金字塔理论助力高中物理学习

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  课堂是完成教学内容、达成教育教学目标的主渠道,课堂教学效益的高低,直接关系到教育教学质量的高低,没有课堂教学的真正突破,就不可能有新课程改革的深入实施;再好的课程理念和教学观念,如果没有转化为高效的课堂教学行为,也会流于形式.基于这样的思考和认识,本人以为必须大力改革课堂教学,提高课堂教学效率,精心设计课堂教学的每个环节,合理利用课堂每一分钟,着力建构高效课堂教学.本人以普通高中课程标准为指导,以“学习金字塔”理论为依据,建构了自己的高中物理课堂教学.
  一、“学习金字塔”理论概述
  “学习金字塔”是美国缅因州的国家训练实验室研究成果,它用数字形式形象显示了:采用不同的学习方式,学习者在两周以后还能记住内容(平均学习保持率)的多少.
  图1
  学习效果在30%以下的几种传统方式,都是个人学习或被动学习;而学习效果在50%以上的,都是团队学习、主动学习和参与式学习.
  二、学习金字塔理论在高中物理课堂中的实践
  为了能够将学习金字塔理论广泛的应用于教学中,本人在不同类型的课堂教学中做了实践.
  1.概念课
  以人教版高中物理教材必修2第五章曲线运动第二节平抛运动为例.
  教学过程:
  (1)知道什么是平抛运动
  【演示实验】用手抛出小钢球,用手抛出纸飞机
  【问题1】小钢球和纸飞机的运动都是抛体运动吗?
  指导学生自主阅读教材,让学生回答下列问题:
  【问题2】什么是抛体运动?
  【问题3】什么是平抛运动?物体做平抛运动的条件是什么?
  【学生回答】以一定速度抛出并且只受重力作用的物体的运动是抛体运动.平抛运动是物体沿着水平方向抛出的抛体运动.
  (2)研究平抛运动的规律
  在知道平抛运动的概念后,学生分小组讨论回答下列两个问题:
  【问题1】平抛运动的物体轨迹是直线还是曲线?怎样研究平抛运动呢?
  【问题2】做平抛运动的物体在水平方向和竖直方向上的运动规律分别是怎样的呢?
  【学生回答】平抛运动的轨迹是曲线.我们将平抛运动分解为水平方向和竖直方向上的两个直线运动来研究,建立以物体抛出点为原点,以水平方向为x轴正方向、竖直向下为y轴正方向的平面直角坐标系.水平方向符合匀速直线运动规律,竖直方向符合自由落体运动规律.
  【问题3】设物体从抛出开始计时,经过t时间物体到达A点,求(1)A点的坐标;(2)t时间内的位移;(3)物体在A点的速度;(4)做平抛运动的物体的运动轨迹方程.
  (3)课堂反馈
  例1 某卡车在限速60 km/h的公路上与路旁障碍物相撞.处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体,可以判断,它是事故发生时车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的.警察测得这个零件在事故发生时的原位置与陷落点的水平距离为13.3 m,车顶距泥地的竖直高度为2.45 m.请你根据这些数据为该车是否超速提供证据.
  在本章第一节曲线运动的教学中,本人将教学的重点放在了建构一般平面内曲线运动的研究方法上,即将曲线运动分解为已知的两个直线运动来处理,并着重展示了质点在平面内运动时解决问题的规范化步骤方法.从坐标系的建立到分运动的确定,再到合运动的规律得出;在这过程中,详细分析了速度、位移、加速度等运动参量.这样做的目的就是为了能让学生在了解物体在平面内运动的研究方法后,能在第二节平抛运动学习中学生们通过小组合作探究和自主学习,能够最终掌握这一研究方法并得出平抛运动的规律.
  课堂反馈的例题选择,主要是从让学生运用平抛运动规律来解决实际问题的角度出发,在应用中体会平抛运动.
  2.习题课
  以运用牛顿运动定律解决简单物理模型问题为例.
  图2
  例2 如图2,一物体质量为m,放在光滑的水平面上静止,
  (1)物体受几个力?合力多大?
  (2)若给物体施加一个水平向右的恒力F,物体将做什么运动?求加速度.
  (3)若水平面粗糙,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,施加水平向右的恒力F,则物体会有怎样的运动情况?求加速度.
  (4)如果物体在粗糙的水平面上要向右做匀加速直线运动,恒力F还可以怎样作用在物体上?物体与水平面间的动摩擦因数为μ,求加速度.
  例2中第(1)(2)问比较简单,学生可以独立轻松解决,第(3)(4)问有多种情况,学生必须通过小组讨论后才能得出结论.经过这一学习过程,学生可以建立起应用牛顿运动定律解决以实际问题为背景的抽象化物理模型问题的基本思路,即紧紧抓住力与运动的桥梁——加速度.本人趁热打铁,又给出另一基本模型.学生们模仿例1的问题链,提出了一系列的问题,并作出解答.
  图3
  例3 如图3,质量为m的物体放在倾角为θ的光滑固定斜面上,
  (1)物体将做什么运动?求加速度.
  (2)若物体以一定速度冲上斜面,求加速度.
  (3)若斜面是粗糙的,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,则物体将做什么运动?求加速度.
  (4)若给物体施加一沿斜面向上的恒定拉力F,则物体可能做什么运动?求加速度.
  例3的教学已经是学生自己提出问题,然后通过小组讨论得出答案.此时,课堂的主人真正属于学生,教师在课堂中起的作用仅仅是一个“引导员”,学生深刻体会到了自己是学习的主体,也积极发挥了主体的能动性.
  3.复习课
  知识点复习课一般性的教学安排是教师将知识点按照学习的顺序逐一罗列,此种方法过于枯燥,且效果一般,学生课堂上一般能难保持专注,投入度较差.   本人的教学安排是预先布置课前学习,要求每一位同学先做好自己对知识点的总结.课上,本人将预先选取好的学习能力不等的学生的笔记通过实物投影展示出来.通过逐一对比,学生们很清楚地了解自己易错、易忘、易混淆的知识,学生也对知识加深了理解.更重要的是,这一教学方法有利于学生对知识进行重新的建构,形成属于自己的知识网络框架.
  三、对学习金字塔理论实践的思考
  目前的课堂教学现状是:课堂像是教师的“海派清口”,学生就是观众,教师在课堂上讲的太多,学生讲的太少,给予学生思考的时间不足;师生间的互动和生生间的互动太少,或者是为了互动而互动,以至于课堂的互动流于形式而缺乏真正的思想的碰撞交流.本人在将学习金字塔理论应用于课堂教学过程中时发现,要破解这现状,要能顺利地完成教学目标,必须要营造优良的合作学习氛围,还要逐步培养学生发现问题、提出问题的能力.
  优良合作学习氛围的营造不是一朝一夕的事情,这首先需要教师转变观念.在教学形式上,要改“教学生”变“学生学”;在教学目标,要改“记忆知识”变“建构知识”;在教学方法上,要改教师和学生间“单向交流”变教师和学生、学生和学生间“网络互通”.其次,教师对教学内容进行梳理,要向学生提供各种学习资源,让学生在能力范围内通过合作学习获得知识、经验、情感等.另外,合作学习氛围的营造不仅仅是一门学科、一位教师的事情,它必须是所有学科、所有教师的全方位合作.
  在合作学习氛围下,学生成为课堂的主人后,发现问题、提出问题的能力就是制约课堂发展的重要因素,提出一个问题往往比解决一个问题更为重要.而教师是课堂的组织者、引导者,这就要求教师在课堂上要精心营造一个宽松、民主、开放、愉快、合作的环境,让学生敢讲、敢问.教师要通过多种途径创设问题情境,培养学生发现问题的能力.比如摘录课堂、作业和课本中学生没有搞通的问题,让学生有提问的素材;以学生日常生活经验为前提,诱导提出问题;学生从教材出发,先自学教材后提出问题;教师做出“问题链”示范,学生模仿提出问题.学生间的有差异,他们提出的问题也良莠不齐,提倡教师教学以鼓励为主,但并不是不加评论,比如可以通过教师的引导,让其他学生帮助其完善.在教学过程中教师应及时根据学生的学习状态、思维显露过程来激励学生的问题意识.反复强调问题意识在思维活动中的重要地位,让学生明白,只有当感到自己需要问“为什么”、“是什么”、“怎么样”的时候,思维才算真正启动,提出的问题才是有价值的问题.这样,更有助于学生提出有价值的问题,有利于提高他们提出问题的信心和能力.
  在学习金字塔理论指导下的课堂教学,学生参与度高,主体意识较强,充分体现了“自主、探究、合作”的精神,通过“网络互通”式的“教别人”学习模式,学生在思维的碰撞中重新建构知识网络,真正将书本知识转化为自己的知识.
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