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摘 要 建构主义是新课程改革的主要理论根源,根据建构主义理论,结合物理学科特点,高中物理课堂教学应有这样几个基本理念:以对物理现象和规律的科学探究为教学本质;以建构良好的知识结构为教学目标;以支持学生以经验为基础的自主建构为教学手段;以为建构性学习提供良好的学习情境为教学条件。基于建构主义教学理念的课堂设计应有这样几个环节:通过学生的自我探究实现前物理知识的弥补和调整;新知识的探究学习过程;通过探究自悟实现新旧知识的合理重组;在师生的共同探究中实现物理知识建构。
关键词 新课程 建构主义 物理课堂教学设计
中图分类号:G633.7文献标识码:A
1 问题的提出
众所周知,自主学习、合作学习、探究学习以及注重过程、注重体验、注重参与是新课改倡导的基本教学理念,那么新课改倡导这些教学理念有怎样的深层背景呢?概括起来不外乎三个方面:一是社会发展背景。随着社会的发展,社会需要更高质量的人才;二是教学现实背景。随着人们观念不断更新,传统教学越来越不适应新型人才的培养;三是学习理论的发展背景。一般认为,建构主义是学习理论的最新发展,建构主义学习理论对学习的全新诠释,揭示了学习的本质,是新课程改革的重要理论依据。因此,从建构主义视角审视物理课堂教学,指导教学设计,将更能把握课堂教学的内在规律,更能把握新课改实质。
2 建构主义的物理课堂教学理念
建构主义认为知识是学习者内在建构的,“建构”同时是建立和构造关于新知识认识结构的过程。“建立”一般是指从无到有的兴建,“构造”则是指对已有的材料、结构、框架加以调整,整合或者重组。因此所谓新知识的获得是对原有知识结构的自主发展过程。根据建构主义对学习的解释,结合物理学科特点,高中物理课堂教学应有这样几个基本理念:
2.1以对物理现象和规律的科学探究为教学本质
建构主义主张通过物理问题、新知识的探究学习来深化对知识的理解与建构。在这种学习情境中,要求学生在问题探究中扮演积极的角色。与此同时,教师则作为帮助者和促进者,引导学生借助各种资源,让学生去发现问题、分析问题、搜集资料、确定方案与步骤,直至问题解决。在此过程中,教师可以提供一定的支持和引导,组织学生讨论、合作,但这些不应妨碍学生的独立思考,而应配合、促进他们的问题解决过程。
在这种基于问题解决探究学习情境中,学生首先要理解、分析当前的问题,进行讨论,确定已经知道了那些信息,有什么想法。同时又要确定还需要进一步了解的内容,形成下一步的学习要点,包括那些对问题解决来说很重要、而他们又不太理解,需要进一步学习的概念和原理等。此后,学生要针对这些学习要点分头探索,可能是综合应用原来的知识经验,也可能是查阅有关资料,也可能是通过相互的交流和讨论等,从而作出合理的综合的推论、分析,解析当前的问题,形成自己的假设和解题方案。在此过程中,学生可以建构起与此相应的知识经验,并与原有知识联系起来,形成融会贯通的理解,从而建立良好的知识结构。总之,建构主义主张这种基于问题解决的探究学习活动,本质上就在于促使学生思考问题,参与知识的发现与探究过程,自主建构知识结构。
知识难以直接访取或传递他人;知识总是与认知者相关;与学习者孜孜不倦的求知过程相关。特级教师吴加澍老师认为:大凡写在教科书上的,多是科学研究的结果,是科学家思维活动的结晶,是静态知识。它掩盖了知识形成与发展的生成过程。使学习者难以体验探索和发现的喜悦。尤其是物理学家们那独特的思路、精巧的方法以及认知的升华,在教材中被过滤了。蕴含在科学研究过程中的思想、方法才是动态的知识,从某种意义上说,它更值得我们去开发和利用。教师的任务就是要揭开教材的这种严谨抽象的面纱,让学生亲自参与知识的再发现过程,去经历探索的磨砺,从中汲取更多的营养(摘自在吴加澍教育思想研讨会上的讲话)。这段论述充分体现了现代建构主义思想。
2.2以建构良好的知识结构为教学目标
建构主义认为,知识结构是学生智能的核心所在,发展学生的认知结构才是教学的基本价值取向。因此基于建构主义的物理教学,必须坚持“为建构良好的认知结构而教”的基本立场。这是因为,物理教学的根本任务是在掌握一定的科学知识的基础上,开发学生的智力,发展学生能力。心理学研究表明,智力不是别的,智力是组织得很好的认知结构。这种认知结构越是有序和组织化,则内化知识的智力的价值就越高。这是因为,结构合理的知识便于提取和利用,具有较高的可利用性和可迁移性,从而有利于提高学生解决问题的能力。
教学中的知识—能力范畴是对教育目标的抽象,就其实质而言,也是对教育价值观的抽象。基于建构主义的物理教学通过发展学生认知结构来促进学生能力发展。这是因为学生在认知结构的建构中,要主动揭示知识的内在联系,以求对知识的深层理解。要探索知识的发生过程,从而学会思考,学会探索发现,学会认知加工,学会自我监控。另外,在认知建构过程中,学生还要通过人际交往以加速知识的意义建构,从而学会交往、学会合作。总之一旦物理教学目的定位于促进促进学生建构良好的认知结构,就能使学生学会学习,成为学习的主人。
关于物理学科的内容,有人认为物理学科的内容就是物理知识,这是一种偏面的理解,这种理解导致学生不能学到完整的物理,往往使学生感到学习只是不断往高处不断堆积的积木,而失去对科学的热情。事实上,物理学科的内容除了物理知识外,还包括重要程度不亚于物理知识的物理观念,方法。法国科学家、相对论思想的先驱者之一庞加莱曾经说过:物理学是一系列事实、公式和法则建立起来的,就象房子是由砖砌成的一样,但是将一系列事实、公式和法则就看成是物理学,那就犹如把一堆砖看成房子一样。物理学比组成它的事实、公式和法则要深该得多。物理学本身就是科学知识、科学过程和科学文化的统一体。这是审视物理课堂教学的基本立足点。
2.3以支持学生以经验为基础的自主建构为教学手段
建构主义教学观与传统教学观的根本区别在于知识的看法的差异上。建构主义认为,在教学过程中,知识永远主体建构活动的结果。因此,它是不能传给被动的接受者的。科学知识必须由每一个学习者主动地建构,科学知识也能够通过学习者与他人(教师与同伴)的交往、互动而进行合作性建构(社会建构)。总之,从建构主义观点看,物理教学的过程不能简单地依靠教师的知识传递,教师在物理教学的主要职能在于提供学生主动建构的必要条件,促使学生自主建构认知结构。
建构主义对科学教育的看法彻底改变了传统的师生关系。在建构主义的科学教育中,教师与学生的角色必须重新定位。换句话说,建构主义的科学教育过程应是在教师指导下以学生自主建构为中介的师生互动过程,即教师与学生是通过“教学内容的建构”为中介的双向互动的交换关系。在这种新型的师生关系中,既强调了学习者的自主建构作用,又不忽视教师的指导作用。简而言之,教师的角色应定位在:学生自主建构的帮助者、促进者,而不是科学知识的直接传授者和灌输者;在教学过程中,教师不应被既定的教学目标所束缚,只关注教学目标是否达成,而应更多地关注学生的反应:他们学得如何;他们的观点是什么;他们是如何运作的;他们遇到了什么问题;他们在想些什么,是怎么想的;等等。学生的角色应定位在:学生是认知信息的加工者、认知结构的建构者,而不是外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象。总之,物理教学的过程应该是学生自主建构和师生合作性建构协同作用、互相促进的过程。建构主义学习理论代表人物之一威特罗克认为,“生成学习模式的本质乃是认为大脑不是被动地学习和记录信息,而是主动地建构它对信息的解释,并从中得出结论”。
2.4以为建构性学习提供良好的学习情境为教学条件
建构主义认为学习与学习发生的情境紧密相连,学生的学习本质上就是借助于学习情境的帮助,实现学习者对知识意义的主动建构。知识具有情境性,.在讲授新知识时,教师应有意识地利用复习、提问、典型实验等形式,将学生原知识经验尽量条理化、准确化,当学生利用其原有知识经验与其接触的物理情境(以教育形态展现的物理客观环境,如演示实验)中接受的信息相互作用时,生成对信息意义的建构。但这一生成建构过程并不是被动的,而是主动的过程。当学生面临物理情境中多样、数量众多的信息,其不可能将所有信息都注意接受并加以处理,而是主动有选择地注意,并经思维加工而建构有意义的信息。因此教学中教师应合理组织和展现物理情境,有意识地提醒学生选择注意具有本质意义的信息,从而使学生的注意点切中要害,提高注意的效率。在这种学习情境中学习,可以促进学生利用原有认知结构中有关知识经验去同化新知识,并赋予新知识以新的意义。如果原有知识经验不能同化新知识,就要借助于情境的支持,引发认知冲突促使学生通过“顺应”过程,即对原有认知结构进行改造和重建,以接纳新知识。
综上所述,新课程理念与建构主义教学理念是一脉相承的,可能说建构主义教学理念是新课程理念的逻辑起点。
3 课堂教学设计及案例
教学设计是一个较宽泛的概念,而课堂教学设计是指在某种教学理念的指导下,结合学生和教材的特点而进行的备课过程,下面谈谈基于建构主义教学理念的课堂设计。
3.1课堂教学设计思路
本方案强调新知识的学习是一个学生自主建构的过程。由“教师——学生”所构成的共同体,在教师的组织引导下,在合作的气氛中,师生共同驱动教学进程。通过学生自身的探索和建构,实现前物理知识结构的弥补和调整以及新旧物理知识的合理重组,从而完成新知识的学习。
3.1.1通过学生的自我探究实现前物理知识的弥补和调整
由于学生的前物理知识有些是通过自己的观察、体验和思考形成的,所以有的是正确的,有的会与科学知识存在着一定的偏差,甚至有的根本就是错误的.而这些知识具有一定的顽固性,要想把错误观念从头脑中彻底清除出去,必须是在解决问题中,发生了观念上的冲突而感觉到自己观念中存在着不合理的因素时,才能逐渐地被正确的科学观念所替代。因此,教师应首先通过引导相互交流,使其把原有的经验充分表现出来,并在自我探索中得到弥补和调整,这样就使前物理知识得到合理的重组(即建构),建立起清晰的前物理知识结构。教师激疑、设问,会引起学生解决观念冲突的积极性,这将对新知识的学习和掌握产生很大的促进作用。
3.1.2新知识的探究学习过程
物理知识的学习过程一般包括三个阶段,即感知阶段,理解阶段和运用阶段。无论是那一个阶段,学生都是主动的建构者,教师在其中起的仍是组织者和促进者的作用。首先,教师应努力创造良好的物理学习环境,使他们具有探索的欲望,再根据具体的教学内容选择教学方法和学习形式,并指出探索学习的途径,使他们顺利完成新知识的学习。
3.1.3通过探究自悟实现新旧知识的合理重组
由于学生原有的知识结构的差异,同时学习活动又具有创造的性质,所以,每个学生建构新知识的方式不同,即使是在同一环境中接受同样的新信息,不同的学生也会获得不同的意义或解释,学生之间的讨论和交流将是促进学生对知识更全面理解的最佳途径。通过学生自己发表对所学新知识的认识和理解,一方面可以使学生在主体参与中自身建构新的知识结构,同时教师又会在学生的讨论中发现学生对新知识认识中出现的错误观念,并引导学生走出误区,使错误观念通过自己的探索自悟从头脑中被彻底地消除掉,从而建立起正确的知识结构,完成新旧知识的合理重组。
3.1.4在师生的共同探究中实现物理知识建构
实现了物理知识结构的合理重组,并不意味着新知识学习过程的结束。运用所学知识解决实际问题乃是物理知识学习过程中的重要一环。
解决物理问题往往需要经历将实际问题归结到对应的物理模型上,选择研究对象、分析物理过程、形成物理图景、正确地运用数学知识解决物理问题等多个环节。可见,解决物理问题的过程是培养学生观察想象能力、分析判断能力、逻辑推理能力、论证表达能力和运用数学知识能力的最有效途径。学生的科学思维能力只有通过自己的探索才能得以发展,任何人都无法替代。因此,在这一过程中,教师应首先选择与新知识联系紧密且较典型、有针对性的问题来引导学生进行探索讨论,使学生从其知识体系中自觉地检索出解决问题所需要的知识,并自己构想解决问题的策略,然后,组织学生共同进行判断和推理,这一过程将融进学生许多的创造性观念,在教师的正确引导下,这种创造性的思维在问题解决过程中必将会得以发展,成为学生思考问题的习惯。
3.2 “楞次定律”教学设计案例
下面以“楞次定律”一节为例谈谈课堂教学设计。
(1)原有知识的激活、调整和弥补,找到新知识在原有知识结构中的切入点及本节所要研究问题的思路及知识体系。
演示实验:如图1所示实验装置,请学生观察磁铁的S极在向下插入、拔出线圈时;磁铁N极在向下插入、拔出线圈时电流表指针的偏转方向。(学生讨论,感应电流的方向与哪些因素有关)
在教师的引导下,通过师生们的共同探讨得出以下研究的思路(见图2)。
由图2可知,前者是大家早已熟知的了。可见,本节课最关键的问题就是要找出后者的关系了。通过这样的分析讨论,使学生在自己的知识结构中检索出了与本节课相关的原有知识,使原有的知识结构得到调整和弥补,同时找到了新知识学习的切入点。
(2)新规律的探索学习。在实验探索之前,应首先明确两个问题:一是电流表指针的偏转方向与电流流向之间的关系;二是线圈的绕向。
实验探索研究过程:
①教师演示如图3所示实验中的第一种情况,并用板书记录实验结果。
②学生自己动手,做第二、三、四种情况,学生得出结论,并将其结果记录在板书上。
③教师引导学生观察用课件模拟的以上实验中感应电流、感应电流的磁场、引起感应电流的磁场的变化情况的动态过程,使学生对此过程有一个直观具体的认识。
④学生讨论,总结出感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向及磁通量的变化之间的关系:磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场方向相反;磁通量减少,感应电流的磁场与原磁场同向。
⑤教师引导学生概括并总结出规律:
由以上探索研究,师生共同总结出楞次定律的内容。
(3)新规律的理解和掌握。例题1,图4中,当条形磁铁远离线圈时,判断闭合电路中感应电流的方向。
例题2:图5中电键断开瞬间,判断与电流表构成的闭合电路中的感应电流的方向。
师生共同探讨第一个例题,并总结出应用楞次定律判断感应电流方向的三个步骤,学生自己完成第二个例题。
(4)新规律的应用与拓展。产生感应电流的情况是多种多样的,教师用以下两个问题来巩固楞次定律的应用,并使学生明确楞次定律的应用范围。
习题1:如图6,电键K闭合瞬间,判断副线圈B中产生的感应电流的方向。
习题2:图7所示,在线框拉出磁场的过程中,判断感应电流的方向。
参考文献
[1] 教育中的建构主义.华东师范大学出版社,2002.
[2] 走进新课程—与课程实施者对话.北京师范大学出版社,2002.
[3] 物理课程与教学论.浙江教育出版社,2003.9.
[4] 中学特级教师教学思想与方法.东南大学出版社,2002.
[5] 朱纪荣,物理学习中的思维障碍.湖州师范学院学报,2000.8:136～138.
关键词 新课程 建构主义 物理课堂教学设计
中图分类号:G633.7文献标识码:A
1 问题的提出
众所周知,自主学习、合作学习、探究学习以及注重过程、注重体验、注重参与是新课改倡导的基本教学理念,那么新课改倡导这些教学理念有怎样的深层背景呢?概括起来不外乎三个方面:一是社会发展背景。随着社会的发展,社会需要更高质量的人才;二是教学现实背景。随着人们观念不断更新,传统教学越来越不适应新型人才的培养;三是学习理论的发展背景。一般认为,建构主义是学习理论的最新发展,建构主义学习理论对学习的全新诠释,揭示了学习的本质,是新课程改革的重要理论依据。因此,从建构主义视角审视物理课堂教学,指导教学设计,将更能把握课堂教学的内在规律,更能把握新课改实质。
2 建构主义的物理课堂教学理念
建构主义认为知识是学习者内在建构的,“建构”同时是建立和构造关于新知识认识结构的过程。“建立”一般是指从无到有的兴建,“构造”则是指对已有的材料、结构、框架加以调整,整合或者重组。因此所谓新知识的获得是对原有知识结构的自主发展过程。根据建构主义对学习的解释,结合物理学科特点,高中物理课堂教学应有这样几个基本理念:
2.1以对物理现象和规律的科学探究为教学本质
建构主义主张通过物理问题、新知识的探究学习来深化对知识的理解与建构。在这种学习情境中,要求学生在问题探究中扮演积极的角色。与此同时,教师则作为帮助者和促进者,引导学生借助各种资源,让学生去发现问题、分析问题、搜集资料、确定方案与步骤,直至问题解决。在此过程中,教师可以提供一定的支持和引导,组织学生讨论、合作,但这些不应妨碍学生的独立思考,而应配合、促进他们的问题解决过程。
在这种基于问题解决探究学习情境中,学生首先要理解、分析当前的问题,进行讨论,确定已经知道了那些信息,有什么想法。同时又要确定还需要进一步了解的内容,形成下一步的学习要点,包括那些对问题解决来说很重要、而他们又不太理解,需要进一步学习的概念和原理等。此后,学生要针对这些学习要点分头探索,可能是综合应用原来的知识经验,也可能是查阅有关资料,也可能是通过相互的交流和讨论等,从而作出合理的综合的推论、分析,解析当前的问题,形成自己的假设和解题方案。在此过程中,学生可以建构起与此相应的知识经验,并与原有知识联系起来,形成融会贯通的理解,从而建立良好的知识结构。总之,建构主义主张这种基于问题解决的探究学习活动,本质上就在于促使学生思考问题,参与知识的发现与探究过程,自主建构知识结构。
知识难以直接访取或传递他人;知识总是与认知者相关;与学习者孜孜不倦的求知过程相关。特级教师吴加澍老师认为:大凡写在教科书上的,多是科学研究的结果,是科学家思维活动的结晶,是静态知识。它掩盖了知识形成与发展的生成过程。使学习者难以体验探索和发现的喜悦。尤其是物理学家们那独特的思路、精巧的方法以及认知的升华,在教材中被过滤了。蕴含在科学研究过程中的思想、方法才是动态的知识,从某种意义上说,它更值得我们去开发和利用。教师的任务就是要揭开教材的这种严谨抽象的面纱,让学生亲自参与知识的再发现过程,去经历探索的磨砺,从中汲取更多的营养(摘自在吴加澍教育思想研讨会上的讲话)。这段论述充分体现了现代建构主义思想。
2.2以建构良好的知识结构为教学目标
建构主义认为,知识结构是学生智能的核心所在,发展学生的认知结构才是教学的基本价值取向。因此基于建构主义的物理教学,必须坚持“为建构良好的认知结构而教”的基本立场。这是因为,物理教学的根本任务是在掌握一定的科学知识的基础上,开发学生的智力,发展学生能力。心理学研究表明,智力不是别的,智力是组织得很好的认知结构。这种认知结构越是有序和组织化,则内化知识的智力的价值就越高。这是因为,结构合理的知识便于提取和利用,具有较高的可利用性和可迁移性,从而有利于提高学生解决问题的能力。
教学中的知识—能力范畴是对教育目标的抽象,就其实质而言,也是对教育价值观的抽象。基于建构主义的物理教学通过发展学生认知结构来促进学生能力发展。这是因为学生在认知结构的建构中,要主动揭示知识的内在联系,以求对知识的深层理解。要探索知识的发生过程,从而学会思考,学会探索发现,学会认知加工,学会自我监控。另外,在认知建构过程中,学生还要通过人际交往以加速知识的意义建构,从而学会交往、学会合作。总之一旦物理教学目的定位于促进促进学生建构良好的认知结构,就能使学生学会学习,成为学习的主人。
关于物理学科的内容,有人认为物理学科的内容就是物理知识,这是一种偏面的理解,这种理解导致学生不能学到完整的物理,往往使学生感到学习只是不断往高处不断堆积的积木,而失去对科学的热情。事实上,物理学科的内容除了物理知识外,还包括重要程度不亚于物理知识的物理观念,方法。法国科学家、相对论思想的先驱者之一庞加莱曾经说过:物理学是一系列事实、公式和法则建立起来的,就象房子是由砖砌成的一样,但是将一系列事实、公式和法则就看成是物理学,那就犹如把一堆砖看成房子一样。物理学比组成它的事实、公式和法则要深该得多。物理学本身就是科学知识、科学过程和科学文化的统一体。这是审视物理课堂教学的基本立足点。
2.3以支持学生以经验为基础的自主建构为教学手段
建构主义教学观与传统教学观的根本区别在于知识的看法的差异上。建构主义认为,在教学过程中,知识永远主体建构活动的结果。因此,它是不能传给被动的接受者的。科学知识必须由每一个学习者主动地建构,科学知识也能够通过学习者与他人(教师与同伴)的交往、互动而进行合作性建构(社会建构)。总之,从建构主义观点看,物理教学的过程不能简单地依靠教师的知识传递,教师在物理教学的主要职能在于提供学生主动建构的必要条件,促使学生自主建构认知结构。
建构主义对科学教育的看法彻底改变了传统的师生关系。在建构主义的科学教育中,教师与学生的角色必须重新定位。换句话说,建构主义的科学教育过程应是在教师指导下以学生自主建构为中介的师生互动过程,即教师与学生是通过“教学内容的建构”为中介的双向互动的交换关系。在这种新型的师生关系中,既强调了学习者的自主建构作用,又不忽视教师的指导作用。简而言之,教师的角色应定位在:学生自主建构的帮助者、促进者,而不是科学知识的直接传授者和灌输者;在教学过程中,教师不应被既定的教学目标所束缚,只关注教学目标是否达成,而应更多地关注学生的反应:他们学得如何;他们的观点是什么;他们是如何运作的;他们遇到了什么问题;他们在想些什么,是怎么想的;等等。学生的角色应定位在:学生是认知信息的加工者、认知结构的建构者,而不是外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象。总之,物理教学的过程应该是学生自主建构和师生合作性建构协同作用、互相促进的过程。建构主义学习理论代表人物之一威特罗克认为,“生成学习模式的本质乃是认为大脑不是被动地学习和记录信息,而是主动地建构它对信息的解释,并从中得出结论”。
2.4以为建构性学习提供良好的学习情境为教学条件
建构主义认为学习与学习发生的情境紧密相连,学生的学习本质上就是借助于学习情境的帮助,实现学习者对知识意义的主动建构。知识具有情境性,.在讲授新知识时,教师应有意识地利用复习、提问、典型实验等形式,将学生原知识经验尽量条理化、准确化,当学生利用其原有知识经验与其接触的物理情境(以教育形态展现的物理客观环境,如演示实验)中接受的信息相互作用时,生成对信息意义的建构。但这一生成建构过程并不是被动的,而是主动的过程。当学生面临物理情境中多样、数量众多的信息,其不可能将所有信息都注意接受并加以处理,而是主动有选择地注意,并经思维加工而建构有意义的信息。因此教学中教师应合理组织和展现物理情境,有意识地提醒学生选择注意具有本质意义的信息,从而使学生的注意点切中要害,提高注意的效率。在这种学习情境中学习,可以促进学生利用原有认知结构中有关知识经验去同化新知识,并赋予新知识以新的意义。如果原有知识经验不能同化新知识,就要借助于情境的支持,引发认知冲突促使学生通过“顺应”过程,即对原有认知结构进行改造和重建,以接纳新知识。
综上所述,新课程理念与建构主义教学理念是一脉相承的,可能说建构主义教学理念是新课程理念的逻辑起点。
3 课堂教学设计及案例
教学设计是一个较宽泛的概念,而课堂教学设计是指在某种教学理念的指导下,结合学生和教材的特点而进行的备课过程,下面谈谈基于建构主义教学理念的课堂设计。
3.1课堂教学设计思路
本方案强调新知识的学习是一个学生自主建构的过程。由“教师——学生”所构成的共同体,在教师的组织引导下,在合作的气氛中,师生共同驱动教学进程。通过学生自身的探索和建构,实现前物理知识结构的弥补和调整以及新旧物理知识的合理重组,从而完成新知识的学习。
3.1.1通过学生的自我探究实现前物理知识的弥补和调整
由于学生的前物理知识有些是通过自己的观察、体验和思考形成的,所以有的是正确的,有的会与科学知识存在着一定的偏差,甚至有的根本就是错误的.而这些知识具有一定的顽固性,要想把错误观念从头脑中彻底清除出去,必须是在解决问题中,发生了观念上的冲突而感觉到自己观念中存在着不合理的因素时,才能逐渐地被正确的科学观念所替代。因此,教师应首先通过引导相互交流,使其把原有的经验充分表现出来,并在自我探索中得到弥补和调整,这样就使前物理知识得到合理的重组(即建构),建立起清晰的前物理知识结构。教师激疑、设问,会引起学生解决观念冲突的积极性,这将对新知识的学习和掌握产生很大的促进作用。
3.1.2新知识的探究学习过程
物理知识的学习过程一般包括三个阶段,即感知阶段,理解阶段和运用阶段。无论是那一个阶段,学生都是主动的建构者,教师在其中起的仍是组织者和促进者的作用。首先,教师应努力创造良好的物理学习环境,使他们具有探索的欲望,再根据具体的教学内容选择教学方法和学习形式,并指出探索学习的途径,使他们顺利完成新知识的学习。
3.1.3通过探究自悟实现新旧知识的合理重组
由于学生原有的知识结构的差异,同时学习活动又具有创造的性质,所以,每个学生建构新知识的方式不同,即使是在同一环境中接受同样的新信息,不同的学生也会获得不同的意义或解释,学生之间的讨论和交流将是促进学生对知识更全面理解的最佳途径。通过学生自己发表对所学新知识的认识和理解,一方面可以使学生在主体参与中自身建构新的知识结构,同时教师又会在学生的讨论中发现学生对新知识认识中出现的错误观念,并引导学生走出误区,使错误观念通过自己的探索自悟从头脑中被彻底地消除掉,从而建立起正确的知识结构,完成新旧知识的合理重组。
3.1.4在师生的共同探究中实现物理知识建构
实现了物理知识结构的合理重组,并不意味着新知识学习过程的结束。运用所学知识解决实际问题乃是物理知识学习过程中的重要一环。
解决物理问题往往需要经历将实际问题归结到对应的物理模型上,选择研究对象、分析物理过程、形成物理图景、正确地运用数学知识解决物理问题等多个环节。可见,解决物理问题的过程是培养学生观察想象能力、分析判断能力、逻辑推理能力、论证表达能力和运用数学知识能力的最有效途径。学生的科学思维能力只有通过自己的探索才能得以发展,任何人都无法替代。因此,在这一过程中,教师应首先选择与新知识联系紧密且较典型、有针对性的问题来引导学生进行探索讨论,使学生从其知识体系中自觉地检索出解决问题所需要的知识,并自己构想解决问题的策略,然后,组织学生共同进行判断和推理,这一过程将融进学生许多的创造性观念,在教师的正确引导下,这种创造性的思维在问题解决过程中必将会得以发展,成为学生思考问题的习惯。
3.2 “楞次定律”教学设计案例
下面以“楞次定律”一节为例谈谈课堂教学设计。
(1)原有知识的激活、调整和弥补,找到新知识在原有知识结构中的切入点及本节所要研究问题的思路及知识体系。
演示实验:如图1所示实验装置,请学生观察磁铁的S极在向下插入、拔出线圈时;磁铁N极在向下插入、拔出线圈时电流表指针的偏转方向。(学生讨论,感应电流的方向与哪些因素有关)
在教师的引导下,通过师生们的共同探讨得出以下研究的思路(见图2)。
由图2可知,前者是大家早已熟知的了。可见,本节课最关键的问题就是要找出后者的关系了。通过这样的分析讨论,使学生在自己的知识结构中检索出了与本节课相关的原有知识,使原有的知识结构得到调整和弥补,同时找到了新知识学习的切入点。
(2)新规律的探索学习。在实验探索之前,应首先明确两个问题:一是电流表指针的偏转方向与电流流向之间的关系;二是线圈的绕向。
实验探索研究过程:
①教师演示如图3所示实验中的第一种情况,并用板书记录实验结果。
②学生自己动手,做第二、三、四种情况,学生得出结论,并将其结果记录在板书上。
③教师引导学生观察用课件模拟的以上实验中感应电流、感应电流的磁场、引起感应电流的磁场的变化情况的动态过程,使学生对此过程有一个直观具体的认识。
④学生讨论,总结出感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向及磁通量的变化之间的关系:磁通量增加,感应电流的磁场与原磁场方向相反;磁通量减少,感应电流的磁场与原磁场同向。
⑤教师引导学生概括并总结出规律:
由以上探索研究,师生共同总结出楞次定律的内容。
(3)新规律的理解和掌握。例题1,图4中,当条形磁铁远离线圈时,判断闭合电路中感应电流的方向。
例题2:图5中电键断开瞬间,判断与电流表构成的闭合电路中的感应电流的方向。
师生共同探讨第一个例题,并总结出应用楞次定律判断感应电流方向的三个步骤,学生自己完成第二个例题。
(4)新规律的应用与拓展。产生感应电流的情况是多种多样的,教师用以下两个问题来巩固楞次定律的应用,并使学生明确楞次定律的应用范围。
习题1:如图6,电键K闭合瞬间,判断副线圈B中产生的感应电流的方向。
习题2:图7所示,在线框拉出磁场的过程中,判断感应电流的方向。
参考文献
[1] 教育中的建构主义.华东师范大学出版社,2002.
[2] 走进新课程—与课程实施者对话.北京师范大学出版社,2002.
[3] 物理课程与教学论.浙江教育出版社,2003.9.
[4] 中学特级教师教学思想与方法.东南大学出版社,2002.
[5] 朱纪荣,物理学习中的思维障碍.湖州师范学院学报,2000.8:136～138.