c中学物理新课程中实施情景问题的教学方法和策略

1、在中学物理新课程中实施情景问题的教学方法及策略本文摘要：广东新课程的实施已经有两年了。本文结合中学物理新课程，指出中学物理教学改革中实施情景教学、加强理论联系实际、提高学生建模能力及强化物理学方法教育的重要性，并探讨如何利用情景问题的教学方法培养学生创新意识和创新能力。关键词：课程改革，情景教学，建构主义。一、传统教学的弊端传统的中学物理教学过于强调理论的完整性、系统性，与科学技术、生活实际联系的不够。在应试教育的背景下，学习物理常常演变为解题训练，应用和实践似乎与物理不相关。所涉及的习题大多是模型化的，诸如“质点、轻杆、光滑水平面、木块在斜面上滑上滑下、带电粒子在电磁场或加速或偏转”等高度理

2、想化的模型。学生在处理具体问题时很少需要再对研究对象和物理情境进行抽象和理想化的处理，或者只需进行简单的模型化。理论和实际严重脱节，丰富多彩的物理学变成了枯燥无味的、干巴巴的物理符号和公式的堆积。物理教师的职能也好象只需将学生训练成解题应试的工具，科学创造似乎与物理教育无关。显然这种应试教学的模式与现代科学技术、社会经济的发展是极不相称的，改革已成为势在必行。二、实施情景教学的依据及重要性现代课程观认为：课程是一个由教材、其他教学材料、教师与学生、教学情景和教学环境构成的一个生态系统。“新的物理教材不再是对一大堆已有的物理定理和定律按部就班的叙述，而应该是充满物理学家在认识世界和创造世界过程中

3、得到成功的一系列范例；新的物理教材的组织为教学过程中进行对话、交流与知识建构提供一系列互动的素材，更能体现科学的本质、方法以及科学人文精神”。新课程体系下的物理教学主张以建构主义的教学模式，即学习活动不再是单一的由教师向学生传递知识，而是学生根据外界信息，通过自己的背景知识，建构自己知识的过程，其教学基本原则是：从提出与学生关注的、能引起学生兴趣的问题开始，围绕基本概念在情景中组织进行活动。由此可见新课程和新教材非常注重围绕基本概念在情景中引出问题，在情景中探究问题。加强情境问题的教学，有助于素质教育的实施，有助于扭转基础教育中长期存在的理论严重脱离实际的倾向，有助于培养和提高学生的创新意识和

4、创新能力。情境问题把中学物理知识和生活实际紧密结合在一起，弥补了理论联系实际的不足。情境问题的重要功能就是增强了物理问题的应用性和实践性，它向学生敲响了警钟：靠死记硬背、题海战术是不能学好物理的，物理学是和生产、生活、社会现象密切相关的。因此， 如何加强理论联系实际的教学，培养学生学以致用的应用意识，是物理教学中的一个重要课题。三、物理科教学中实施情景教学的方法及策略那么在物理教学中如何加强理论联系实际，合理组织运用情景进行教学，培养学生的创新精神和创新能力呢？笔者认为可从以下几个方面着手。1、合理创设物理情景及情景问题物理情境主要以自然现象、生产、生活实际、现代科技为素材，这些情景中往往创设

5、了一些相对新颖的情境，比较真实、全面地模拟和再现了生产生活的实际场景，以及科学研究的过程、科学上的重大发现、高科技成果等。此外物理情景也可以是用实验演示建构出来的情景；可以是物理学发展史中的情景；也可以是利用现代媒体技术虚拟出来的情景（如微观粒子的运动情景）等。那么在教学中如何才能创设和应用好物理情景呢？要合理地创设物理情景，首先要求教师在平时注意搜集积累各类情景教学素材，并加以整理、归类、更新。特别是教师应有敏锐的职业敏感性和洞察力，从生活、生产、科技、时事中挖掘具有物理内涵、物理品德的情景，与教学内容、进度合理有机地结合起来，并设置合理的情景问题。好的物理情景及情景问题应该能够吸引学生的兴

6、趣，引起学生的共鸣，激发学生的求知欲，焕发学生的潜能，从而激励学生自主的进行学习探索。下面具体讨论几种常用物理情景在教学中的应用。1.1、用生活中五彩缤纷的物理现象引发学生的好奇，激发学生的兴趣和探究物理奥妙的欲望。大千世界五彩缤纷，物理现象比比皆是，但我们却常常熟视无睹，问题就在于观念上缺乏理论联系实际的主动意识。在这些司空见惯的物理现象中，有很多具有较强的启发性、代表性和应用性，可以将其转化为中学物理问题，使之走入课堂。让物理现象进入课堂，首先需要将生产、生活中的实际现象转化为物理问题。教师要做这方面的有心人，多观察生活，处处留心，注意收集和整理与物理知识相关的素材。在转化过程中，要把握以

7、下几个原则：一是尽可能选择身边的事例，为绝大多数学生所熟悉，以期引起学生的共鸣；二是不能过难或过易，过难会使学生望而却步，过易则缺乏探索性，激发不起学生的兴趣；三是所需的知识与能力应与目前的中学物理的知识结构与能力要求相适应。如雷电、彩虹、奇异的肥皂泡、奇妙的惯性现象、柯受良飞越黄河、蹦极跳、电梯中的超重与失重现象、各类家电与物理等等。这些活生生、无处不在的事例，教师如能多加留意，注意搜集、积累并加以合理应用，不但能使物理教学贴近生活、生动具体、深入浅出，而且更能体现物理学的本质与内涵，同时也很容易引起学生的共鸣，引发学生的好奇，激发学生的兴趣和探究物理奥妙的欲望。1.2、用高新科技成就拓展学

8、生的视野，激励学生树立勇攀科技高峰理想。现代科技的发展日新月异，很多的高科技问题与中学物理具有一定的相关性。如近年全国高考中频频出现的人造卫星、超导技术等考题。用中学物理知识完全可以解决。高科技成果方面的题材为情境问题提供了极为广阔的命题背景，教师要创造性地发现有关的教学素材，在教学中引入这些情景并编制这方面的习题。当然这种取材，可以是全景式的，以求全方位地反映出某一问题的背景，给学生形成完整的印象，也可以是“特写镜头”，撷取问题中最精彩的片断，展现出最具典型性和最有启发性的部分。把高科技问题转化为物理问题，在素材的选择上要注意到：一要紧跟时代的步伐，及时反映科学的前沿和最新科技成果；二是不要

9、贪大求全，因为全面、系统地研究某一问题，往往会超出中学物理的知识范围，导致学生无法解决；三要有利于开拓视野，启迪思维，知识的纵深可适当小些，面可以很广；四要多注意挖掘我国在高科技方面的成就，如我国神州六号载人飞船的成功发射，我国在超导技术上的突破等，这些情景不但能开拓学生的视野，同时会激发学生的爱国情操、激励学生树立远大的理想和目标、激发学生的学习斗志和潜能。当然编制这方面的问题，对教师的要求是比较高的，既要有扎实的专业知识，又要有一定的知识广度，作为优秀的教师一定要知“难”而上。1.3、用科学实验培养学生的探究物理的科学方法和一丝不苟、实事求是的科学精神。物理实验是物理教学和科学探索的最重要

10、手段，绝大多数物理定理、定律的得出都是建立在实验研究的基础上。用物理实验来创设物理情景直观可信，是物理教学最严谨科学的方法，同时也是培养学生进行科学探索的能力、方法和一丝不苟、实事求是的科学精神的最重要手段。利用物理实验创设物理情景应注意：一是实验方法和手段不要停留在过去陈旧器材设备上，要适时更新以适应时代发展的需要，同时既要能体现科学内涵又要能吸引学生的兴趣，激发学生主动进行探究；二是物理实验不应限制在课堂上进行，也可以利用第二课堂活动进行（如制作小航模、小火箭，搞些小发明等），还可以是学生根据自己的兴趣爱好有选择性地进行自主的课外探究活动；三在实验建模的和探究的过程中应让学生成为实验研究和

11、问题探究的主角，教师只要正确加以引导辅助，必要加以适当的纠正。而不是象过去那样教师是操作演示全权代表以及问题的提出和解答的权威，学生只是被动接受结果的旁观者。1.4、用激动人心的科学历史和科学故事培养学生的科学品德。物理学的发展有着悠久的历史，物理学的发展过程中有着许许多多激动人心的故事，更充斥着人类探索自然的科学方法和科学品德。如阿基米德从浸浴中得到启示从而发现浮力定律的典故；牛顿从苹果落地现象到发现万有引力定律的典故；伽利略对自由落体运动的研究方法；爱因斯坦建立相对论的科学方法；我国核物理学家钱三强为发展我国核技术而历尽坎坷的故事等等。这些历史情景的再现既能激起学生学习物理的兴趣，也是对学

12、生进行物理研究和探索的方法教育，同时也是对学生科学品德和情操的熏陶。1.5、用现代信息和多媒体技术展示物理空间的奇妙与魅力。中学物理中有许多比较抽象的物理规律和概念比较难用真实实验来进行演示和验证。对这些内容的教学用多媒体技术进行虚拟演示，可以将抽象的物理现象转化为直观具体的物理情景，从而突破教学难点。如：模拟微观粒子的运动情景（如布朗运动，卢瑟福原子模型等）；模拟宏观天体的运动情景；模拟自由落体运动和平抛运动的闪频照片；模拟理想实验（如伽利略的理想斜面实验，理想气体的性质等），模拟带电粒子在电磁场中的运动等等。虚拟技术毕竟与真实物理情景间存在一定的差距，因此在应用多媒体虚拟技术应注意：能用实

13、验手段进行演示验证的要尽量用实验手段，在解决一些教学难点时可将媒体技术与实验手段结合互补利用，不能过分依赖媒体虚拟技术。2、新物理课程中实施情景问题教学的一般方法与步骤利用物理情景进行教学的一般步骤可总结为：情景è问题è假设è推断è检验è归纳总结è应用。2.1、情景创设教师围绕教学内容组织设置能吸引学生的兴趣和注意力的物理情景，并根据前面所述的不同情景的特点引导学生进行操作、观察、思考。例如，笔者在教学位移的概念时设置了这样一个情景：物理老师被匪徒绑架，假设学生就是侦破此案的刑警，并投影一个地形平面图，在地形图上标有不同的位置A、B、

14、C、D，以及不同的交通路线。这样一下子就吸引了学生的兴趣。2.2、情景问题的提出教师根据情景引导学生提出问题，或直接由教师提出问题引导学生进行思考。问题的提出应有一定的启发性，能启示学生作出一个可以检验的预测或假设。如上例中教师结合平面图提问：1、要营救物理老师首先要确定什么？确定绑匪的位置（确定位移），然后再确定什么？确定营救路线（确定路程）；2、以绑架发生地为中心怎样用数学方法描述绑匪到达的目的位置（引导学生思考确定位移的要素）？为什么绑匪位置确定后还要确定具体营救路线（引导学生思考位移与路程区别）？2.3、假设和推断物理情景建立之后，因为学生的生活成长经历和知识基础的不同，往往会提出不同

15、角度的问题，甚至得出截然相反的结论，或是问题的解决本身就存在多种可能性。这时教师应引导学生提出物理情景中所包含的各种可能的假设，然后再利用已有的理论、经验、数理逻辑、排除、实验等方法和手段对各种可能的假设进行合理的推断，得出能予以验证的合理解释或结论。过去教师往往很不重视这一步，问题提出之后，直接由教师以权威的方式给定结论，忽略了学生的差异，忽视了学生科学研究方法的培养，扼杀了学生好奇、爱问、求知欲旺的天性。久而久之学生的探究欲望和创新精神就会被磨灭，什么都不动脑筋，什么都依赖教师，只会机械地接受教师结论，进行机械的记忆和模仿。而新课程的教学观恰好批判传统教学在这方面的弊端，提出“以学生为中心

16、”的教学观，重视学生的个体差和异知识背景，重视学生的能动性和创造性，重视学生创新精神、创新能力和科学方法的培养。2.4、检验和归纳一个物理命题的提出往往最后还需要经过检验，最后才归纳成一个正确的物理定理、定律。检验作为科学定理、定律的归纳应用前最后一次“临床试验”，具有很重要的地位，是科学工作严谨、负责的一面。教师在情景教学的过程中不应忽略对学生进行这种精神和能力的培养。2.5、知识应用在过去，知识的应用往往被等同于解题训练，过去教师为了能使学生达到“熟则生巧”快速解题能力，往往会围绕某一定律、公式，组织大量的题目让学生进行高强度的训练。这是传统教学非常不可取的地方。科技的应用是为解决生产、生

17、活中具体的问题。物理知识的应用也是为了解释或解决具体的问题，不应成为脱离现实的“空中楼阁”。因此教师在指导学生应用知识时，应尽量围绕生活、生产、科技等中的问题进行组织，真正做到知识的“回归”。当然在解决具体问题时，由于受学生知识的局限性，往往会出现较大的困难，教师应引导、帮助学生对复杂问题进行抽象、简化（所谓的理想化），培养学生的建模能力。四、在情景问题教学中应渗透科学思想、科学方法、科学品德和科学美育的教育，应培养学生创新能力和创新精神。1、情景问题中渗透科学思想和科学方法的教育物理学思想和方法是在物理学各个发展阶段中逐渐萌发出来并成长为这个阶段最重要的、对促进和发展以后物理学认识有突出影响

18、的主流思想和重要方法。这些思想和方法既体现在物理学家对他们研究领域和研究工作的思考、理解、认识以及创造性发展的过程中，也体现在与不同学派和不同观点的比较、切磋、争论以及逐渐为同行所认可的过程中。在传授物理学知识的过程中通过对物理学历史发展过程的考察可以揭示物理学发生、发展和演化及其相应的认识论和方法论变革的历史规律。它将有助于学生了解人类对自然界的认识发生发展的基本规律，了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界，从而实现个人的智力、智慧和创造力的发展与科学知识、科学体系的形成过程之间达到基本平行的同步。在传统的物理教学中，重理论轻实际，重结论轻

19、过程，重习题训练轻方法教育的现象普遍存在。这将导致了研究物理学的科学研究方法的价值大量流失，因为科学方法比知识本身更富有创造价值。这些科学方法，是无数科学家的智慧结晶，是物理学的精髓所在。学会科学方法，学生会终生受益。渗透科学方法，可以结合教材和物理学的发展史，着重介绍与中学物理密切相关，符合学生认知水平，有利于理解物理知识和提高思维能力的典型方法。如观察方法、实验方法、理想化方法、控制变量法、数学方法、以及等效、类比、分析与综合、归纳与演绎、猜想与假设等等思维方法，这些科学方法和思维方法，是打开情境问题之门的金钥匙。2、培养学生的科学情操和美德。物理学的发展是无数物理学家探索自然、征服自然和

20、追求科学美的过程。许多物理学家之所以不畏困难、锲而不舍地追求科学，甚至为科学献身，是因为被科学的美所深深吸引。爱因斯坦曾说：“我相信科学是值得追求的，因为它揭示了自然界的美。科学家所得到的报酬是在于理解的乐趣，而不是在于他的任何发现可以导致应用的可能性。” 。“统一”、“和谐”、“对称”、“简单性”是科学美的同义语。物理学中处处无不体现着科学美和自然美。利用物理情景对学生进行美的教育和熏陶，不但可以激发学生追求科学的热情，也可以培养学生的科学情操的美德，增加学生克服困难探索科学的毅力和信心。3、培养学生创新意识，提高创新能力知识是能力的载体，创新是能力的灵魂。素质教育的重要目的之一就是培养学生的创新精神。一个好的教师不是把课讲得学生没有问题可问，而是启发学生提出深刻的问题。长期以来，在我们的物理教学中，重视基础知识的教学，而创新教育相对薄弱，学生的创造欲望被压抑，创新能力得不到充分的发挥，这与知识经济时代的要求是极不相称的。物理情境问题通常具有应用性和开放性等特点，这就决定了问题的解决过程必然具有探索性和创造性，能够激发学生的创造欲望，培养学生的创新能力。正因为问题的综合性、复杂性和多样性，学生无法预先建立与之相对应的问题解决模型，缺乏相关的经