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(一)大学物理教材大学物理教材是学生了解物理知识最为直接和方便的手段,对于学生的自学和更好地提高上课效率均发挥着至关重要的作用,但是现在大学物理教材更关注于系统理论知识的讲解,文字基本覆盖了整个教材,很少有插图,因而不利于学生对物理知识更为直观形象的了解。
(二)大学课堂大学物理课堂是学生获取物理知识最基础的方式,真正的大学课堂应该不同于初中及高中的课堂,因为大学生的思维具有了一定的开拓性及灵活性,其实践经验也得到了不断的增长,因而教师上课就不应该是初中和高中时那种“填鸭式”教学,而应起到开拓学生思维,激发其创新能力的作用。
二、大学课堂物理教学中应采取的改革措施
(一)提高大学物理老师的素质老师在学生一生的发展中起着至关重要的作用,曾经有一位著名的老师培养了多位科学家,当老师八十华诞同学们赶来为老师庆祝生日时,记者问了同学们一个问题“你对老师印象最深刻的是什么?”答案意外的惊人,同学们都说是眼神,足见要想成为一个对同学们有切实帮助的老师,就需要热爱学生,要慈于父母,要尊重学生的人格,关注学生的成长。
(二)在教学中注重因材施教对于不同层次的学生,要注重提出不同层次的教学目标,对于具有不同特质的学生,要注重发挥他们的独特优势,对于不同的学科,要根据学科特点提出不同的要求。首先,对于层次较低的学生,要帮助其补充更多的基础知识;其次,如果有些同学擅长于理论的研究,要加强对其理论知识的传输,使之形成完整系统的理论体系,有些同学动手能力较强,就要提供实验器材及方法,促使其从实验中发现真理;再次,大学课程有很多学科,其中物理学科作为一门理科学科,要求学生掌握更深的物理知识,因此在课堂上,老师要有目的地将学生往高深物理知识方面引导,使学生更深刻明白物理学习的目的,从而增强其提高专业水平的动力。
(三)注重趣味教学的方法兴趣是学生最好的老师,因此要使学生很好地掌握一门学科,就必须培养学生对这门学科的兴趣,对于物理知识的学习也是如此。首先,教师要提高自己的专业素养;其次,要利用先进的教学设备,更好地展示物理知识的机理,加深学生的印象,促进学生的理解。再次,要利用多种教学方式,可以采用小组合作讨论、角色表演等方法来进行物理知识的教学,最重要的是要走出课堂,带领学生去实验室探索物理世界的奥秘。最后,要将书本上的知识与实际很好地联结起来,注重理论和实践的相结合,同学们只有在实践中发现物理知识的重要性,才会去努力学习它,因此要将理论与实践相结合。
三、小结
[关键词]:普通高中物理课程标准、探究性学习、互成角、度二力的合成、平行四边形法则、创造能力
教育部颁布的《普通高中物理课程标准(实验)》(以下简称《高中新课程标准》),对课程目标提出:知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维要求。《高中新课程标准》在课程实施上提出“应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、
勇于实验、勤于思考。……培养学生科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神。”希望用这种方法来培养具有创新能力的人才,落实素质教育。
我校尚未实行《高中新课程标准》及其教材,但在教学中,引人探究思想来优化课堂教学。我们不仅重视知识和技能的传授,同时创造条件进行探究性实验,让学生“经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。”从中学会获取知识和实验技能的方法,体验到探求知识的乐趣,同时培养科学态度和科学精神。
现以高一“力的合成”这堂课作一些尝试,谈谈笔者的作法和看法,和同行商榷。
高一“力的合成”传统的教法以及人教版教材的安排:由教师从演示实验总结出力的合成法则,再由学生做验证性实验。需要两节课才能完成这部分教学内容。
我们将这堂课作了改动:突出合力和分力的“等效代替”关系用“等效代替”思想师生共同设计测定互成角度两个力合力的方法再由学生测定互成角度两力的合力师生讨论总结出力的合成法则。这样,用一节课就能完成这部分的主要教学内容。具体做法如下。
1、创设物理情景,为新课和探究实验铺垫
一堂优化的课,教师应该精心研究引人新课的教学,让学生兴趣盎然地开始学习。
好的引人新课教学应为学生创设物理情景,为新课和探究实验做好铺垫,使教师能顺利和谐地开始教学。本课一开始按顺序向学生展示图l(a)、(b)、(c)三幅图(*图1(a)、(b)、(C)中五幅取自现行人教版初中物理第一册,2001年5月版),让学生叙述三幅图各自的含意。
在学生叙述过程中,教师插话点明图(a)中两个桶表示同一个桶,图(b)中两个木箱表示同一个木箱,图(C)中两个夯表示同一个夯块。此中隐含着作用效果相同的启示。
师:从物理学角度看,这三幅图有什么共同点?
生:每幅图左侧都是两个力作用在同一物体上,右侧是一个力作用在该物体上,二者的作用效果相等。
师:生活中、生产活动中,这种情况很多,学物理应重视这种情况。我们把它写下。
【板书l】如果一个力对物体作用产生的效果跟两个力(或几个力)共同作用产生的效果相同时,我们就可以用这个力来代替那两个力(或几个力)。
教师指着板书l再读一遍,并说在初中我们也是遇到这种情况,我们把……(引导学生回答)
教师根据学生的回答,在板书l之后写上:
【板书2】这个力就叫做那两个力的合力,那两个力就叫做这个力的分力。
教师在板书l之上,边说边添上。
【板书3】合力与分力
2、突出合力和分力关系的实质----等效代替
师:大家一起找一找,在合力和分力的定义中,关键词是哪几个?
生:作用效果相同,可以相互代替。
教师在板书1和2之下的正中写上:
【板书4】等效代替
师:在物理学中,只有等效才能代替(在板书4的等效和代替之间,添上);要代替必须等效(在上述之下添上,使板书4成为等效代替)。
师:求两个力的合力,叫做二力的合成;求几个力的合力,叫做力的合成。
【板书5】力的合成
3、以“等效代替”思想为指导,师生共同设计探究实验
师:在初中,我们曾用实验讨论同一直线上二力的合成,并得到相应的结论。
今天我们要用实验来讨论互成角度二力的合成规律。具体方法:先从实验求出互成角度两个力的合力,然后从实验结果再来讨论互成角度两个分力和它们合力有什么关系,从中找到它们的规律。
师:已知互成角度的两个力,如何找它们的合力呢?请同学和我一起想办法来设计一个求合力的实验。(让同学讨论几分钟)
教师在黑板上用两组“三根橡皮筋串联”之后再并联作为受力物体,再用两根细绳和两个5N的弹簧测力计仿照人教版(2003年6月)高一物理教材“学生实验二:验证力的平行四边形定则”的实验方法。但教师不能把实验方法告诉学生,关键是由教师引导,由学生自己得出实验方法。
具体方法如下:
师:合力和分力关系的实质是“等效代替”,如何利用“等效代替”的关系来求互成角度两个力的合力呢?
(教师在黑板上,用两个5N弹簧测力计通过两细绳,并让两细绳成较大角度拉并联橡皮筋)
师:橡皮筋受互成角度两个力的作用而伸长。这两个力或几个力作用在同一点上,这样的力就叫做共点力。如何知道互成角度两个力的大小和方向呢?
生:两个力的大小由两个测力计读出来。两个力的方向沿两细绳的方向,画出细绳的方向就是两力的方向。
师:(保持两力拉橡皮筋的位置不变)找合力必须保证合力的作用效果和两分力共同作用效果相同。因此,我们非常关心这两个互成角度力的作用效果如何。
在实验中,如何知道这两个力的作用效果呢?
生:在橡皮筋伸长的端点做个记号。
(请一位同学到黑板上演示)
师:如何根据“等效代替”来找合力呢?
(教师用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮筋,故意让橡皮筋的端点一次在所做“记号”的上方,另一次在“记号”的下方)
师:这个力的作用效果和两个分力作用效果相同吗?
生:不相同。
师:如何才能保证两次的作用效果相同?
生:把橡皮筋的端点拉到刚才所做“记号”处。
(教师在黑板用弹簧测力计演示,并保持测力计不动)
师:现在作用效果相同了。如何知道这个力,也就是合力的大小和方向呢?
生:由弹簧测力计读出力的大小,画出细绳的方向就是这个力的方向。
师:这样我们就求出互成角度两个力的合力了。
今天我们不仅要求出合力,而且要找到两个分力和合力有什么关系,即它们之间的规律。
怎样找这个规律呢?我们规定:从同一个作用点出发,按同一个标度画出两个分力和合力的大小和方向,然后从图上找出它们之间有什么关系。
请注意,今天是研究互成角度两个力和合力的关系,所以实验时,两个力之间的角度应该大些,效果才明显,最好角度大于90°,学生实验过程从略。
4、重视“交流-评估-总结”过程
师:合力求出来了,力的图示也画好了。我们找一找它们有什么关系。
生:合力好像是两个分力的角平分线。
师:你只说合力和分力方向的关系,这种关系正确吗?它们的大小有什么关系呢?
生:为什么两个分力之和不等于合力呢?
师:互成角度两力的大小之和不等于它们的合力的大小!互成角度两个分力和合力有什么关系?
生:……
师:同学们可以把合力的端点跟两个分力的端点用虚线连接起来,看看我们所作的力的图示像什么图形?
生:像棱形。
生:像正方形。
生:像平行四边形。
生:是普通四边形。
师:平行四边形包含正方形和棱形。从你们实验的图示看,同意合力和分力的关系组成一个平行四边形的同学,请举手。(大约有1/3的同学举手)
师:我们暂时认定互成角度两个分力的大小和方向与合力的大小和方向组成一个平行四边形,再做一次实验看看这个结论是否正确。
学生再次实验过程略。
师:再次实验,看看两个分力和合力的图示像什么图形。
众生:像平行四边形。
师:今天我们通过实验找到了互成角度两个力和它们合力的关系。
【板书6】力的平行四边形定则
如果用表示两个力的线段作为邻边画平行四边形,那么合力的大小和方向就可以用这邻边间的对角线表示出来。这种方法叫做力的平行四边形法则后面的教学过程从略。
5、几点说明
(1)在合力与分力的定义中,我们自己加了“我们就可以用这个力来代替那两个力”这几个字。这是为了突出合力和分力的“等效代替”关系,我们也是以“等效代替”关系为基础,师生共同设计测定合力的实验。这样才能让学生逐步理解合力与分力的关系是“等效代替”关系。
一、激发学习兴趣,维持良好的学习状态
学习是由学习动机所支配的,学习动机是直接推动学生进行学习行为的最可靠、最持久的内驱力,而浓厚的学习兴趣是形成持久动力的基础之一。因此,激发兴趣与学习动机的培养,要融为一体。
激发兴趣,激发与维持动机要因人、因事而宜,也就是要注意把握学生的学习态度,情感的变化,与教学内容相协调。
1、创设良好的教学情景,尤其是适合适度、适当的问题情景。学生强烈的好奇心、求知欲,是激发兴趣与动机的重要积极因素,课堂上,教师应不适时机地利用现实中的问题,吊起学生探求知识的“胃口”,使学生的心理始终处于兴奋状态,并在以后的学习中逐步加以强化。
2、联系生活、联系社会。物理是一门自然科学,它与人们的日常生活、生产有着紧密的联系,让学生利用课堂知识解释、解决实际问题,是激起学习兴趣与动机的有效手段,有助于内部动力的形成,毕竟“需要产生动力”。
3、丰富知识的呈现方式。现代科学技术、尤其是信息技术的发展,为课堂教学手段的多样化提供了更多的选择,改变传统的、单一的知识呈现方式,会让学生在惊喜、在赏析中接受知识,并能强化建立起来的兴趣与动机。
4、学习结果的反馈及鼓励性评价,会产生良好的激励性效果,有助于巩固和发展学生的学习动机。
二、情景创设与创新情景:
学生的学习过程是一个不断发展变化的过程,是在不断的发现问题、分析问题、解决问题的过程中实现的,现代社会主义学习理论认为:学生是在一定的环境中,在其他人的帮助下,实现意义的过程,是建构内在心理结构的过程,学习不是把知识从课本或其它知识载体中机械复制到记忆中的,而是在已有的知识、经验的基础上,通过与外界(如老师、同学等)的相互作用下而实现的,所以说,创设优良的情景,对学生的学习有着至关重要的作用。
1、民主、平等、和谐的氛围。很难想象,在“师道尊严”的课堂上,学生的思维火花能迸发出来。民主、平等的师生关系,和谐的师生交流,是教学活动所必需的,也是必要的。
2、问题、悬念的设置。在教学中,恰当地设置问题,留下悬念,并通过启发引导,满打满算学生的思维,以问题为主线,来组织和调控教学活动过程。“问题”、“悬念”要能引起学生的兴趣,进而引发学生的积极思维。
3、创新情景。即使是世上最美妙的音乐,连听一百遍也会让人生厌。所以说,情景创设也要讲究创新,让学生每天都感到不一样,每天都新鲜,这样对于维持学生的兴趣,强化动机是非常有必要的。
三、提高学生对知识的认知理解:
学生对物理概念、原理的理解及运用是学好物理的关键。教学中,学生也许记住了概念的定义,但并没有理解,若理解不准确,在解决问题上不能运用自如,学生对知识的理解总是基于已有的知识、经验为基础的,是对感性知识的简单升华。对于学生已有的正确的,与科学结论相一致的经验与知识,对于学生的学习是有积极意义的。而有些已知的经验与知识是错误的,这对知识的理解起反作用,因此,学生旧有的错误经验与知识要进行校正,用正确的进行替换,同时,要认识到,让学生自己或在老师的引导帮助下,对旧有的错误知识、经验的批判与替换,本身就是学习的一种进步,一种飞跃。因此,替换旧有的错误知识,还要遵循循循善诱,分层次、分阶段的原则。
四、物理实验改革。
物理是一门实验学科,物理实验对于学生正确认识物质及其变化规律,提供了事实依据,同时,培养学生认真观察、正确分析、总结,进而解决问题的能力,积极的作用。因此,重视实验教学,对物理教学而言,意义非凡。
教科书上的实验是经过论证和教学实践检验的,无疑是最佳的方案之一,但在实际教学中,完全可以改革实验设计,使之更具探索性、易操作性。
模块承担着实现新课程方案各个特点的功能性角色。新高中课程方案指出:“每一科目由若干模块组成。模块之间既相互独立,又反映学科内容的逻辑联系。每一模块都有明确的教育目标,并围绕某一特定内容,整合学生经验和相关内容,构成相对完整的学习单元,每一模块都对教师教学行为和学生学习方式提出要求与建议”。所以某一模块的教学既要围绕一定的主题,组织相对独立的教学活动,又要很好地体现其与本学科其他模块之间的逻辑联系,保证学科内在的系统性,要围绕模块的内容,去整合、拓展学生经验,也要使其他学科的内容及最新的科学技术成就通过改造而进入到教学中来,对某模块而言,要整体提出与模块内容相匹配的教学方式和学习方式。
一、教师应更新教学观念,突显学生的主体地位
德国教育家第斯多惠说过“教学的艺术,不在于传授本领而在于激励、唤醒、鼓舞”。观念是行动的灵魂,教育观念对教学起着指导和统率的作用,要培养具有创新意识和创造能力的人才,必须实现真正意义上的教育教学观念的转变,以全新的教育理念指导课堂教学改革。新课改的实施要求我们在教学中要改变过去只注重知识传授的倾向,强调知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的和谐发展。我们应努力改进旧的课堂教学模式,构建以学生主动参与、师生双向互动、探究创新为主的新的课堂教学模式。特别是强调要以学生为主体,克服硬性灌输、包办代替等现象,把学习主动权还给学生,突显学生的主体地位。教师要实现角色转换,由指挥者变为指导者,使学生能够在轻松愉快和谐的氛围中,通过自己读书、自己体会来掌握课本内容。
二、课堂上要确立面向全体的教学思想,积极改进教学方法
活跃、和谐、民主、平等、欢乐的课堂氛围是学生的潜能、创造性、积极健康的人生态度生长发展的“阳光、空气和水”。教师心中必须有整体、全体意识,应该建立开放式的物理教学,培养所有学生的物理能力,使学生各自在原有的基础上得到提高,也就是说,教学要面对每一个个体,把所有的学生都组织到课堂教学中来。在备课时要多花些功夫,考虑到每个层面学生的实际情况,制定不同类型学生的预期目标,针对不同层次的学生进行不同问题的设计。设计学生能达到的教学目标,使每个学生都享受到成功的喜悦,激发学生创造性思维。平等对待每一个学生,多鼓励表扬学生,建立民主、平等的新型师生关系,让学生积极主动地学习。古人云:“学贵有疑,疑则进也,小疑则小进,大疑则大进”。因此在课堂教学中,注意创设问题情境,激发学生学习动机,善于创设贴近学生生活的情境,让学生在活动中发现新问题,再通过探究、分析、讨论等一系列教学活动,让学生进一步去研究、解决这些问题。三、转变学习方式,提倡自主、合作、探究的方式,优化课堂教学
新课程带给我们的是有效的教学。它能够唤醒沉睡的潜能,激活封存的记忆,开启幽闭的心智,放飞囚禁的情愫。这必定不可缺少学生的学习方式的改变。
教师的职责和作用不仅仅是“促进学生学习”,更专业更本质的一种基本解读应该是——诱导学生自主学习。教师的专长和作用在于“诱导”,“诱导”的目的在于实现“学生自主学习”。合作学习通过充分的课堂交往,营造一种学生主动参与教学活动的氛围,学生能够主动思考,发表意见,不仅使课堂上的气氛轻松愉快,也使学生的认知能力得以充分发挥。学生还能够从那些与自己不同的观点和方法中得到启发,使他们对问题的理解变得更为丰富和全面,合作学习还弥补了教师一个人不能面向每个学生进行教学的不足,通过学生之间的互动,某一方面成绩好的学生可以帮助这一方面差的学生,从而促进学生思维向广度和深度发展。探究学习有时也被人们称为“问题导向式”的学习,因此“问题”往往被视为探究学习的核心。通过探究满足学生求知欲;通过探究获得关于身边世界的理解;通过探究培养科学思维能力,锻炼问题解决能力、合作与交流能力,培养科学精神与态度;逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解。
四、减轻课业负担
转变高中物理实验教学的理念是新课程背景下改善高中物理实验教学效果的首要前提。为此,首先高中物理教师和实验室管理员要及时转变观念,认真研究粤教版高中物理教材,抓住高中物理实验的一些新特点:一是更加强调应用性实验的重要性,例如传感器、示波器、游标卡尺以及螺旋测微器等的操作和使用;二是更加强调探究性实验的重要性,例如探究弹力与弹簧伸长之间的关系、利用多用电表来探索黑箱内的电学元件等。其次,高中物理教师和实验室管理员要吃透物理实验的精神实质,彻底革新过去“应试”的物理实验旧思维,一是将物理实验教学的重点转到讲授科学的学习法上,例如留迹法、控制变量法、等效法以及转换法等;二是将物理实验教学的重点转到讲授处理实验数据的方法上,例如图像法、平均值法以及列表法等。例如高中物理教师在进行电学实验教学时,应注重学生电学实验电路构思的训练,引导学生遵循审题、电表选择、测量电路选择、控制电路选择以及滑动变阻器选择这一程序开展实验。
2.加强高中物理实验室建设
新课改背景下着力加强高中物理实验室的建设,是改善高中物理实验教学效果的物质保障。为此,国家和学校首先要提升建设高中物理实验室的认识,明确物理实验室对于物理实验教学的重要意义,在此基础上加大政策和资金支持力度,设立物理实验室建设专款并加强资金监管,确保资金切实用于实验室以及仪器设备购置。其次要适当增加高中物理实验室的数量,保证能够有序地开展物理实验教学,确保高中学生有充足的机会进入实验室学习和提升。最后,国家和学校还要注意高中物理教师和实验室管理员素质的提升,为高中物理实验教学打造一支专业、合格的师资队伍,从而切实提升物理实验教学的质量。除此之外,高中物理教师还要努力丰富实验室课程资源,积极引入“日常器具实验法”,例如在,易拉罐经过改装后便可以代替法拉第圆筒,学习反冲现象时,把电风扇固定在线槽板上,线槽板下垫几根笔芯,启动电风扇后,可以看到明显的反冲现象。而在“物体失重”这一实验中,可用矿泉水瓶扎孔后装水,再让它自由下落,学生即可看到水不会流出的现象,领悟到现象其中的道理。
3.创新高中物理实验教学模式
创新高中物理实验教学模式是提升高中物理实验教学的关键一环,新课改背景下要积极采用自主探究模式、多媒体辅助模式以及以“演示实验”为核心的教学模式等新的教学模式。首先,以“演示实验”为核心的教学模式是响应新课改提出的“物理实验与科学探究”这一概念的体现,是当前高中物理实验教学的重点。为此,高中物理教师要努力突出学生的主体地位,积极与学生建立良好的师生互动关系,采用“教师引导、学生演练”的教学形式,引导学生通过实验操作弄懂物理教材上的原理、规律,并在实践的过程中提升操作能力和创新能力。例如教师在进行“激光演示光的衍射实验”教学时,可以在实验中采用“演示实验”法,用微小放大的方法将衍射图样对准教室的墙壁,然后让学生用白纸就近挡住激光进行观察。其次,高中物理实验教学采用多媒体辅助模式,可以将复杂的物理实验生动地展现给学生,实现实验的动态或静态演示,从而提高物理实验的形象性和趣味性,有效激发学生的学习兴趣。例如伽利略在比萨斜塔上演示了两个铁球同时落地,在做这一实验时由于物体自由下落的速度很快,凭借肉眼很难清楚地观察到两个不同重量的物体的下落情况,而借助多媒体技术则可以将物体下落的慢镜头播放出来,让学生对实验有一个直观、清晰的了解,从而改善物理实验教学的效果。
4.结语
1、抓住机遇,迎接新课程改革。
地处川西北高原的阿坝藏族羌族自治州,是嘉绒藏族的主要聚居地和全国唯一的羌族聚居地。这里有走过的历史足迹----雪山草地,令世人神往的人间仙境----九寨黄龙,藏族人民心中的神山----四姑娘山,全国最大的大熊猫保护区----卧龙特区。
而今,与世界一道,阿坝各族人民也昂首迈进新世纪。建州五十年来,阿坝教育从无到有,已形成从幼教、小学、中学到职教、大学、成教的一系列完整体制。我们感谢党和国家以及内地人民给予的大力支援,教育的发展使阿坝从封建农奴制走向社会主义,各族人民的生活水平得到了极大的改善。特别是《四川省民族地区教育发展十年行动计划》的实施,使我们的教育发展正在完成从传统教育走向现代教育的转轨。
新课程对各学科教育所倡导的一个重要理念,就是课程向生活的回归,教育向经验的联结。我们民族地区高中物理教学在这一方面有独特的优势。阿坝地区有岷江、大渡河两大河流,大片原始森林,日照充沛,水利资源富集,动植物种类繁多,旅游资源丰富。就课程综合化的国家课程、地方课程、校本课程三级体制中,在校本课程的开发上可以充分体现地方、民族特色,从而激发学生的学习动机,引发学生的学习兴趣,培养学生的创新能力。
作为民族地区的高中物理教师,我们应该面对机遇,利用国家的政策支持,并以历史和民族的责任感,以社会和时代的紧迫感,抓住机遇,用科学的态度,提高认识,转变教育观念,重新组合民族地区高中物理教学的知识新体系,为高一级学校培养和输送大量合格的少数民族人才,为家乡、为民族培养和塑造更多适应时代竞争,拥有应用知识的新人。
2、提高认识,转变教育观念。
几十年来,我们民族地区的教育一直在国家一个大纲的指导下,与全国各地一样,学习同一套教材,面对同一种考试制度。而教育基础设施的不足,师资力量的缺欠,导致教育水平与沿海和内地的差距越来越大。如今,阿坝各族人民对基础教育改革倾注了前所未有的热情,新课改理念深入人心,各级领导也高瞻远瞩,充分认识到这是顺应社会发展的要求,阿坝教育的发展要为阿坝建设服务。正值全州创建全国“模范自治州”之机,教育界要为此做出应有的贡献,必须切实地开展新课程师资培训,严格遵照“先培训,先上岗;不培训,不上岗”的原则。
目前,我校正积极开展这一工作,全体教师认真参与新课改,改进教学行为。学校物理教研组还把从本地藏羌民俗、历史、建筑中,人文、自然、生态中,积极开发和利用课程资源,以便为将来丰富和完善学校课程,作为一项长期的教研计划。我们认为,“物理离不开生活,生活离不开物理”。民族地区的高中物理教学应反映当地人民生活,从而使学生终身掌握物理知识,也使物理教学有了创新的生机与活力。更可以帮助学生转变学习观念,明白读完高中并非为了“上一所好大学”,还应有高中毕业后为家乡、为民族贡献力量,同时也为了自己“适应社会,胜任工作”。
因此,更新教育观念,积极增强课改责任感和使命感,做到为学生服务,努力投入到民族地区新课程改革中是我们的当务之急。
3.适应形势,促进教育改革。
3.1新课改对物理教学的要求。
高中教育是高一层次的基础教育,旨在进一步提高学生思想道德品质、文化科学知识、审美鉴赏情趣,培养学生创新意识、创新精神、创新能力,并具有一定实践能力和适应能力,得到全面发展。
新课程对高中物理课程进行了新的设计,在保持我国物理教学传统优势的同时,主要针对某些“繁、难、偏、旧”问题进行了合理的修改。在高中物理教学中,教案编写不能再沿用以前的陈旧模式,对已经删减的内容,因有其科学的道理,不可把学生已经放下的包袱又重新背上,甚至背得更重。物理高中教材知识点和编排顺序的调整,增加了许多现代物理和生活物理知识,更主要体现在增加的研究性学习内容上,给出了众多的课题研究,让学生能在创造中完成。我们的高中物理教师应该在“新”上下功夫,适应新形势,面对新要求,突出新意识,训练新思维,掌握新教法,正视新课改。
新课改要求教师在教学手段上、方式上要体现创新,切实运用现代教育技术,彻底改变传统的、机械的生灌硬背的教学模式。让学生有充分的自主活动时间,启发为主,教师给予组织、引导,由学生自己“修桥、铺路”,自己实践,提高分析问题、解决问题的能力。在高中物理教学中,教师需要精心发掘生活物理,寻找各种优质教育资源,认真设计教案教法,创设探研式课堂情景。
3.2新课改对民族地区的要求。
3.2.1新课程的一些课程与教学理念对我们民族地区来说是全新的,而且教育发展的巨大经济投入和条件课程资源的相对不足,使我们在实施过程中面临很大的挑战。但国家政策的支持和内地人民的援助,以及当地丰富的自然资源和独特的藏羌民族多元文化,又是课程资源开发的一个潜在优势。可以说,新课程改革全国一盘棋,我们将责无旁贷。
3.2.2阿坝地区是典型的老少边穷地区,地广人稀,高中教育十分薄弱,国家的经济投入和内地的教育支援毕竟有限,因而我们积极开发和利用当地课程资源是缩小与沿海和内地教育差距的一个重要途径。独特的川西高原风光,迷人的九寨黄龙仙境,奇异的嘉绒藏族民风,古老的羌族传统文化等等,都是我们可资开发和利用的丰富课程资源。
3.2.3教师对课程的“深加工”在新课改中尤显关键。我们地区高中物理教师要有较强的课程意识,积极加强新课程自我培训,认识新课改要求。首先,要结合地方课程、校本课程,利用民族地区的优势课程资源,创造性地实施国家课程;其次,在当地发现有价值的特色课程资源,自觉进行筛选、积累、开发和利用。另外,还必须具备课程开发的素质和技能,积极发掘具有阿坝地区特色的课程资源,补充国家物理课程。
3.3民族地区高中物理的新课改
由于历史的、地理的原因,阿坝地区的教育现状与沿海内地还在不断加大差距,在与全国一道开始新课程改革的大好机遇之下,对于高中物理教学,我们更要针对物理课程目标的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个方面,根据民族地区高中物理教学水平现状,结合新课程改革,面对少数民族学生,重点认真贯彻和采取以下几点目标和理念:
(1)从生活走向物理,从物理走向社会;
(2)以科学的态度认识自然;
(3)让学生在物理学习中有满足感和兴奋感;
(4)使学生学会学习,有初步的科学探究能力;
(5)让学生关心家乡、关心民族;
(6)使学生具有创新意识、创新精神、创新能力。
4.培养学生创新能力,迎接新一轮课程改革。
4.1开展物理创新活动,培养学生创新能力。
4.1.1组织物理学史教育,结合本地嘉绒藏族的寺庙构架、碉楼形式,羌族村寨的历史沿革、修建艺术,告诉学生物理学史是无数物理学家用毕生心血甚至是生命写出的历史,藏、羌先人的建筑工艺、优良传统令人钦佩,值得发扬,以引起学生创新的兴趣和激发他们创新的精神。
4.1.2继续组织我校多年来的物理“四小”(小发明、小创造、小制作、小论文)活动,让学生从生活走向物理,从物理走向生活,亲自动手,做一些具有地方、民族特色的旅游产品模型,培养少数民族学生的自豪感,激发他们热爱家乡、热爱民族、热爱祖国的热情,进一步培养了他们的创新意识、创新精神、创新能力。
4.1.3充分利用课程中的探索性研究课题,根据我们阿坝地区的生活物理问题,比如,水利发电、穿山隧道、冬季冰雪路、灶具改革、太阳能利用等等;设计探索情境,培养少数民族学生的科学态度,激发他们的求知欲望,从而也创造性地激励他们的创新意识。
4.2进行物理创新教学,培养学生创新能力。
4.2.1新课改后的高中物理教学不宜照本宣科,少数民族学生都勤学好问,教师应该给学生一个活泼的课堂情景,让其自己看书,寻找资料,讨论问题,还可以写论文。作为教师所需要的就是鼓励他们认真钻研、积极提问,以利于师生之间共同探讨、共同进步,也可以培养学生的创新意识、创新精神、创新能力。
4.2.2阿坝地区从封建农奴制一跃跨进社会主义,如今,雪山草地信息网络迅速发展,藏山羌寨现代教育正在兴起。少数民族学生与电子产品也紧密结合在了一起,充分利用现代信息技术使民族地区高中物理教学变得有声有色、有意思,这是非常值得我们探究的话题。我们物理教师应该有创新的讲课艺术,当然也不可忘了藏羌民族与生俱来的幽默和能歌善舞。使物理课堂充满乐趣,使学生在愉快中获得知识。
4.2.3实验是物理教学的灵魂,可以这样说,搞好物理实验,既培养了学生的动手能力,又利于学生知识的掌握和素质的培养,也有助于学生创新能力的提高。我们民族地区高中物理教学要积极争取上级和内地的支持,加强物理实验室建设,改进物理实验室管理,搞好物理实验室开放,把物理实验室变成优质的物理第二课堂,切实地提高民族地区高中物理实验水平,把弱势学科搞上去。
再过两三年,阿坝州将分段在小学、初中、高中全面实施新一轮课程改革,作为一名党和国家培养起来的藏族青年物理教师,我将和全体同仁一道,面对新课改,提高认识,抓住机遇,为雪山草地的教育事业添砖加瓦,为民族地区高中物理教学的前进而努力,为把雪域高原的孩子培养成为爱国家、爱民族、爱家乡,有知识、能创新、会做人的新一代藏羌儿女而尽自己的力量。
参考文献:
《新课程理念与创新》北京师范大学出版社
《新课程师资培训精要》北京大学出版社
《中学物理教学通论》高等教育出版社
《阿坝州概况》四川民族出版社
《阿坝州民族教育研究文集》四川大学出版社
随着社会与经济的发展,人们对科学素养的理解与表述也在不断的发生变化。到目前为止也还没有形成统一、广泛的认可的表述。国际经合组织(OECD)的观点是:科学素养是一种能力,是人们运用科学知识来对问题进行确定并得出有证据的结论,从而通过人类活动对自然界进行改变和做出决定的能力。国际学生科学素养测试大纲(PISA)中提出,科学素养的测试应该有三个方面组成:科学基本观念、科学实践过程与科学场景,而在测试范围上则是由科学知识、科学研究的过程与科学对社会的作用三个方面所构成。总的来说,人们普遍将科学素养分为以下两个部分:第一是对科学研究的过程和方法能够达到了解的程度;第二是科学技术对社会和个人所能够产生的影响有基本的了解程度。
二、重视学生学习物理的过程,培养他们的科学素养
作为科学素养中的实体,科学知识与技能在教学的过程中最容易把握。科学方法与能力、科学行为与习惯等也可以在学生学的过程中进行培养。然而科学精神、态度与价值观这些观念性的东西则需要更多的精力去关心。高中物理知识的学习是一个师生互动的过程,因此必须关注学生学习物理的整个过程,不失时机的培养学生的科学素养。
(一)重视学生参与,培养学生科学思维能力
新课改的过程中,说的最多的就是让学生成为学习的主体,让学生积极的参与到课堂教学活动中。在课堂教学的过程中,学生必须要养成认真观察演示实验、认真思考,并能够不断的自我提问的良好习惯。要能够让物理课堂教学更加有效,就必须加强教师与学生、学生与学生之间的交流,而课堂教学的内容与各种物理问题则是起到这种作用的有效媒介。在交流的过程中,学生可以通过自己的思考逐步的对物理实质进行理解,让学生具备自主学习和研究物理的能力。例:一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端,用手托住物体将它缓慢放下,并使物体最终静止在平衡位置。问在此过程中,系统的机械能如何变化?这个问题看起来简单,但是对于学生来说却不容易入手。对此,引导学生观察演示实验,进行讨论,让学生从讨论中进一步的体会功和能的关系,什么力做功改变动能,什么力做功改变机械能。它们之间的关系应该如何理顺?该用什么方法?这些都涉及到了学生学习中的认知过程、反思过程与总结提高的过程。我们应该重视这个过程,及时的发现学生在学习过程中所遇到的思维障碍及成因,并解决这些问题帮助提高学生的思维能力。
(二)重视物理问题分析的过程,加强学生解决物理问题的能力
学生应用物理知识解决实际问题的时候是他们提高物理能力的一个重要过程。因此必须重视学生应用物理知识解决物理问题的过程,引导学生进行独立思考,让他们学会利用物理内在规律,选取最合理的有效手段解决问题。这样做有助于培养学生的物理能力与物理思想,在这个过程可以让学生明白要解决一个物理问题就必须对物理过程与物理情景有清晰的认识,然后通过分析确定出应该用什么物理规律来解决问题。这个过程中对学生学会科学的方法十分的重要。例:质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为多大?这个题中包含了两个状态一个过程,根据两个物理状态的受力情况可以列出两个合力等于向心力方程,再根据动能定理列一个物理过程的方程,三个方程联立即可。关注学生分析和解决物理问题过程,了解学生学习物理时的困惑,引导学生高效而规范地分析物理问题,帮助学生掌握分析和解决物理问题的基本方法,有助于提高全体学生的科学素养。
(三)重视学生进行科学探究的过程,培养学生的科学品质和科学精神
在探究学习的过程中,可以让学生模仿和经历科学家进行科学研究的过程,从中体会科学家探究自然规律时的思想和方法,让这些思想和方法转化为他们自己的思想和方法。在探究学习的过程中要注意以下三点:(1)重视学生提出物理问题、从猜想到假设的过程,培养学生思维品质和问题意识;(2)重视学生设计实验的过程,培养学生敢于创新的精神;(3)重视学生实施物理实验的过程,培养学生实事求是的科学态度。
1.1与专业必修理论课的接轨
本课程所采用的教材很多章节中展示了当年科学家理论推演的部分原始过程(与专业课书本上所讲内容道理虽同,所采用的方法却复杂很多)。比如在第六章第三节《狭义相对论体系的建立》当中多处使用爱因斯坦《论动体的电动力学》原文中的表述内容虽然汁原味,但太过抽象,对于专业课基础较为薄弱的物理系大学二年级学生来说很难接受。而相对论理论的系统学习是大学四年级开设的《电动力学》专业必修课的任务。笔者在讲授本节课程时新课导入采用“钟慢尺缩”、“双生子佯谬”和“天上一日,地上一年”等生动有趣的课题引入,淡化和删除了课本上多处原文中的理论推导。因为这时学生的认知水平所处的阶段正是英国教育家怀特海所说的浪漫阶段(新奇而生动,浪漫的遐想),通过这样的例子和问题激发学生思维的火花,在同学们感知到狭义相对论的有趣事例之后,画龙点睛一语中的般地指出这些只是狭义相对论的表面现象,而相对性原理———物理定律对于一切惯性系都应具有相同的形式(协变要求),才是它的本质。学生的认知水平进入了精确阶段。爱因斯坦本人在提出狭义相对论时是从电磁学入手的。学生刚刚在大学一年级学习过《电磁学》专业课,并不陌生。为了深化这一点认识,笔者举出了如下例子,引导学生掌握:一个点电荷所带电荷量为q,静止放置在如图所示的位置,问学生在图中的静止的A点处,有无电场和磁场?学生通过电磁学课上所学的“静止电荷只能产生电场”和“运动电荷既产生电场又产生磁场”的知识很容易判断A点有电场无磁场。笔者随即将题设改为,点电荷q依然静止不动,A点以速率v向右运动,再问同样的问题,组织学生讨论、探究,在笔者的启发下学生终于认识到若以点电荷q为参考系,A点依然是有电场无磁场,但若以A点自身为参考系,由于电荷q相对于A点向左运动,那就变成了运动的电荷,所以A点既有电场,又有磁场。通过这样一个简单的例子使学生感知到专业必修课《电磁学》上所学的经典理论对于不同的参考系竟然得出不同的结果,在此基础上直接给学生展示相对论电动力学的结果。这样学生的认知水平便进入了怀特海所说的教育三阶段中的综合应用阶段。
1.2与专业实验课的接轨
本课程所采用的教材中详细描述了许多当年的科学家所做的实验。学院开设的普通物理实验课程中的大部分内容正是对这些实验的重现。笔者结合相关专业基础课和实验课的内容,发掘出《物理学史》课程中与普通物理实验相关的问题(特别侧重于科学方法的渗透),既能激发学生探究问题的热情,促使其反思实验课当中处理问题所采用各种方法的深刻含义,又能加强师生互动,提高课堂效率和学生分析问题、解决问题的能力。
2对教材内容顺序进行了调整
本课程教学所采用的教材是郭奕玲、沈慧君编著的由清华大学出版社出版的《物理学史》第二版。此教材体系完整,见解独到,科学家实验情景描写细致入微。但仅限于每周两课时的情况,教师讲解不可能面面俱到。为此笔者根据学生专业发展需要,对教材内容进行整合、提炼,不合理的地方加以剔除,必要的知识点加以拓展,以更好地服务教学。本门课程的教学重点内容是前九章,后面几章属于介绍、略讲范畴。笔者在教学过程中将第十一章《现代光学兴起》内容与第三章《经典光学的发展》部分整合,题名《光学的发展》,将第十二章《天体物理学的发展》与第六章最后一节《广义相对论的建立》内容整合,使学生将前后知识融为一体。例如现阶段就学生考研而言,光学专业无论从就业、考研两个方面来说均属于相对热门专业。如此教学法有利于学生深刻认识到光学学科的重要性,不仅促进了《光学》专业课教学,对学生将来的综合发展也有益处。
3将学科前沿知识和大学生顶岗实习支教教学案例融入课堂教学
笔者在攻读硕士学位时所学专业是理论物理,具体方向是量子信息和量子光学,毕业以来一直从事这个研究方向。第八章第九节《关于量子力学完备性的争论》和第十节《量子电动力学》等内容正好与笔者的科研方向相关。故而笔者在讲到这里时利用自己的专业优势补充了大量的前沿知识如“薛定谔猫态”、“压缩相干光场”、“量子计算”、“量子纠缠”、“EPR佯缪”等等,充实了课堂内容,使学生的视野从课本转向前沿,做到“搞好科研促教学”。由于物理系属于师范专业,绝大多数学生无论考研与否终将登临三尺讲台。中学物理教学中若以物理学故事的形式引入,可以使教学过程更加生动活泼,激发学生的学习兴趣。物理学史课堂正好提供了这种资源。另外,物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程,丰富的物理学史素材可以使中学课堂凸显科学精神,对学生以后从事教学工作带来益处。近年中考、高考对物理学史相关知识考察日趋增多。科学家思考研究问题的很多方法对于即将登台讲课的物理专业师范生来说具有重要意义。例如类比法是最重要的科学研究方法和教学方法之一。科学家拿库仑定律类比万有引力定律(平方反比),拿电力线、磁力线类比流体,拿以太类比弹性介质等等,至为深刻。讲到这里笔者结合自己的扶贫顶岗实习支教工作经历,列举出实习支教大学生讲课的真实案例中“类比”方法使用的例子,使得学生感知到正确使用类比方法可以将抽象的概念和生活中的实际现象联系起来。这样的方法不仅是新课导入的关键,也是促使中小学生的认知过程由形象到抽象,由浪漫阶段转入到精确阶段的重要教学手段之一。
4结语
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物理教学论文谈探究式课堂教学模式
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