看到本节中设计了一个“活动”:观察摆球动能和重力势能的转化.笔者就纳闷了:能量都看不见,能量的转化怎么就能被“观察”呢?一个飞速运动的物体,我们能看到的是其位置相对于其它物体发生了变化,如果没有了参照物,甚至连这种运动都是无法观察的.你让学生盯着运动的汽车,能够“观察到”汽车有动能?显然这是不合理的;一个单摆在我们面前摆动,我们能够观察到的就只是其在摆动,怎么这个活动偏偏设计了让我们去“观察”“能量的转化”呢?别说学生了,教师都看不懂了.
能量是什么?能量是解释物理现象的一个概念,能量知识体系是解释物理现象的知识体系.能量这个概念被建构之后,能量作为一种看不见、摸不着,但又“客观存在”于物体内部(如内能)或附着物体之上(如机械能),成为人们解释物体运动或相互作用范式中的重要概念.本质上,能量概念是难以理解的,我们的教材往往以“做功的本领”等说法来定义能量(说明这只是一种通俗理解).德国教材做得好,他们提出“能量携带者”的概念:看到运动着的汽车,想像这辆汽车携带着动能;看到高处的物体,想像它携带着重力势能;看到高处自由落下的物体,想像它携带着的重力势能不断地转化成动能.有了这样的想像,学生头脑中就有了加工形成的能量表象,这是可以促进学生对能量概念的理解的.
我们也曾经尝试揣摩教材编写者的思路,我们猜想物理教材的编写思路是不是将物理概念、规律当成“真理”来教的——至少在我们的实际教学中,绝大多数物理老师都认为的.但当今世界顶尖物理学家卡尔罗·罗威利等人表明了另一种观点:物理理论只是用来解释自然现象的,其是随时可能被修正甚至是否定的.既如此,我们教学引入的思路之一应当是:跟学生一起寻找一个解释自然现象的理论.
类似于这样的例子,在教材中并不少见.当然,教材编写者要注重教与学关系的平衡,他们只能提供最基本的内容,这样才能保证更为广泛的适用性.有时甚至不惜牺牲知识的科学性(这一点其实已经为不少有识之士所批评,如笔者曾在某市的一个大型研讨会上就听到一位知名的物理特级教师质问“温度怎么会是表示物体冷热程度的物理量呢?”).但我们在教学时还是要进行深入思考的,要真正做到“用教材教”而不是“教教材”,那种所谓的教学、考试都围绕教材来进行的思路是值得商榷的.
关注学生的发展、提高学生的科学素养不是一句空话,其在教学上一定是在课堂上得到落实的.我们提供给学生什么样的学习情境,学生就会走入什么样的学习情境;我们提出什么样的问题,学生就会思考什么样的问题;如果我们提供的是含有三聚氰氨的牛奶,那学生难免就不会变成大头娃娃.因此,在初中物理教学中要将关注学生的发展落到实处,还是让我们再深入一些,理清物理知识体系与逻辑体系,给学生寻找一个合适的新课引入方法,从而给学生提供一个真正科学、简约的物理课堂.