物理教材學(xué)習(xí)素材論文
時間:2022-05-06 04:57:00
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在深化教育改革、推進(jìn)學(xué)校三質(zhì)教育的過程中,創(chuàng)新學(xué)習(xí)作為一個全新的概念、一種落實素質(zhì)教育的重要模式,被提到教育科研的重要課題中來,并立即在全國許多學(xué)校及眾多師生中引起熱烈反響。創(chuàng)新學(xué)習(xí)的有關(guān)理論和實踐的研究,開展得十分火紅,這是非??上驳囊幻?,但又面臨著一個問題:創(chuàng)新學(xué)習(xí)的素材從哪里來?這是一個需要認(rèn)真研究對待的問題。不論是教師個人自己編寫,還是借助現(xiàn)有課外資料,其結(jié)果往往是費(fèi)力不討好。其實,我們勿須舍本途末。我們面前早就有一處創(chuàng)新學(xué)習(xí)素材的好來源——現(xiàn)行教材。只不過我們過去并未深人發(fā)掘其中的許多寶貴的創(chuàng)新學(xué)習(xí)的素材而已?,F(xiàn)行教材中列舉的許多司空見慣的問題,一些看似平常的事例,只要從創(chuàng)新學(xué)習(xí)的角度去重新認(rèn)識,就能發(fā)現(xiàn)、領(lǐng)悟其中蘊(yùn)涵著許多能夠促進(jìn)創(chuàng)新學(xué)習(xí)、很有利用價值的內(nèi)容,這不就是創(chuàng)新學(xué)習(xí)的好素材嗎?對這些素材,只要發(fā)掘使用得當(dāng),就能產(chǎn)生出意想不到的效果。作為一名物理教師,本文以高中物理實驗課本(第二冊)為例(人教社1994年12月第1版),談?wù)劰P者在教學(xué)中的一些作法和粗淺體會.求教于各位專家和同行。
從學(xué)校教育的實際出發(fā),針對廣大學(xué)生提出的創(chuàng)新學(xué)習(xí),其中的“創(chuàng)新”一詞的涵義與科學(xué)家、藝術(shù)家們“從無到有”那種意義上的創(chuàng)新是有區(qū)別的。對大多數(shù)學(xué)生而言,所謂創(chuàng)新.就是利用已有知識(基本概念和規(guī)律),結(jié)合新的實踐環(huán)境和面臨的問題,發(fā)現(xiàn)事物的新關(guān)系,提出解決問題的新辦法,有時甚至就是在本人事先并不知曉的情況下,去重復(fù)前人的創(chuàng)造活動、領(lǐng)會前人的創(chuàng)造思路。這種重新組合型的刨新,雖然達(dá)不到“獨(dú)創(chuàng)”的高度,但經(jīng)過這種“創(chuàng)新”訓(xùn)練的學(xué)生,在自我知識重組過程中激發(fā)出的思維火花,是最可寶貴的,他們?nèi)蘸蟮膭?chuàng)造精神和實踐能力一定是會高于普通人群的。
利用教材中的常規(guī)內(nèi)容,開展創(chuàng)新學(xué)習(xí),打破“創(chuàng)新”的神秘感,啟動學(xué)生創(chuàng)新意識,一項經(jīng)常進(jìn)行的創(chuàng)新學(xué)習(xí)活動。在《恒定電流》一章講“電壓表和電流表”一節(jié)時,教材直接指出“電流表的滿偏電流一般都比較小,測量較大電壓時要串聯(lián)分壓電阻把電流表改裝成電壓表,測量較大電流時要并聯(lián)分流電阻把小量程的電流表改裝成大量程的電流表”,教材中這十分簡樸的一句話,的我們師生留下了很大的創(chuàng)新學(xué)習(xí)的思維空間:這種改裝的基本原理是什么?(即前課所學(xué)串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流原理),前人怎么就能想到這個辦法?(其實就是基本規(guī)律的重新組合與遷移應(yīng)用),假如你生活在兩表尚未出現(xiàn)的年比。你能設(shè)計兩表的改裝嗎?對已有的兩表你還能有什么改進(jìn)嗎?對后面兩個問題學(xué)生雖不能肯定回答,但都會進(jìn)行認(rèn)真的、甚至是激烈的思維。隨著每一個問題的提出,學(xué)生中都有一番積極的思考和一陣強(qiáng)烈的呼應(yīng),學(xué)生主體對教學(xué)的參與,已從課堂表層的熱烈.深入到思維層次的活躍。這種學(xué)生主體的自主探索與思考,不正是創(chuàng)新學(xué)習(xí)所追求的境界嗎?在該章隨后的《專題——多用電表的原理和使用》中,教材直接以“問題”的形式提出“應(yīng)當(dāng)怎樣設(shè)計這個簡易多用表的整個電路呢?”對這樣直接提供出來的好素材,循著“怎樣設(shè)計”這一思路,利用的面已有的兩表改裝的知識,學(xué)生容易理解“直流電流檔”和“直流電壓檔”的設(shè)計,而在歐姆檔的設(shè)計中,同樣可以提出上述幾個問題,同樣能引發(fā)學(xué)生積極的甚至是“痛苦”的思維活動,但最終總能使學(xué)生思維統(tǒng)一到一個共同點(diǎn),即利用已經(jīng)學(xué)過的閉合電路歐姆定律的知識,在已有電流表的基礎(chǔ)上,根據(jù)I=ε/(r+Rg+R+RX),即可知I與Rx的對應(yīng)關(guān)系,并據(jù)此設(shè)計出相應(yīng)電路,這樣又讓學(xué)生從中體會創(chuàng)新“成功”后的喜悅。類似的物理學(xué)基本規(guī)律在生產(chǎn)、生活中的創(chuàng)造性應(yīng)用,在現(xiàn)行教材中比比皆是,可以說是構(gòu)成豐富多彩的創(chuàng)新教育素材,任憑師生發(fā)掘選用。只要選準(zhǔn)切人點(diǎn),抓住時機(jī)、善于啟發(fā),學(xué)生積極的思維活動中,必然能摩擦出“創(chuàng)新”思維火花,這將有助于打消學(xué)生對創(chuàng)新的神秘感,這對啟動學(xué)生心靈深處的創(chuàng)新意識,是十分重要的。
現(xiàn)行教材中的“閱讀”材料,是新版教材中推出的。它雖然在應(yīng)試教育中派不上用場.一卻可以在素質(zhì)教育和創(chuàng)新學(xué)習(xí)中大顯身手、同樣是素質(zhì)教育、創(chuàng)新學(xué)習(xí)的極好素材。對這一素材的恰當(dāng)使用.便能經(jīng)常地激勵學(xué)生的創(chuàng)新精神.進(jìn)而產(chǎn)生意想不到的創(chuàng)新學(xué)習(xí)效果?!峨妶觥返诎苏隆半娙萜鳌焙蟮拈喿x材料“電容式傳感器”,因為高考不涉及,所以一般被當(dāng)作常識一讀了之。其實,這里介紹的用來測量角度θ、測量浪面高度h、測定壓力F、測定位移x的各種裝置,不僅僅是介紹了傳感器知識本身,這同樣給我們留下了極大的創(chuàng)新思維空間。教師應(yīng)安排必要的時伺,給予學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)的機(jī)會。創(chuàng)新學(xué)習(xí)就是要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神,該閱讀材料指出了將“非電物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量”這一傳感器的本質(zhì),就將學(xué)生的思維帶人十分廣闊的創(chuàng)造天地。學(xué)生可以沿著日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生等許多方面向人們提出的各種新要求、新功能去展開思路、思考我們怎樣運(yùn)用所學(xué)物理基本規(guī)律,創(chuàng)造出新的儀器或器具。這無疑是一個頗具啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的問題,學(xué)生對這一問題的反應(yīng)十分熱烈,其中不乏創(chuàng)新思維火花的閃現(xiàn),這對激發(fā)創(chuàng)新精神有獨(dú)到的作用,這樣的學(xué)習(xí)效果,怎是讓學(xué)生會解幾道計算題所比得了的。在這樣的學(xué)生激情背景下,教師可以“離題”提出新的課后實踐題:醫(yī)院體檢用的“B超”機(jī)、“心電圖”機(jī),是用怎樣的原理生成各自的圖象的?用到哪些物理基本規(guī)律?體檢時貼在人體上的部件各起什么作用?問題一提出,學(xué)生思想閘門一下大開,課堂議論紛紛,學(xué)生興趣盎然,學(xué)生通過課后的訪問請教,資料查詢,可以得到一些初步的答案。這一過程對學(xué)生創(chuàng)新精神的激發(fā)既有感性體驗又有理性認(rèn)識,受激程度是很高的。教師甚至還可再提一個問題:世界上的發(fā)明是不是都被前人“發(fā)明”完了?我們還有機(jī)會嗎?這些不言自明的問題,對學(xué)生內(nèi)心深處創(chuàng)新精神的激勵,其影響是很大的。
在相當(dāng)一部分人心目中,解答物理習(xí)題,是學(xué)習(xí)物理的終極目標(biāo),似乎會做物理計算題,就算完成了物理學(xué)習(xí)的任務(wù)。其實這是一個誤解,誠然,為了鞏固所學(xué)物理知識,解答一定量的物理習(xí)題,是必要的,物理課本也設(shè)置了為數(shù)不多的物理習(xí)題。這些精心挑選的題目,是教材的有機(jī)組成部分,仍然蘊(yùn)著創(chuàng)新學(xué)習(xí)的好素材。教師應(yīng)當(dāng)充分揭示、發(fā)掘這些題目對創(chuàng)新學(xué)習(xí)的意義、作用,通過訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因為我們的目標(biāo)不是把學(xué)生培養(yǎng)成為解題機(jī)器,而是將其培養(yǎng)成具有創(chuàng)新能力的人,在《磁場》一章的B組習(xí)題中,對于速度選擇器、質(zhì)譜儀、磁流體發(fā)電機(jī)等問題,就不應(yīng)把重點(diǎn)放在布列方程及其計算解答上,而應(yīng)當(dāng)放在前人是怎樣把物理基本規(guī)律用于該裝置的思維啟發(fā)上,哪些是已知基本原理?每一種裝置的“創(chuàng)新”之處何在?其中課本特別指出“磁流體發(fā)電是一項新興技術(shù)”,這無疑給我們青年學(xué)生留下了施展創(chuàng)新才華的時間和空間。這表明,從現(xiàn)在起就培養(yǎng)創(chuàng)新能力,顯得多么重要。發(fā)掘這類題目中的創(chuàng)新學(xué)習(xí)素材,必將為學(xué)生日后的創(chuàng)造性工作打下基礎(chǔ)??梢钥隙ǖ卣f,把這些習(xí)題當(dāng)作創(chuàng)新學(xué)習(xí)的素材來發(fā)掘,比起只當(dāng)作計算題來解答,對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),不知要強(qiáng)多少倍。同樣,《電磁感應(yīng)》一章B組習(xí)題中的延時繼電路、高頻焊接、電磁流量計等,都是教材編者精心選擇、特意安排的。對這些問題的發(fā)掘與處理,與前述磁場中習(xí)題的處理一樣,定將收到異曲同工之效。教材習(xí)題中的這種創(chuàng)新學(xué)習(xí)好素材,也是俯拾即是的。只要我們恰當(dāng)發(fā)掘與處理,對學(xué)生能力的培養(yǎng),其作用是十分明顯的。
從某種意義上講,物理教材是現(xiàn)代科技進(jìn)步的一面鏡子,但由于客觀的原因,教材對當(dāng)今高新科技成果的反映.常常會滯后一段時間,這是可以理解的。作為物理教師,我們不能消極等待教材中有了反映,才讓學(xué)生去學(xué)習(xí)。因為這樣,將使現(xiàn)在的在校學(xué)生——未來的建設(shè)者失去許多創(chuàng)新學(xué)習(xí)的寶貴機(jī)會,因此及時地、恰當(dāng)?shù)剡x擇一些當(dāng)今高科技成果介紹給學(xué)生,作為現(xiàn)行教材的一種補(bǔ)充和延伸,是十分必要的。這類素材也需要教師留心發(fā)掘其蘊(yùn)涵,用以鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新熱情。由于這類素材“及時”、“現(xiàn)代”,與學(xué)生現(xiàn)實生活靠得很近,更能對“創(chuàng)新學(xué)習(xí)”產(chǎn)生強(qiáng)烈地推動作用,對學(xué)生創(chuàng)新熱情的引發(fā),其中期、長期效果不可估量。結(jié)合教材《機(jī)械波》一章“聲波”一節(jié)的有關(guān)內(nèi)容,筆者特意將重慶近期研制的享有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的“高強(qiáng)度超聲波聚焦刀”治療腫瘤的事例介紹給學(xué)生,盡管該項技術(shù)仍在不斷完善之中,但因其時間、空間與學(xué)生相當(dāng)貼近,學(xué)生倍感親切,更為這一發(fā)明而鼓舞、喝采,這樣引發(fā)出的創(chuàng)新熱情,可以對學(xué)生終身發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。而“高強(qiáng)度超聲波聚焦刀”的原理,學(xué)生不難從具有波動性的光的會聚、波的聚焦、能的轉(zhuǎn)化等知識中,輕松加以理解。而這一成果中反映出來的“敢為天下先”的創(chuàng)新熱情,才是給學(xué)生的一筆巨大精神財富。類似材料在各種科技報刊中常有介紹,把它們作為教材的必要補(bǔ)充,對推進(jìn)創(chuàng)新學(xué)習(xí)的深入開展,是必不可少的。
總之,現(xiàn)行課本為我們提供了創(chuàng)新學(xué)習(xí)的寶貴素材庫,充分發(fā)掘其豐富蘊(yùn)涵,對現(xiàn)行教材的使用也可以說是一種“創(chuàng)新”。這對啟動學(xué)生創(chuàng)新意識、激發(fā)創(chuàng)新精神、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵創(chuàng)新熱情都具有很大作用。本文所涉及的還只是整個現(xiàn)行教材體系的“冰山一角”,推廣開去,各學(xué)科、各年級都這樣做,其影響不可估量??梢哉f,充分發(fā)掘現(xiàn)行課本這一創(chuàng)新學(xué)習(xí)的寶貴素材庫,仍是需要我們深入探討、長期堅持下去的一項重要任務(wù)。