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图像渐进是义务教育阶段的一项基本教学目标,它不仅在我们初中物理学科中有明确的目标和充分的体现,在其他学科中也有其学科特色下特有的渐进过程和渐进策略.虽然它源于数学中的函数作图与函数形式的分析,但是这种方法在物理、化学等多门学科中有较明显的体现和使用,其价值也远远超越图像渐进本身.笔者结合初中物理的学科特征和应试制度下的训练特征进行图像渐进能力的达成和提升,最终有效地服务于学生综合能力的提升.
1描点作图的渐进性训练
描点作图是图像渐进过程中的起步阶段,初中物理从八年级开始进行.在这个阶段,学生在数学学习的过程中,已经建构一定的描点作图能力.因此,在初中物理的学习过程中,我们的目标不再是描点,而是基于初中物理学科特点下的描点作图,其前提是物理现象背景下的数据信息的采集、筛选、转化和分析.具体可以达成以下三步.
1.1数据信息的采集与筛选
在初中物理实验的教学过程中,我们有很多实验现象是以数据信息的形式呈现给学生的.为了进一步服务于学生对数据信息的分析与论证,我们可以引导学生采用描点作图的方法来完成.那就必须经历描点作图的第一步,即数据信息的采集和筛选.学生首先要对实验现象中的实验数据进行科学合理的采集.比如学生在研究水沸腾实验的过程中,学生在数据采集的过程中就要重点关注三个信息,分别是:①沸腾的时间记录;②沸腾前后的现象记录;③沸腾前后的温度变化的记录.而学生经历了采集的过程以后,还必须进行一个筛选的过程.这是一种自发的实验素养,只有养成这样的实验习惯,才能提升学生的实验探究能力.比如对于实验数据中的错误数据,学生要能通过自己对数据信息的分析进行排查.再比如对实验数据中的误差要能进行辨别和分析.
1.2数据信息的转化与分析
数据信息只有得到很好的转化才能实现其价值,所以,在图像渐进的过程中,我们要善于引导学生进行数据信息的转化.而转化的过程中,我们首先呈现的是一个个孤立的点,如何把这些孤立的点描绘成能准确反映实验本质的图像是关键所在,这就要求学生对每个孤立的点进行深入系统全面的分析.比如,学生在初学物理时,苏科版教材在学生学好《物质的三态和温度的测量》后设计了如下一道例题:
例题在烧杯中倒入适量的热水,用温度计测量水温,每隔2分钟记录一次,将不同的温度标注在如图1所示的温度计上,并用平滑的曲线把温度计上的各个标记连起来,看一看你发现了什么?
在这道题目中,学生首先要学会正确的用好描点法把数据转化到图像温度计上,而且要分析点与点之间的变化关系,然后再用平滑的曲线连接起来.学生从描点到分析,再到连线,经历了渐进提升的过程.
1.3综合信息的分析与转化
学生分析各点之间的变化,结合描述出来的平滑曲线,从而经历一个综合分析与转化的过程.综合分析的是图像的特征,转化的是学生对图像中隐性规律或结论的理解与应用.比如,在图1中,学生连接好平滑的曲线以后,可以转化出以下两点结论:①整体的温度在不断的下降;②温度一开始下降的快,后来下降的越来越慢,最后趋向室温.在综合信息的分析与转化的过程中,学生要结合对数据的系统分析,结合已经学过的数学函数知识进行对比分析,有时需要学生结合未知数据进行极端推理来判断.方法有很多,从多个方面综合考察了学生信息转化和分析的综合实力.
2图像信息的分析与应用
我们引导学生参与图像渐进学习的目标不仅仅是为了提升学生对图像描绘、表述、分析的能力,还要引导学生去利用图像渐进的学习过程,逐渐学会应用图像中的信息与已有其他信息之间的关系,然后进行整合、应用,最终服务于学生实践应用能力的提升.结合初中学生的最近发展区和初中物理课程的目标,我们可以达成以下两个环节的应用和提升.
2.1图像信息的分析与应用
应用一般是学生已经在图像描述成形以后进行的,因为此时我们需要提升图像更大的价值.比如图2是学生在研究某种物质熔化过程中温度随时间的变化曲线,学生通过图像分析已经得知该物质在熔化过程中不断吸热,但温度保持不变.而除此之外,在中考总复习的过程中,我们还可以引导学生完成另外两个应用:①学生可以比较AB和CD倾斜程度的差异来分析其本质原因.如果在热源一样,且不考虑物态变化过程中质量的损耗的话,我们由图2可以知道,物质在AB和CD这两种状态时的比热容之比;②前提还是和上一种情况一样的情况下,我们如果知道如图AB、BC、CD任何一个阶段所吸收的热量,就可以知道另外两个时间段所吸收的热量.在这种情况下,我们再次提升学生对“相同热源在单位时间内所释放出来的热量是一样的”认知和应用,这种严谨而隐蔽的控制变量法思想是物理知识应用的关键所在.类似的应用还有很多,学生通过图像可以挖掘更多的应用价值,而这些应用的价值可以更好地服务于学生的再学习和再提升.
2.2图像信息的整合与应用
深度挖掘图像中各种信息,从表象信息到隐性信息,学会应用多种信息解决实际问题是学生的一项重要的素养.如果教师能引导学生结合图像中的各项信息进行巧妙的整合其他信息,比如文字信息、其他图像信息、表格信息等等.这样的话,就大大提升对图像的综合应用能力,以此大大提升学生的学习价值.小灯泡L的铭牌上标有“6 V 3.6 W”的字样,小明通过实验绘制出通过小灯泡电流和电压的I-U图线.如图3所示,现在将L与一个5 Ω的定值电阻串联在电源电压为8 V的电路中,请问此时灯泡L的实际功率为多少?而这一问题的解决需要学生进行深入的整合和分析,即将5 Ω定值电阻的I-U图像整合到原来的图3中,作出图4.在这个整合的情况下,学生再去利用串联电路中的电流和电压特点获取小灯泡在这种情况下的实际电压和电流,然后求出小灯泡此时的实际功率.在类似的情况下,学生把文字信息和图像信息进行巧妙的整合,达成对问题的解决.而整合的过程是学生综合能力得到训练和提升的过程,也是图像渐进能力得到充分展示和综合应用的过程.教师在图像渐进过程中引导学生去整合其他信息来解决实际问题,这种整合思想引领着学生解决实际问题的思路,即物理思想的形成.
在实际的教学过程中,我们无法避免应试教育,但是我们可以通过我们的教育智慧与艺术提升应试教育现状下的价值,让学生在教师的引领下达成综合能力的提升,图像渐进亦是如此.笔者在此略表拙见,希望能达到抛砖引玉的效果,以此促使应试教育现状下的素质教育的达成.
1描点作图的渐进性训练
描点作图是图像渐进过程中的起步阶段,初中物理从八年级开始进行.在这个阶段,学生在数学学习的过程中,已经建构一定的描点作图能力.因此,在初中物理的学习过程中,我们的目标不再是描点,而是基于初中物理学科特点下的描点作图,其前提是物理现象背景下的数据信息的采集、筛选、转化和分析.具体可以达成以下三步.
1.1数据信息的采集与筛选
在初中物理实验的教学过程中,我们有很多实验现象是以数据信息的形式呈现给学生的.为了进一步服务于学生对数据信息的分析与论证,我们可以引导学生采用描点作图的方法来完成.那就必须经历描点作图的第一步,即数据信息的采集和筛选.学生首先要对实验现象中的实验数据进行科学合理的采集.比如学生在研究水沸腾实验的过程中,学生在数据采集的过程中就要重点关注三个信息,分别是:①沸腾的时间记录;②沸腾前后的现象记录;③沸腾前后的温度变化的记录.而学生经历了采集的过程以后,还必须进行一个筛选的过程.这是一种自发的实验素养,只有养成这样的实验习惯,才能提升学生的实验探究能力.比如对于实验数据中的错误数据,学生要能通过自己对数据信息的分析进行排查.再比如对实验数据中的误差要能进行辨别和分析.
1.2数据信息的转化与分析
数据信息只有得到很好的转化才能实现其价值,所以,在图像渐进的过程中,我们要善于引导学生进行数据信息的转化.而转化的过程中,我们首先呈现的是一个个孤立的点,如何把这些孤立的点描绘成能准确反映实验本质的图像是关键所在,这就要求学生对每个孤立的点进行深入系统全面的分析.比如,学生在初学物理时,苏科版教材在学生学好《物质的三态和温度的测量》后设计了如下一道例题:
例题在烧杯中倒入适量的热水,用温度计测量水温,每隔2分钟记录一次,将不同的温度标注在如图1所示的温度计上,并用平滑的曲线把温度计上的各个标记连起来,看一看你发现了什么?
在这道题目中,学生首先要学会正确的用好描点法把数据转化到图像温度计上,而且要分析点与点之间的变化关系,然后再用平滑的曲线连接起来.学生从描点到分析,再到连线,经历了渐进提升的过程.
1.3综合信息的分析与转化
学生分析各点之间的变化,结合描述出来的平滑曲线,从而经历一个综合分析与转化的过程.综合分析的是图像的特征,转化的是学生对图像中隐性规律或结论的理解与应用.比如,在图1中,学生连接好平滑的曲线以后,可以转化出以下两点结论:①整体的温度在不断的下降;②温度一开始下降的快,后来下降的越来越慢,最后趋向室温.在综合信息的分析与转化的过程中,学生要结合对数据的系统分析,结合已经学过的数学函数知识进行对比分析,有时需要学生结合未知数据进行极端推理来判断.方法有很多,从多个方面综合考察了学生信息转化和分析的综合实力.
2图像信息的分析与应用
我们引导学生参与图像渐进学习的目标不仅仅是为了提升学生对图像描绘、表述、分析的能力,还要引导学生去利用图像渐进的学习过程,逐渐学会应用图像中的信息与已有其他信息之间的关系,然后进行整合、应用,最终服务于学生实践应用能力的提升.结合初中学生的最近发展区和初中物理课程的目标,我们可以达成以下两个环节的应用和提升.
2.1图像信息的分析与应用
应用一般是学生已经在图像描述成形以后进行的,因为此时我们需要提升图像更大的价值.比如图2是学生在研究某种物质熔化过程中温度随时间的变化曲线,学生通过图像分析已经得知该物质在熔化过程中不断吸热,但温度保持不变.而除此之外,在中考总复习的过程中,我们还可以引导学生完成另外两个应用:①学生可以比较AB和CD倾斜程度的差异来分析其本质原因.如果在热源一样,且不考虑物态变化过程中质量的损耗的话,我们由图2可以知道,物质在AB和CD这两种状态时的比热容之比;②前提还是和上一种情况一样的情况下,我们如果知道如图AB、BC、CD任何一个阶段所吸收的热量,就可以知道另外两个时间段所吸收的热量.在这种情况下,我们再次提升学生对“相同热源在单位时间内所释放出来的热量是一样的”认知和应用,这种严谨而隐蔽的控制变量法思想是物理知识应用的关键所在.类似的应用还有很多,学生通过图像可以挖掘更多的应用价值,而这些应用的价值可以更好地服务于学生的再学习和再提升.
2.2图像信息的整合与应用
深度挖掘图像中各种信息,从表象信息到隐性信息,学会应用多种信息解决实际问题是学生的一项重要的素养.如果教师能引导学生结合图像中的各项信息进行巧妙的整合其他信息,比如文字信息、其他图像信息、表格信息等等.这样的话,就大大提升对图像的综合应用能力,以此大大提升学生的学习价值.小灯泡L的铭牌上标有“6 V 3.6 W”的字样,小明通过实验绘制出通过小灯泡电流和电压的I-U图线.如图3所示,现在将L与一个5 Ω的定值电阻串联在电源电压为8 V的电路中,请问此时灯泡L的实际功率为多少?而这一问题的解决需要学生进行深入的整合和分析,即将5 Ω定值电阻的I-U图像整合到原来的图3中,作出图4.在这个整合的情况下,学生再去利用串联电路中的电流和电压特点获取小灯泡在这种情况下的实际电压和电流,然后求出小灯泡此时的实际功率.在类似的情况下,学生把文字信息和图像信息进行巧妙的整合,达成对问题的解决.而整合的过程是学生综合能力得到训练和提升的过程,也是图像渐进能力得到充分展示和综合应用的过程.教师在图像渐进过程中引导学生去整合其他信息来解决实际问题,这种整合思想引领着学生解决实际问题的思路,即物理思想的形成.
在实际的教学过程中,我们无法避免应试教育,但是我们可以通过我们的教育智慧与艺术提升应试教育现状下的价值,让学生在教师的引领下达成综合能力的提升,图像渐进亦是如此.笔者在此略表拙见,希望能达到抛砖引玉的效果,以此促使应试教育现状下的素质教育的达成.