物理课堂教学中为学生学习提供情景支架的实践

1物理课堂教学中为学生学习提供情景支架的实践上海市实验学校严城学生是教学活动的主体，能否主动地参与其中，是教学成败的关键。实验心理学家苏瑞特拉做过两个著名的心理实验：一个是关于人类获取信息的来源，他通过大量的实验证实，人类获取的信息83﹪来自视觉，11﹪来自听觉，3.5﹪来自触觉，1﹪来自味觉。这就是说，如果既能看得见，又能听得见，还能动手操作，通过这样多种感官刺激获取的信息量，比单一听老师讲课强得多。另一个是关于知识记忆持久性的实验，结果表明，人们一般能记住自己阅读内容的10﹪，听到内容的20﹪，看到内容的30﹪，听到和看到内容的50﹪，在交流过程中自己所说内容的70﹪。这就是说，如果让学生既能听到又能看到，再通过讨论、交流，用自己的语言表达出来，知识的记忆将大大优于传统教学的效果。为此课堂教学应根据教学内容，知识特点和学生的具体情况，精心提供情景支架，营造一种富有行真、情切、意运、理蕴、生动的氛围，对学生进行感官和思维刺激，获取情感体验，激发学习兴趣，让学生在情景中愉快学习，大胆地探索，在学习活动中培养他们的创造思维能力。下面从课堂教学的几个环节谈谈提供情景支架的实践。一、提供导入情景支架苏霍姆林斯基指出：教学应使学生从中产生发现的惊奇、自豪，满足求知欲的愉快和创造的欢乐等各种情感体验，从而使学生带着高涨的、激动的情绪进行学习和思考，使教学成为一个充满活力和激情的活动。好的开端是成功的一半，因此，提供导入情景支架显得更为重要。方法以教师讲真实的事件、提问、实验观察或习题解答为主，内容多有基本概念复习，定理定律应用，公式解题等。目的在于激发学生兴趣，自然引入新课。例如：“天然放射现象”，过去我讲到天然放射现象时，学生并无很大兴趣，他们多数只是把与考试相关的内容记一下，就算学好了。这一次，我先给他们讲了一个真实的事件：在某高校，一位同学不幸得了白血病，宿舍中他的床位被空置起来。一年后，新的一届学生入学，这张床又有了新的主人，可是不久，这位新同学也查出了白血病！于是这张床又被空置了一年。随着又一届新生入学，这张床再一次有了新的主人，可奇怪的是，没过多久，该同学竟然又得了白血病！这难道是巧合吗？众说纷纭。这张床被笼罩上了一层恐怖而神秘的色彩。后经专业人员检测，肇事元凶竟是隐藏在墙体后面一块“石头”！这块“石头”具有强烈放射性。它所放出的射线可穿透人的身体，某一次穿透就可能会使健康的细胞转变成放射性物质，甚至导致癌变！此时，我发现班级里鸦雀无声，所有同学都睁大眼睛，全神贯注地听着。这个故事不仅引起了全班的关注，而且引发了他们的思考。我刚一停下来，他们便提出了许多问题：后来三名同学怎样了？那是块什么样的石头（如此可恶）？那石头究竟放射出了什么东西？是怎样放射出来的呢？难道它的放射我们看不见吗？又是怎样与人体细胞作用的呢？这种石头通常都在什么地方？我们这里会不会有？怎样检测它？如何能挡住它的射线？这块石头总是那样放射吗？随着它的放射石头会不会越来越小？会不会有一天把它的射线放射完？……对于这些问题，有的我简单作答（如第一个问题，我只说“结果是个悲剧”），而与本节知识有关的，我在黑板上列出来，让他们看书去找答案。他们边读书边讨论再加上我的详细解释，书上内容掌握了，但是学生们还是不能感到满足。后来我知道，许多同学课后翻阅了大量的资料，已经变成放射性问题的“专家”了。这堂课也给了我很大启发，实际上，生活中处处有物理，只要我们注意观察，勤于思考，哪怕再抽象的物理知识，也都是与我们的生活密切相关的。生活中的各种用具（如鞋带、桌椅、铁钉、橡皮等等），各种运动（走路、挥手、打球等等），各种感觉（如冷、热、亮、暗等等）中都充满着各种各样的物理现象。既然物理学与人们的生活之间有有着如此密切的关2系，那么我们为何不让物理课堂与生活实际紧密结合起来呢？二、提供递进情景支架此情景用于讲授过程，目的是通过由浅入深，由简到繁的过程使学生掌握概念，学习探寻研究物理问题的方法，同时可扩大学生思路，使其能举一反三，提高触类旁通的能力。此情景的提供要注意层次清楚，符合解疑推理的逻辑性。例如：在讲运动时，我先给学生看了几段flash动画，其中有流动的河水、运行中的反恐导弹等。然后让学生想象，说出自己知道的各种运动。且不用举手，想到就说。一开始，他们还放不开，有几个人的轻声说了几种运动，我听到后便加以肯定，鼓励多说（这很容易）。一会儿，在一片嘈杂声中，他们想象出各种各样的运动情景：大到天体（如月亮）的运动，小到原子的运动（初中已经了解了一些）；远如云彩的飘动，近如自己身体的运动（如走动、呼吸、心脏的跳动及血液的流动等）；快如飞机、火箭的运动，慢如蚊子的飞舞、蜗牛的爬行……这样的例子不胜枚举。当有人讲到坐飞机时，我立即提出问题：甲、乙两人乘坐同一架飞机，并排坐着，飞机飞行时，乙能看出甲在运动吗？引入了参照物的概念。又利用他们提到的星体的运行提问：地球围绕太阳的运行轨迹是什么样的？地球上每个点轨迹相同吗？进一步讲解了平动、转动。又引入了质点的概念。紧接着又问：若已知前面提到的那架飞机从上海浦东机场起飞，飞行了一千米，你能确定它的位置吗？怎样才能确定呢？如果它是从北京飞往上海，把它看作一个质点，你能描述一下它全程的运行情况吗？从而介绍了位移、路程、速度等概念。对于最后一问，说得较模糊，学生一时不知如何回答。于是，我要他们从最简单的一段（匀速运动）进行描述，逐渐介绍了匀速运动的规律。最后留下问题：速度在变化又怎样描述（飞机起飞前在跑道上运行的一段）？为下一节课做好准备。出乎我意料的是，许多同学喜欢上了物理课，预习非常主动。程度较好的几名同学为了将我提出的问题解答圆满，竟然一直自己看书研究到了功率部分，这中间只有短短的几天时间！置身于情景中，知识便不再枯燥。据量子力学奠基人之一的普朗克回忆，他的中学物理老师讲解“能量守恒定律”时就创设了这样的一个情景：“一个泥水匠辛辛苦苦地把一块沉重的砖头扛到了屋顶上，他消耗的能量没有消失，而是以某种形式储存起来了，或许多年后，这块砖松动了，不幸落到了一个人的头上……”（这竟让普朗克记忆终生）。如果在这样的情景基础上，老师提出各种相关问题，如：那些能量是以什么样的形式储存起来呢？各种形式的能量之间是怎样转化的？这些能量如何能被我们利用？怎样避免它们的危害？……学生们一定会积极去寻找答案的。三、提供随机情景支架物理有许多概念、定理、定律，内容比较抽象，学生觉得难以理解和消化。如果利用实验、多媒体方式呈现教学信息，将抽象的知识形象化，可以为学生提供多样化的外部刺激，激发学生的学习兴趣，渲染教学氛围，更重要的是可以有效地突破教学重难点，提高学生能力，收到事半功倍的效果。例如：在学习电磁感应现象时，我先交待：电流可以产生磁场，那么，磁场能不能产生电流呢？让我们一起通过实验进行探究。大家都知道，要想产生电流，首先应该有导线，我拿出一些导线。要想知道是否产生了电流，还应该有电流表，我把导线接到电流表上。然后在导线附近放上磁铁观察，发现，电流表指针没有偏转，即没有电流产生。那怎么办呢？有同学提出，要形成电流，导线必须闭合。于是，我将导线闭合成回路，再将磁铁放进回路中观察，仍然没有电流。又有同学提出，磁场太弱，我将导线换成一大卷（相当于多匝线圈），将多个条形磁铁绑在一起，放入回路中，仍然没有电流。又将电流表换成灵敏电流计，还是没有电流……就这样不断操作，直到某一次，将磁铁投入线圈的过程中，突然观察到了灵敏电流计发生了偏转！怎么会偏转呢？磁铁不动了，偏转又消失了，为什么？再继续实验，用多种方式改变回路中的磁通量，都得到了感应电流。此时再问：产生感应电流需要什么条件3呢？同学们都能准确回答了。接下来，我让他们自己动手进一步探究，感应电流的大小、方向与哪些因素有关？他们利用剩余的时间积极地进行实验、争论。而我呢，只是收集他们提出的问题，为我的下一节课作好准备。有同学对我说，经过这一探究过程，仿佛“看”到了磁场的存在。他对“场”这种物质的存在方式有了切实的体会，再也不觉得抽象了。这是物理学的基本研究方法，是每一个学习物理的人都应该亲身体验、经历独立完成的实践过程。它还有助于培养学生务实的生活态度，培养学生分析解决问题的能力。少了这一过程，对于物理知识的学习还是纸上谈兵。四、提供强化情景支架此情景目的是为巩固课堂所学知识，加深对物理概念、定理、定律、公式的理解，在情景中实现“再创造”或具备“再创造”的能力。例如：对于“电流强度”概念的教学，学生初中已经初步学习了部分电路的欧姆定律，但多数学生只会套用公式进行简单的串、并联的计算，并没有真正知道电流的强弱及电流的形成原因，少数学生知道电流是电荷移动形成的。但是，很多学生自认为已经掌握了欧姆定律。在这样的情况下，我依次提出如下问题：1、我们用电的过程，是让电流流经用电器而实现的。那么，电流是如何形成的呢？大部分学生通过自己学习都能理解“电荷定向移动形成电流”――起点低。我又强调一下，是“定向”移动。而且定向移动的，可能是正电荷（正离子流），也可能是负电荷（金属导电），还可能同时有正、负电荷（电解液导电、空气电离导电）。2、电流有强弱吗（过渡）？学生答：有。3、现在正流过我们头上这盏日光灯的电流大概有多强？这一问学生目前不能答出。我提这一问题，目的一，激发兴趣，这样一个天天用着的灯，竞讲不清楚流经它的电流的强弱，他们都想知道答案；目的二，让学生们知道，他们初中所学知识是有限的，高中需进一步深化；目的三，培养一种感性认识，让学生们对各用电器的电流强弱有一种大概的了解体会。然后我给出了大概的描述。4、电流的强弱应怎样表示呢？引导学生分析，单位时间流过导线横截面的电量越大，电流就越强，反之就越弱。进一步就得出电流强度的定义。作为分层次的内容，又提出一些“等效电流”的问题让大家讨论。5、描述电流需要方向吗？电流强度是矢量吗？6、如果有正负电荷同时移动形成电流（比如在t时间内有n1个一价负离子和n2个二价正离子同时通过某一截面），如何计算？7、电流的强弱是由通过导线截面的电量决定的吗？8、电流强度的大小与时间成反比吗？9、电流强度到底是由什么决定的呢？5－9这五个问题都让学生自己学习掌握，我只是适当地加以引导，如：形成电流时，正、负电荷的定向移动方向是相反的；正电荷移动和负电荷反向移动产生效果是相同的；电压是外因，电阻是内因，电流是结果；欧姆定律对气体导电及半导体导电不适用等等。通过几个问题的解答，同学们掌握了对电流强弱的描述及部分电路的欧姆定律。这样进行了几次，同学们养成了思考和质疑的习惯。常常在课上不仅我提问，他们自己也会提出许多问题，再尝试着解决它。他们对物理学习兴趣的高涨，也迫使我不断解答他们提出的各种各样的问题。我不断翻书、请教。自己在不知不觉中也得到了提高。其实，上海二期课改教材都贯穿了这样的主线：情景——探究——应用。教材不仅每一章、甚至每一节、每一个知识点都努力在贯穿这条主线。例如，对第一章“变速直线运动”来说，从一件真实的迫尾撞车事故引入，做一个模拟实验，这就是提供整章的情景，然后通过做实验用图象法得出匀变速运动规律，这是探究情景；最后讨论轿车的制动性能，用实例估算一下在高速公路上行驶50米的车距够不够，这是创设应用情景。在教材每一节中，情景提供有的是一个故事(如水拔鼎)，有的是经历一件事情(如在操场上做滑板运动)，有的可能是一个有趣的演示实验(如毛细管实验)。我们应该深刻理解教材编写意图，充分挖掘情景素材，精心设计，提高课堂教学效益。不过，在课堂情景提供过程中应注意以下几点：4(1)教师要依教材内容、难易程度、学生接受水平以及教材前后的关联，灵活提供情景支架。(2)教师要把握时机适时提供情景，而且必须巧妙解决提供情景支架所涉及的物理问题。(3)提供情景支架应有利于教师“搭桥”，学生“过桥”，符合学生认知结构梯度。总之，在课堂教学中，教师重视问题情景支架的提供，学生的思维才会被激活，对新知的探索才会主动，才会在对物理问题的探索和独立思考中有所发现，从而产生新颖、独到的见解，学生的创新意识，实践能力才会得以培养