论文部分内容阅读
1 课堂教学中互动的含义与意义
1.1 课堂教学中互动的含义
教学中的互动是主体之间的交往。它是主体之间的相互作用、相互交流、相互沟通、相互理解过程。在教学中,互动存在着师生间的互动和生生间的互动。
互动的本质属性是主体性,承认教师与学生都是教学过程的主体。师生关系是一种平等、理解、双向的人与人的关系。
1.2 课堂教学中互动的意义
教学是教师的教与学生的学的活动的统一,这种统一活动的核心是交往。现代教学论指出,教学过程是师生交往、积极互动、共同发展的过程。没有交往、没有互动,就难说发生了教学。把教学的核心定位为交往、互动是现代教学改革的要求,是现代教学目标的要求。它不仅在理论上超越历史上的“教师中心论”和“学生中心论”,现实中的“学生特殊客体论”和“教师主导主体论”,而且在实践上也具有极其重要的现实意义。
互动强调师生间、学生间动态的信息交流,通过信息交流实现师生、生生间的相互沟通,相互影响,相互补充,从而达到共识、共享、共进这才是教学相长的真谛。对教学而言,互动意味着对话,意味着参与,意味着相互建构,意味着学生是教师的资源,教师是学生的资源。它还不仅是一种教学活动方式,更是弥漫、充盈于师生之间的一种教育情境和精神氛围。对学生而言,互动不仅意味着心态的开放,主体性的凸现,个性的张扬,创造性的解放,更是学习方法、学习意识、思维习惯等学习方式的改变。对教师而言,互动意味着上课不仅仅是传授知识,而是一起分享理解;上课不是无谓的牺牲和时光的耗费,而是生命活动、专业成长和自我实现的过程。互动还意味着教师角色定位的转换:教师由教学中的主角转向“平等中的首席”,从传统的知识传授者转向现代教学活动中学生发展的促进者。
2 课堂教学中互动的实践研究
2.1 把教学内容通过问题的方式来表述有利于互动展开
根据PBL理论,学习是从问题开始的,提倡以问题为本位的学习。因此,知识的学习以问题的形式出现对互动的展开可起到重要的作用。
我的教学实践经验是把教学内容设置成若干个问题来研究。比如,在我们现在通用的高中一年级的物理教材《运动学》一章《直线运动》部分的内容,通常是按《时间和时刻》、《路程和位移》、《运动快慢的描述》、《匀变速直线运动加速度》、《匀变速直线运动的速度和位移》这样一个顺序来展开的。章节的内容大体上都是描述性的语言,考虑的角度多半是学科的逻辑性、严密性和系统性。与现实生活关联不大。学生学习兴趣也不大,缺乏学习应有的动机。
如果教材内容的展现形式是以一个一个专题,某一个专题下又以若干个问题组成。在教学方式上则是密切学生的生活经验,以师生、生生讨论的方式展开,让学生在联系中把握学习各具体知识的意义,效果则大不相同。
在《运动学》一章中,可以将运动学的问题集中到一辆“运动的车”上,把“运动的车”作为一个专题来对待和探究在对这辆“车”的研究环境中,学生从自己的经验出发,通过猜测、想象、共同讨论、阅读与查找资料、逻辑推理、实验验证等方式来展示自己的观点和论据,让大家一起分享研究成果。
在介绍时间、时刻、路程、位移等概念时,教师可提供问题:要对一辆运动的车进行描述需要引进哪些物理量?
学生反应:先是感到困惑。用学生的话来说是:“这个问题看似十分简单,要用自己的话来描述还真不知道怎么说才好”。在此情此景下,学生感到问题的新奇,表现出好奇与兴趣。有的在独自思索,有的在相互讨论。不久就有学生阐述自己的观点。
结果:学生在争论和质疑中把描述运动学的物理量:时间、时刻、路程、位移、参照物、速度、平均速度、瞬时速度一一揭示出来。在各自展示自己的思考成就时,学生把位移与路程、时间与时刻的区别与联系讲得清清楚楚。整个课堂,学生的思维十分活跃,把自己的困惑、思想淋漓尽致地表现出来,下面举两个例子来说明:
有学生说“用路程来描述车离参照物的距离就够了”,马上就有学生谈到“车做曲线运动的距离与车走的实际路径长度就不一样”。接着又有学生补充道:“车向北、向西走的距离相同,但也应区别对待”。如此一来,引进“路程”来表示车运动的轨迹长度,用“位移”来描述车的位置的变化就成了学生的共识。但问题并没有这么简单,有些讨论最终是向“权威”——课本的内容提出了挑战。在描述车运动快慢的物理量的定义上学生就产生了严重的分歧。部分学生认为:“比较车的运动快慢可以用车通过的位移与通过这段位移所用的时间之比来表示”;而另一部分学生认为:“车运动的快慢可用车经历的时间与这段时间所通过的位移之比来表示”。我们看不到在此环境下学生有厌学的情绪,我们看到的是一个个饱含激情、充满生命活力的探索者。由此看来,学生的创造力只有在一个合适的土壤中才能发芽成长。
又如,在《运动学》一章中要算“瞬时速度”和“加速度”这两个概念较抽象了。以往教材中更多的是文字上的描述。比如,在教材中瞬时速度是这样阐述的,“我们要确定汽车经过A点时的瞬时速度。从A点起取一小段AA1,求出在这段位移上的平均速度”。“当位移足够小时,所得的平均速度就等于汽车经过A的瞬时速度”。
学生读后,教师解释后总形成不了一个清晰的概念。教师提出下列问题:如果车运动速度时刻在变化,那么某一时刻或某一位置的速度如何计算呢?效果就明显不一样。
学生反应:有的学生说:“要是精度要求不高的话,用包含该位置的一段位移的平均速度就可以了”。有的学生补充道“精度要求高也无妨,只需位移取短些,再短些即可”。这些话从学生口中说出来,没有灌输。不仅理解了瞬时速度的本质,还触及了高等数学中极限的研究方法。大家没有因为概念的抽象感到困难,而是以讨论达成的共识重新构建着自己的经验。特别是有学生用老教材中打点计时器打出来的纸带的排列再现平均速度与时间的关系这种形象直观的图象时,学生对研究瞬时速度的极限法不再感到抽象。当学生在该图象上进一步把时间间隔缩小时,瞬时速度形象直观地在图象上我们惊奇地发现学生具有用多种的方法、多变的手段来表达同一问题的能力,只要教师不断提供有助于学生积极思维的情景。我们还发现学生自己互相质疑与师生互质在很多情景下起作相同的作用。许多问题的解决可以通过学生共同合作来完成。
2.2 课堂教学民主是互动的关键
教学民主首先是尊重平等的发言权、尊重各自的观点,平等交流以理服人。教师虽然是教学的组织者,但也只是“平等中的首席”而已。如何才能做到这一点呢?下面我用一个案例来说明:
电场线教学案例
老师开始讲述一个保险代理人给他推销保险的故事:保险代理人介绍该公司的业绩时,用了许多时间介绍其公司的发展又用大量的数据来说明投保获利情况但老师仍感觉是一头雾水。后来老师要求代理人能否用一种办法让人一目了然地知道其投入一份保险每年的收益情况。最后,代理人展 开了一张各年收益的柱型图,使老师很快地了解到这公司经营情况并作出投保决定。之所以能迅速作出决定在于这张“形象直观图”。下面请同学介绍在日常生活中用形象直观的方法表达问题的事例:
在学生兴趣有了,知道“形象直观”在日常生活中的重要性后,老师要求学生用形象直观的方法来描述一下过于抽象的电场。
学生开始思考。有的同桌开始在小声地讨论;有的开始在纸上设计。过了几分钟,老师要求愿意展示其设计作品的同学到黑板上画出来。结果有学生上黑板画图,有的学生在继续思考,有的学生在观看,有的学生在继续争论。一幅幅形象直观的电场图展示在黑板上(如图1~图5所示):它们都是以单个点电荷作为场源,有以颜色深浅代表电场强弱的;有以圆圈的疏密(类似于等势线)来表示电场强弱的,有用标数字来显现电场大小的,也有用箭头的长短来表示电场大小的,还有用线的疏密来代表电场的强弱的。
老师请同学发表意见:有位学生认为用颜色来表示电场的强弱充分发挥了人的视觉功能,效果最好(后来了解到这位学生对绘画感兴趣);有许多学生对数据表示法提出了批评,其意见是不直观、太烦琐;对短箭头的画法也提出了类似的批评,即过于烦琐,但有一个好处是能较好地表示电场强度的方向(有一部分同学开始意识到电场强度的矢量性)。这时,学生开始意识到图形4与图形5其优点是形象直观地表示了场强的大小但未能表示场强的方向。大家激烈地争论着,发表自己的见解。老师要求同学再完善一下设计图:既要表示场强的方向又要表示场强的大小。学生在图4与图5中作了些修改:图4的赞成者用圆圈的疏密来表示场强的大小,用法线来表示该点场强的方向;图5的赞成者用直线的疏密来表示场强的大小,用直线上的箭头来表示方向。
老师针对图5的修改提出问题:如果场源是两个电荷,某点的场强方向是否是该点与另一点电荷的连线上吗?学生己具备了场强叠加知识,也有的学生看了课本,因此建议用曲线上该点切线方向来表示场强方向。学生此时对图4也提出了问题:如果是两个点电荷作为场源,球面应改为一般性曲面。
老师指出:我们用线的疏密来表示场强的大小,用曲线上某点的切线表示在这点的场强方向,并把这样的曲线叫电场线这一协议达成了,请同学画出如下几种场源的电场线:学生很快完成图6、图7的电场线作图,但对图8、图9的电场线作图有些问题:有讨论的,有住笔的,也有大胆画的老师把图8、图9的电场线作图学生中错误的情况画在黑板上。老师请同学谈谈这些画法是否遵循了刚才的规定?学生提出问题:等量异号的两个点电荷电场线应是对称的。老师及时指出,有了规定就不能随意画,要按规则办事。(平时结合教学内容有意识地强调规则的作用,有助于学生接受社会法律法则的约束,提高学生的道德素养。)有学生又提出问题:这些曲线的切线方向真的与正电荷在该处受力方向一致吗?这时学生一片哗然,才知道规则一旦制定再行为要受到如此强的制约,而不是可以随意地画。老师要求学生再重新画好此四种场源的电场线。在此之后老师要求学生根据电场线的规定及图6~图9电场线的特点总结一下电场线的性质,学生能回答到以下程度:电场线起于正电荷终于负电荷,只有正电荷的场源起于正电荷终于无穷远,只有负电荷的场源起于无穷远终于负电荷。
老师又提了一个问题:“电场线能否相交”,学生又争论起来。很快同学发现电场线相交有麻烦。马上有学生说:如果电场线相交,相交点有两条切线,但电场方向却只有一个,因此,按照规则作图,电场线不能相交。
最后,老师要求同学思考不等量的异号电荷的电场线;学有余力的同学继续思考更直观的表达电场的方案。
本课结束后,老师找了部分学生座谈,让学生谈谈本节课的收获。学生谈论最多的是诸如“是不是所有的抽象问题都可以形象直观化”,“生活中有许多问题应该形象直观化”等等。不少同学也谈到“看上去电场线与现实无关,但研究的方法和思路与现实紧密相联系”。
从本案例来看,有些问题是老师提出来的,有的问题是学生在讨论中、质疑中产生的,教师只是“平等的首席”时,学生的互动才能真正充分展现,学生的个性才能真正充分张扬与发展。学生才能感悟到集体的作用。
尊重学生的话语权不仅有上述的功效,它有时还能使教师更快更准确地掌握某些知识的难点与学生思考中遇到的困惑。
比如:有一次我在讲有关闭合电路欧姆定律中有关电源输出功率随外电路的电阻的变化时,原来我一直认为学隹在接受时是没有问题的。但每次作业学生都出现各种其它问题。教师也不清楚问题出在什么地方。可有一次一个同学说这个变化是怎样的呢?外阻不同可否得到相同的输出功率呢?一石激起千层浪。大部分学生认为外阻不同输出功率相同是不可能的。也有同学认为是可能的。后来老师提出要解决这个问题的关键是什么?同学才明白要解决这个问题,主要是把输出功率与外电阻的关系式找出来,要直观的话再把把输出功率随外阻变化的图象作出来问题一找准,学生马上就产生共鸣。不仅找出了输出功率相同的两个电阻与内阻的关系,还得出了外阻等于内阻时输出功率最大及最大值也同时得出有一个同学还从图象中发现输出功率相同只能是两个值不可能是三个或更多。也有的同学从图中看出在外阻大于内阻时随外阻增大输出功率变小;在外阻小于内阻时随外阻的增大输出功率变大;在这位同学说完后,大部分同学都发现外阻越接近内阻时,输出功率越大。
尊重学生的话语权,尊重学生的观点、意见,是让学生表达出自己的真实想法,而不是说要承认他们的错误。尊重学生的观点、意见是说让他们表达观点的权力与老师发表自己观点的权力相同。应在同一个平台上平等发表意见。让意见在全班同学中争论,形成共识,老师只能是其中讨论者的一个成员,不是老师“强加”给学生。是通过多方的质疑、批判,达成共识的过程。这种方式很容易激发学生的学习积极性,在学生中产生共鸣。
2.3 互动必须要有充足的时间作保障
下面通过牛顿第二定律的学习来看看问题是如何展开和实验是如何进行的。
教师提出问题1:请学生结合自己的已有经验猜测一下物体的加速度与哪些因素有关?学生通过思考、讨论提出与物体加速度有关的因素。教师与学生对各因素进行分析,让学生把猜测的理由即生活中能提供证据的例子表达出来,师生共同分享。
教师提出问题2:学生设计一些实验证明自己的推测,最好能得出它们定量关系。
学生反应:对预习过教材的学生很快能按照课本上方案在纸上设计出来,用两辆相同小车在不同大小力作用下从相同位置同时起动来测量物体的加速度与物体受到的力之间的关系;用相同大小的力对不同质量的小车从相同位置同时起动来测量物体加速度与物体质量之间的关系;也有一些学生在查阅资料后提供了另外的一些设计,比如用不同力的作用在同一辆小车上,通过打点计时器计算出加速度,然后又利用相同的力作用在不同的小车上,分别算出它们的加速 度,找出物体的加速度与物体的质量、物体受到的力之间的关系。学生基本上都能用控制变量的方法来研究。
教师提出问题3:教师把学生需要的实验器材提供给学生,让学生按他们各自的设想进行实验,并由学生自己记录数据处理数据。
学生反应:第一组设计方案的学生在操作中首先发现小车不能作为质点,不知从车的前部还是从后部作为起点来计算位移。后来学生商量还是以小车中点(重心)作为起点。实验进行中,学生测了六组数据列表呈现出来最终只是得出了一个定性关系。即质量不变物体受到的作用力越大,物体的加速度也越大;在作用力不变时,物体的质量大时,物体的加速度小。
第二组设计方案的学生,把力和质量都分别用弹簧秤和天平秤出,得出一组一组数据,但是它们被单独记录(大约十组),看不出数据之间的关系。在学生反复观察与琢磨后,发现还是用列表的方式记录数据。最后基本上得出加速度与作用力和质量的定量关系。
师生共同分享学生的设计和实验成果:学生认为第一种设计理论上可行,但操作时不方便:质量增加减少不是任意值,代表性不强。由于小车不是质点,位移测量误差较大。学生普遍赞同用第二组学生的实验来得出加速度和质量与力的关系。
教师提出问题4:第二组学生实验的数据在表示加速度与力及物体质量的关系时不够直观。特别是因数据有误差,看上去物体的加速度与质量的成反比的关系也不够明显,有无办法更直观形象些?
结果:学生基本都能用α-F图象和α-M图象表达。几乎没有学生用α-1/M图象来表达。
教师提出问题5:“与M成反比的关系,因α与M的单位不同,如何看得出?
学生终于在争论中提出了α-1/M图象,把数学图象活用到解决物理问题上来了。真正实现了知识的迁移。
从这一案例可以看出,要互动必须有大量的时间作保障。学生思考要时间,学生实验要时间,出现问题学生讨论要时间,相互学生质疑也要时间。但这个时间的花费是值得的。因为学生在互动中重新建构知识体系,在互动中学会了思考、尊重、宽容,他们在互动中成长。
可是课时是有限的,怎么会有这么多时间呢?
原来许多需要教师反复强调的内容所占时间让位于师生讨论、生生质疑,学生在讨论与质疑的互动中已经深化;原来需要花费大量时间来诊断的练习已成为多余,因为在质疑声中已经暴露无遗了;需要反复操练才能巩固的作业课也因在大家对问题的争论、交锋中强化而减少。更重要的是学生在互动中有了兴趣,学会了思考,这就使学生学习的效率大幅度提高了。这一切的一切都为有限的时间腾出了空间。看来不是时间够不够的问题,而是时间怎样使用的问题。
这几年的教学实践表明,使用这一互动式的教学模式后,学生的作业量减少的同时,成绩不降反升。学生的减负工作落到了实处。学生思考得出的东西比老师教会给他的东西,学生的认识程度不一样,学生的成就感也完全不同。学生有了成就感,学习就变得主动,再困难的任务也就变得轻松,这个才是真正的减负。
一种互动的教学模式能够把已经固化了的接受式学习方式有一个根本转变应该说是一个成功。
1.1 课堂教学中互动的含义
教学中的互动是主体之间的交往。它是主体之间的相互作用、相互交流、相互沟通、相互理解过程。在教学中,互动存在着师生间的互动和生生间的互动。
互动的本质属性是主体性,承认教师与学生都是教学过程的主体。师生关系是一种平等、理解、双向的人与人的关系。
1.2 课堂教学中互动的意义
教学是教师的教与学生的学的活动的统一,这种统一活动的核心是交往。现代教学论指出,教学过程是师生交往、积极互动、共同发展的过程。没有交往、没有互动,就难说发生了教学。把教学的核心定位为交往、互动是现代教学改革的要求,是现代教学目标的要求。它不仅在理论上超越历史上的“教师中心论”和“学生中心论”,现实中的“学生特殊客体论”和“教师主导主体论”,而且在实践上也具有极其重要的现实意义。
互动强调师生间、学生间动态的信息交流,通过信息交流实现师生、生生间的相互沟通,相互影响,相互补充,从而达到共识、共享、共进这才是教学相长的真谛。对教学而言,互动意味着对话,意味着参与,意味着相互建构,意味着学生是教师的资源,教师是学生的资源。它还不仅是一种教学活动方式,更是弥漫、充盈于师生之间的一种教育情境和精神氛围。对学生而言,互动不仅意味着心态的开放,主体性的凸现,个性的张扬,创造性的解放,更是学习方法、学习意识、思维习惯等学习方式的改变。对教师而言,互动意味着上课不仅仅是传授知识,而是一起分享理解;上课不是无谓的牺牲和时光的耗费,而是生命活动、专业成长和自我实现的过程。互动还意味着教师角色定位的转换:教师由教学中的主角转向“平等中的首席”,从传统的知识传授者转向现代教学活动中学生发展的促进者。
2 课堂教学中互动的实践研究
2.1 把教学内容通过问题的方式来表述有利于互动展开
根据PBL理论,学习是从问题开始的,提倡以问题为本位的学习。因此,知识的学习以问题的形式出现对互动的展开可起到重要的作用。
我的教学实践经验是把教学内容设置成若干个问题来研究。比如,在我们现在通用的高中一年级的物理教材《运动学》一章《直线运动》部分的内容,通常是按《时间和时刻》、《路程和位移》、《运动快慢的描述》、《匀变速直线运动加速度》、《匀变速直线运动的速度和位移》这样一个顺序来展开的。章节的内容大体上都是描述性的语言,考虑的角度多半是学科的逻辑性、严密性和系统性。与现实生活关联不大。学生学习兴趣也不大,缺乏学习应有的动机。
如果教材内容的展现形式是以一个一个专题,某一个专题下又以若干个问题组成。在教学方式上则是密切学生的生活经验,以师生、生生讨论的方式展开,让学生在联系中把握学习各具体知识的意义,效果则大不相同。
在《运动学》一章中,可以将运动学的问题集中到一辆“运动的车”上,把“运动的车”作为一个专题来对待和探究在对这辆“车”的研究环境中,学生从自己的经验出发,通过猜测、想象、共同讨论、阅读与查找资料、逻辑推理、实验验证等方式来展示自己的观点和论据,让大家一起分享研究成果。
在介绍时间、时刻、路程、位移等概念时,教师可提供问题:要对一辆运动的车进行描述需要引进哪些物理量?
学生反应:先是感到困惑。用学生的话来说是:“这个问题看似十分简单,要用自己的话来描述还真不知道怎么说才好”。在此情此景下,学生感到问题的新奇,表现出好奇与兴趣。有的在独自思索,有的在相互讨论。不久就有学生阐述自己的观点。
结果:学生在争论和质疑中把描述运动学的物理量:时间、时刻、路程、位移、参照物、速度、平均速度、瞬时速度一一揭示出来。在各自展示自己的思考成就时,学生把位移与路程、时间与时刻的区别与联系讲得清清楚楚。整个课堂,学生的思维十分活跃,把自己的困惑、思想淋漓尽致地表现出来,下面举两个例子来说明:
有学生说“用路程来描述车离参照物的距离就够了”,马上就有学生谈到“车做曲线运动的距离与车走的实际路径长度就不一样”。接着又有学生补充道:“车向北、向西走的距离相同,但也应区别对待”。如此一来,引进“路程”来表示车运动的轨迹长度,用“位移”来描述车的位置的变化就成了学生的共识。但问题并没有这么简单,有些讨论最终是向“权威”——课本的内容提出了挑战。在描述车运动快慢的物理量的定义上学生就产生了严重的分歧。部分学生认为:“比较车的运动快慢可以用车通过的位移与通过这段位移所用的时间之比来表示”;而另一部分学生认为:“车运动的快慢可用车经历的时间与这段时间所通过的位移之比来表示”。我们看不到在此环境下学生有厌学的情绪,我们看到的是一个个饱含激情、充满生命活力的探索者。由此看来,学生的创造力只有在一个合适的土壤中才能发芽成长。
又如,在《运动学》一章中要算“瞬时速度”和“加速度”这两个概念较抽象了。以往教材中更多的是文字上的描述。比如,在教材中瞬时速度是这样阐述的,“我们要确定汽车经过A点时的瞬时速度。从A点起取一小段AA1,求出在这段位移上的平均速度”。“当位移足够小时,所得的平均速度就等于汽车经过A的瞬时速度”。
学生读后,教师解释后总形成不了一个清晰的概念。教师提出下列问题:如果车运动速度时刻在变化,那么某一时刻或某一位置的速度如何计算呢?效果就明显不一样。
学生反应:有的学生说:“要是精度要求不高的话,用包含该位置的一段位移的平均速度就可以了”。有的学生补充道“精度要求高也无妨,只需位移取短些,再短些即可”。这些话从学生口中说出来,没有灌输。不仅理解了瞬时速度的本质,还触及了高等数学中极限的研究方法。大家没有因为概念的抽象感到困难,而是以讨论达成的共识重新构建着自己的经验。特别是有学生用老教材中打点计时器打出来的纸带的排列再现平均速度与时间的关系这种形象直观的图象时,学生对研究瞬时速度的极限法不再感到抽象。当学生在该图象上进一步把时间间隔缩小时,瞬时速度形象直观地在图象上我们惊奇地发现学生具有用多种的方法、多变的手段来表达同一问题的能力,只要教师不断提供有助于学生积极思维的情景。我们还发现学生自己互相质疑与师生互质在很多情景下起作相同的作用。许多问题的解决可以通过学生共同合作来完成。
2.2 课堂教学民主是互动的关键
教学民主首先是尊重平等的发言权、尊重各自的观点,平等交流以理服人。教师虽然是教学的组织者,但也只是“平等中的首席”而已。如何才能做到这一点呢?下面我用一个案例来说明:
电场线教学案例
老师开始讲述一个保险代理人给他推销保险的故事:保险代理人介绍该公司的业绩时,用了许多时间介绍其公司的发展又用大量的数据来说明投保获利情况但老师仍感觉是一头雾水。后来老师要求代理人能否用一种办法让人一目了然地知道其投入一份保险每年的收益情况。最后,代理人展 开了一张各年收益的柱型图,使老师很快地了解到这公司经营情况并作出投保决定。之所以能迅速作出决定在于这张“形象直观图”。下面请同学介绍在日常生活中用形象直观的方法表达问题的事例:
在学生兴趣有了,知道“形象直观”在日常生活中的重要性后,老师要求学生用形象直观的方法来描述一下过于抽象的电场。
学生开始思考。有的同桌开始在小声地讨论;有的开始在纸上设计。过了几分钟,老师要求愿意展示其设计作品的同学到黑板上画出来。结果有学生上黑板画图,有的学生在继续思考,有的学生在观看,有的学生在继续争论。一幅幅形象直观的电场图展示在黑板上(如图1~图5所示):它们都是以单个点电荷作为场源,有以颜色深浅代表电场强弱的;有以圆圈的疏密(类似于等势线)来表示电场强弱的,有用标数字来显现电场大小的,也有用箭头的长短来表示电场大小的,还有用线的疏密来代表电场的强弱的。
老师请同学发表意见:有位学生认为用颜色来表示电场的强弱充分发挥了人的视觉功能,效果最好(后来了解到这位学生对绘画感兴趣);有许多学生对数据表示法提出了批评,其意见是不直观、太烦琐;对短箭头的画法也提出了类似的批评,即过于烦琐,但有一个好处是能较好地表示电场强度的方向(有一部分同学开始意识到电场强度的矢量性)。这时,学生开始意识到图形4与图形5其优点是形象直观地表示了场强的大小但未能表示场强的方向。大家激烈地争论着,发表自己的见解。老师要求同学再完善一下设计图:既要表示场强的方向又要表示场强的大小。学生在图4与图5中作了些修改:图4的赞成者用圆圈的疏密来表示场强的大小,用法线来表示该点场强的方向;图5的赞成者用直线的疏密来表示场强的大小,用直线上的箭头来表示方向。
老师针对图5的修改提出问题:如果场源是两个电荷,某点的场强方向是否是该点与另一点电荷的连线上吗?学生己具备了场强叠加知识,也有的学生看了课本,因此建议用曲线上该点切线方向来表示场强方向。学生此时对图4也提出了问题:如果是两个点电荷作为场源,球面应改为一般性曲面。
老师指出:我们用线的疏密来表示场强的大小,用曲线上某点的切线表示在这点的场强方向,并把这样的曲线叫电场线这一协议达成了,请同学画出如下几种场源的电场线:学生很快完成图6、图7的电场线作图,但对图8、图9的电场线作图有些问题:有讨论的,有住笔的,也有大胆画的老师把图8、图9的电场线作图学生中错误的情况画在黑板上。老师请同学谈谈这些画法是否遵循了刚才的规定?学生提出问题:等量异号的两个点电荷电场线应是对称的。老师及时指出,有了规定就不能随意画,要按规则办事。(平时结合教学内容有意识地强调规则的作用,有助于学生接受社会法律法则的约束,提高学生的道德素养。)有学生又提出问题:这些曲线的切线方向真的与正电荷在该处受力方向一致吗?这时学生一片哗然,才知道规则一旦制定再行为要受到如此强的制约,而不是可以随意地画。老师要求学生再重新画好此四种场源的电场线。在此之后老师要求学生根据电场线的规定及图6~图9电场线的特点总结一下电场线的性质,学生能回答到以下程度:电场线起于正电荷终于负电荷,只有正电荷的场源起于正电荷终于无穷远,只有负电荷的场源起于无穷远终于负电荷。
老师又提了一个问题:“电场线能否相交”,学生又争论起来。很快同学发现电场线相交有麻烦。马上有学生说:如果电场线相交,相交点有两条切线,但电场方向却只有一个,因此,按照规则作图,电场线不能相交。
最后,老师要求同学思考不等量的异号电荷的电场线;学有余力的同学继续思考更直观的表达电场的方案。
本课结束后,老师找了部分学生座谈,让学生谈谈本节课的收获。学生谈论最多的是诸如“是不是所有的抽象问题都可以形象直观化”,“生活中有许多问题应该形象直观化”等等。不少同学也谈到“看上去电场线与现实无关,但研究的方法和思路与现实紧密相联系”。
从本案例来看,有些问题是老师提出来的,有的问题是学生在讨论中、质疑中产生的,教师只是“平等的首席”时,学生的互动才能真正充分展现,学生的个性才能真正充分张扬与发展。学生才能感悟到集体的作用。
尊重学生的话语权不仅有上述的功效,它有时还能使教师更快更准确地掌握某些知识的难点与学生思考中遇到的困惑。
比如:有一次我在讲有关闭合电路欧姆定律中有关电源输出功率随外电路的电阻的变化时,原来我一直认为学隹在接受时是没有问题的。但每次作业学生都出现各种其它问题。教师也不清楚问题出在什么地方。可有一次一个同学说这个变化是怎样的呢?外阻不同可否得到相同的输出功率呢?一石激起千层浪。大部分学生认为外阻不同输出功率相同是不可能的。也有同学认为是可能的。后来老师提出要解决这个问题的关键是什么?同学才明白要解决这个问题,主要是把输出功率与外电阻的关系式找出来,要直观的话再把把输出功率随外阻变化的图象作出来问题一找准,学生马上就产生共鸣。不仅找出了输出功率相同的两个电阻与内阻的关系,还得出了外阻等于内阻时输出功率最大及最大值也同时得出有一个同学还从图象中发现输出功率相同只能是两个值不可能是三个或更多。也有的同学从图中看出在外阻大于内阻时随外阻增大输出功率变小;在外阻小于内阻时随外阻的增大输出功率变大;在这位同学说完后,大部分同学都发现外阻越接近内阻时,输出功率越大。
尊重学生的话语权,尊重学生的观点、意见,是让学生表达出自己的真实想法,而不是说要承认他们的错误。尊重学生的观点、意见是说让他们表达观点的权力与老师发表自己观点的权力相同。应在同一个平台上平等发表意见。让意见在全班同学中争论,形成共识,老师只能是其中讨论者的一个成员,不是老师“强加”给学生。是通过多方的质疑、批判,达成共识的过程。这种方式很容易激发学生的学习积极性,在学生中产生共鸣。
2.3 互动必须要有充足的时间作保障
下面通过牛顿第二定律的学习来看看问题是如何展开和实验是如何进行的。
教师提出问题1:请学生结合自己的已有经验猜测一下物体的加速度与哪些因素有关?学生通过思考、讨论提出与物体加速度有关的因素。教师与学生对各因素进行分析,让学生把猜测的理由即生活中能提供证据的例子表达出来,师生共同分享。
教师提出问题2:学生设计一些实验证明自己的推测,最好能得出它们定量关系。
学生反应:对预习过教材的学生很快能按照课本上方案在纸上设计出来,用两辆相同小车在不同大小力作用下从相同位置同时起动来测量物体的加速度与物体受到的力之间的关系;用相同大小的力对不同质量的小车从相同位置同时起动来测量物体加速度与物体质量之间的关系;也有一些学生在查阅资料后提供了另外的一些设计,比如用不同力的作用在同一辆小车上,通过打点计时器计算出加速度,然后又利用相同的力作用在不同的小车上,分别算出它们的加速 度,找出物体的加速度与物体的质量、物体受到的力之间的关系。学生基本上都能用控制变量的方法来研究。
教师提出问题3:教师把学生需要的实验器材提供给学生,让学生按他们各自的设想进行实验,并由学生自己记录数据处理数据。
学生反应:第一组设计方案的学生在操作中首先发现小车不能作为质点,不知从车的前部还是从后部作为起点来计算位移。后来学生商量还是以小车中点(重心)作为起点。实验进行中,学生测了六组数据列表呈现出来最终只是得出了一个定性关系。即质量不变物体受到的作用力越大,物体的加速度也越大;在作用力不变时,物体的质量大时,物体的加速度小。
第二组设计方案的学生,把力和质量都分别用弹簧秤和天平秤出,得出一组一组数据,但是它们被单独记录(大约十组),看不出数据之间的关系。在学生反复观察与琢磨后,发现还是用列表的方式记录数据。最后基本上得出加速度与作用力和质量的定量关系。
师生共同分享学生的设计和实验成果:学生认为第一种设计理论上可行,但操作时不方便:质量增加减少不是任意值,代表性不强。由于小车不是质点,位移测量误差较大。学生普遍赞同用第二组学生的实验来得出加速度和质量与力的关系。
教师提出问题4:第二组学生实验的数据在表示加速度与力及物体质量的关系时不够直观。特别是因数据有误差,看上去物体的加速度与质量的成反比的关系也不够明显,有无办法更直观形象些?
结果:学生基本都能用α-F图象和α-M图象表达。几乎没有学生用α-1/M图象来表达。
教师提出问题5:“与M成反比的关系,因α与M的单位不同,如何看得出?
学生终于在争论中提出了α-1/M图象,把数学图象活用到解决物理问题上来了。真正实现了知识的迁移。
从这一案例可以看出,要互动必须有大量的时间作保障。学生思考要时间,学生实验要时间,出现问题学生讨论要时间,相互学生质疑也要时间。但这个时间的花费是值得的。因为学生在互动中重新建构知识体系,在互动中学会了思考、尊重、宽容,他们在互动中成长。
可是课时是有限的,怎么会有这么多时间呢?
原来许多需要教师反复强调的内容所占时间让位于师生讨论、生生质疑,学生在讨论与质疑的互动中已经深化;原来需要花费大量时间来诊断的练习已成为多余,因为在质疑声中已经暴露无遗了;需要反复操练才能巩固的作业课也因在大家对问题的争论、交锋中强化而减少。更重要的是学生在互动中有了兴趣,学会了思考,这就使学生学习的效率大幅度提高了。这一切的一切都为有限的时间腾出了空间。看来不是时间够不够的问题,而是时间怎样使用的问题。
这几年的教学实践表明,使用这一互动式的教学模式后,学生的作业量减少的同时,成绩不降反升。学生的减负工作落到了实处。学生思考得出的东西比老师教会给他的东西,学生的认识程度不一样,学生的成就感也完全不同。学生有了成就感,学习就变得主动,再困难的任务也就变得轻松,这个才是真正的减负。
一种互动的教学模式能够把已经固化了的接受式学习方式有一个根本转变应该说是一个成功。