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摘要:针对当前高中生上物理课被动接受多、主动思维少的情况,重点阐述教师如何对教学资源进行整合处理,营造良好的思维环境,让学生在课堂内能够积极参与思考并且能有效、高效地思考,从而培养科学思维和科学探究能力。本文尝试探讨教师在思维型课堂中如何发挥引导作用并且建构相关的教堂策略。
關键词:核心素养;思维型课堂;问题情境;有效思维;辩证思维
引言
常常有学生向我反映,上物理课能听懂,但做题目的时候却不知从何下手,这种情况在物理教学中其实是非常普遍的。究其原因主要是教师在上课过程偏向于给学生“讲懂”、让学生“听懂”,而忽视了让学生自己去“思懂”。近年来,核心素养成了各学科课程建设关注的焦点,作为物理核心素养之一的科学思维更是物理教学的核心。那么,如何让课堂成为学生主动思维的课堂,从而培养学生“适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[1]呢?
1.创设问题情境,促进问题生成
俗话说“学起于思,思起于疑”,那疑起于什么呢?那就是问题。情境学习理论认为知识是有情境的,知识构建必须是有意义,所以问题必须以一定的情境来呈现,那如何创设有效的问题情境呢?
1.1问题情境能够造成思维冲击
教师创设的问题要有新奇性,让学生产生认知冲突和思维冲击。比如学习《平抛运动》时,抓住学生爱玩游戏心态,我利用了一个飞机投弹的交互动画,和学生比赛投弹命中率,学生的学习热情立马被带动起来。再如,在学习力和运动的关系时,我提出这样一个问题:一滴雨水从1000m高空下落,着地速度多大?为什么落到人的身体上人不会受伤?这种司空见惯的问题却引起了学生的深思。
1.2问题情境具有体验性和感受性
切身的体验能更好地唤醒人们的思维,而观察和实验是获得体验的最好方式。比如课堂上让学生夹书拔河来体验摩擦力的特点;让学生带着灵敏测力计和钩码去乘坐升降电梯体验超失重的感觉;让学生去观察齿轮的传动获得圆周运动的体验;让学生甩动绳球获得向心力大小的体验等。
1.3问题情境能够促进问题生成
问题情境巧妙地把新旧知识融合在一起,让学生觉得情境既熟悉又陌生,当应用旧观念,旧知识来解决问题时会发生巨大的冲突,这会使学生对已往的知识体系产生怀疑,从而萌发新问题。例如在学习《电源电动势和内电阻》的时候,我向学生展示电动势相等的新旧两个电池,把它们分别连上相同的小灯泡,学生惊奇地发现小灯泡的亮度有很大的差异。这种冲突和矛盾可以很好促进问题的生成。
2.引导思维探究,注重有效思维
有了很好的问题,如果没有有效思维过程,则学生的思维无法得到很好的发展。那么怎样让学生去有效地思考问题呢?
2.1让学生经历核心思维全过程,构建系统的科学思维方法
一个物理问题从提出到解决通常要经过猜想、建模、实验、论证、质疑、创新等过程,这些是物理科学思维的基本要素。教师要引领学生经历解决问题的各个思维环节,产生整体性的认知,从而知道问题的“来龙去脉”,逐渐掌握隐藏在问题背后的思维方法。在此过程中教师一定要学会等待,不要包办代替。以《自由落体运动》为例,为了探究自由落体的性质,对学生进行以下引导:①、你认为自由落体是一种什么性质的运动?说出你的猜想;②、分组讨论实验验证方案,解释你的实验方案;③、根据桌面上所提供的仪器,请学生代表操作示范,说出操作注意事项;④、分组讨论数据记录的方法及分析数据的方法;⑤、思考从数据分析能够得到什么结论。经常让学生经历解决问题全过程的思考,可以很好地提升学生的科学思维能力。
2.2遵循最适度的启发原则,让学生成为学习的主人。
教师可以替代学生说,替代学生想,但不能替代学生思维。要让学生成为学习的主人,教师只能适度启发,不能越俎代庖。
在启发时机上,孔子曰:“不愤不悱,不启不发”。当学生处于心求通而未得,口欲言而弗能的状态下启发效果最好。教师要善于观察和揣摩学生,抓住课堂教学中一闪即逝的良机,铺设疑问,创设有效的问题情境来激发学生的求知欲和好奇心。上面研究自由落体性质的教学案例中,在讲台桌上放上一个小铝球和一个小钢球,有的学生挑了小钢球,有的学生挑了小铝球,教师并不作评价和提示,等实验做完后再引导学生总结正确的做法,这种延时评价往往会给学生带来更多的体验性,从而印象深刻。
在启发的程度上,遵循适度启发原则。启发过多,思维容易被打断,思考不够深入,思维变得“碎片化”;启发过少,学生思路不通,可能会放弃探究或产生畏难和消极情绪。要根据问题的需要,设置恰当的台阶,建造思维脚手架。比如在《探究加速度与合力和质量关系》的实验中,为了让学生理解小车合外力等于沙桶重力需要满足两个条件:即平衡摩擦力和沙桶质量远小于小车质量。我让学生经历从最简单到复杂的设计过程,依次分析图1、图2、图3三种实验方案,提出相关问题进行引导启发,使学生顺利地理解图3的原理。在此基础上给出创新方案,如增加气垫导轨和传感器,分析实验条件的变化,会让学生对实验原理的理解更进一步。
2.3引导学生自我反思及交流,让知识内化于心。
有些学生对讲解的问题听明白也理解了,但遗忘得很快,这是为什么呢?原因在于学生虽弄懂了问题如何解决,但问题为什么要这样解决却并不清楚。更重要的是,学生建立起来的知识体系暂时是以外部逻辑(比如通过教师的讲解)来维系的,是不牢靠的。一旦失去该外部逻辑的支撑,则建立的知识体系就会立马分崩离析以至于变得模糊以致被遗忘,所以,新建构的知识体系一定要用学生自我的意识进行重建构。用自我逻辑对新建构的知识体系反复梳理、取舍、优化、取代原来的外部逻辑,才能把知识完全转为自己的东西,才能让新知识在头脑中生根发芽。这种过程就是反思,如何引导学生进行反思呢?
物理教育专家陶昌宏说:“课堂教学中老师要给学生创造进行表达的条件,因为语言是思维的外壳[2]。”可以通过提问、讨论、辩论、上台讲演、课堂小结等不同方式,针对一个概念、一段文字、一个图像、一个题目让师生之间、生生之间展开交流。比如让学生说题,重点要求学生说清以下方面:①、我从中获得了什么信息;②、我是怎么理解题意的,我为什么这样理解;③、我的解题思路是什么,我为什么用这个思路;④、我为什么要用这个规律等。通过训练元认知的策略,让学生分析审问自己的思维,从而大大提高自我意识和自我监控能力。通过别人的交流反馈以及自我意识的审问及纠正,不断优化和发展自己的思维体系,这是一个批判性学习的过程,也是一个知识升华的必经之路。 孟子曰:“博学而详说之,将以反说约也”。意思是“广博地学习,详尽地解说,目的在于融会贯通后返归到简约去”。如何让学生返归简约呢?可以通过以下方式对学生进行训练:一是教学生做小结,上完一节课留下几分钟让学生做课堂小结,一章结束后做个章小结等,也可以让学生课后对笔记或习题进行整理归纳;二是训练学生思维的形象化和条理化,做思维导图就是一种很有效的方法。为了充分发挥思维导图的作用,可以让学生在课堂上就思维导图进行讲解、交流,说明自己划分的逻辑等。不同类型思维导图的交流会让学生学会多角度看问题,使思维更简约、更开放、更全面、更深刻。
总之,通过反思和交流,可以让知识更好更快地内化于心,在此过程中,通过对自己思维进行监控和诊断,学生的批判性、自主性学习能力将得到全方位的锻炼和成长。
3.注重思想方法教育,提升思维能力
要创设思维型的课堂,培养学生的思想方法是十分重要的。高中物理教学中比较重要的思想方法主要有:理想化方法,等效替代法,微元法,极限法,类比法,转换法,比值法、图像法等,在课堂教学中要抓住各种契机对学生进行渗透。物理思想方法教育对于啟迪思维,化难为易,提升学生思维能力非常有效。比如为了突破加速度与速度关系这一难点,我采用类比的思维进行突破:用存钱和取钱代表加速度的方向,存取钱的多少代表加速度的大小,账户余额代表速度的大小。学生不难理解账户余额的增减取决于“存”还是“取”,也就能够理解速度的增减不是由加速度大小而是由加速度与速度方向关系来决定的。
此外,辩证思维法的渗透对于思维能力培养也是非常有益的,它让学生跳出僵化的思维,更快更准确地把握事物本质特征。在明白大小、内外、上下等的相对性和对立统一的基础上,学生对于质点、整体法与隔离法、相对误差、上下坡法等能很好地理解。比如内外接法选择时,常用口诀“大内大,小外小”来帮忙学生记忆,但是要让学生知道这里面的大和小是相对的,大电阻和小电阻是相对什么来讲的,大误差小误差又是怎样理解的。用辩证思维可以更好地理解概念的内涵和外延,比如机械能守恒条件的表述是:只有重力那类力做功,就不能理解为只受重力或者其它力一定不做功。
通过物理思想方法教育,让学生的思维品质大大提高,为思维型课堂打下更良好的基础。当然,物理思想方法的教育不是一蹴而就的,需要教师引导学生去发现,去应用,去提炼。总之,通过创设情境,引导反思及思想方法教育,促使学生想思考、深思考、会思考,让课堂真正成为学生主体的课堂,思考的课堂。
参考文献:
[1]郭玉英姚建欣张玉峰.基于学生核心素养的物理学科能力研究[M].2017年9月第1版.北京师范大学出出版社:2-8
[2]陶昌宏.高中物理教学理论与实践[M].2008年11月第1版.北京师范大学出出版社:141-153
關键词:核心素养;思维型课堂;问题情境;有效思维;辩证思维
引言
常常有学生向我反映,上物理课能听懂,但做题目的时候却不知从何下手,这种情况在物理教学中其实是非常普遍的。究其原因主要是教师在上课过程偏向于给学生“讲懂”、让学生“听懂”,而忽视了让学生自己去“思懂”。近年来,核心素养成了各学科课程建设关注的焦点,作为物理核心素养之一的科学思维更是物理教学的核心。那么,如何让课堂成为学生主动思维的课堂,从而培养学生“适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”[1]呢?
1.创设问题情境,促进问题生成
俗话说“学起于思,思起于疑”,那疑起于什么呢?那就是问题。情境学习理论认为知识是有情境的,知识构建必须是有意义,所以问题必须以一定的情境来呈现,那如何创设有效的问题情境呢?
1.1问题情境能够造成思维冲击
教师创设的问题要有新奇性,让学生产生认知冲突和思维冲击。比如学习《平抛运动》时,抓住学生爱玩游戏心态,我利用了一个飞机投弹的交互动画,和学生比赛投弹命中率,学生的学习热情立马被带动起来。再如,在学习力和运动的关系时,我提出这样一个问题:一滴雨水从1000m高空下落,着地速度多大?为什么落到人的身体上人不会受伤?这种司空见惯的问题却引起了学生的深思。
1.2问题情境具有体验性和感受性
切身的体验能更好地唤醒人们的思维,而观察和实验是获得体验的最好方式。比如课堂上让学生夹书拔河来体验摩擦力的特点;让学生带着灵敏测力计和钩码去乘坐升降电梯体验超失重的感觉;让学生去观察齿轮的传动获得圆周运动的体验;让学生甩动绳球获得向心力大小的体验等。
1.3问题情境能够促进问题生成
问题情境巧妙地把新旧知识融合在一起,让学生觉得情境既熟悉又陌生,当应用旧观念,旧知识来解决问题时会发生巨大的冲突,这会使学生对已往的知识体系产生怀疑,从而萌发新问题。例如在学习《电源电动势和内电阻》的时候,我向学生展示电动势相等的新旧两个电池,把它们分别连上相同的小灯泡,学生惊奇地发现小灯泡的亮度有很大的差异。这种冲突和矛盾可以很好促进问题的生成。
2.引导思维探究,注重有效思维
有了很好的问题,如果没有有效思维过程,则学生的思维无法得到很好的发展。那么怎样让学生去有效地思考问题呢?
2.1让学生经历核心思维全过程,构建系统的科学思维方法
一个物理问题从提出到解决通常要经过猜想、建模、实验、论证、质疑、创新等过程,这些是物理科学思维的基本要素。教师要引领学生经历解决问题的各个思维环节,产生整体性的认知,从而知道问题的“来龙去脉”,逐渐掌握隐藏在问题背后的思维方法。在此过程中教师一定要学会等待,不要包办代替。以《自由落体运动》为例,为了探究自由落体的性质,对学生进行以下引导:①、你认为自由落体是一种什么性质的运动?说出你的猜想;②、分组讨论实验验证方案,解释你的实验方案;③、根据桌面上所提供的仪器,请学生代表操作示范,说出操作注意事项;④、分组讨论数据记录的方法及分析数据的方法;⑤、思考从数据分析能够得到什么结论。经常让学生经历解决问题全过程的思考,可以很好地提升学生的科学思维能力。
2.2遵循最适度的启发原则,让学生成为学习的主人。
教师可以替代学生说,替代学生想,但不能替代学生思维。要让学生成为学习的主人,教师只能适度启发,不能越俎代庖。
在启发时机上,孔子曰:“不愤不悱,不启不发”。当学生处于心求通而未得,口欲言而弗能的状态下启发效果最好。教师要善于观察和揣摩学生,抓住课堂教学中一闪即逝的良机,铺设疑问,创设有效的问题情境来激发学生的求知欲和好奇心。上面研究自由落体性质的教学案例中,在讲台桌上放上一个小铝球和一个小钢球,有的学生挑了小钢球,有的学生挑了小铝球,教师并不作评价和提示,等实验做完后再引导学生总结正确的做法,这种延时评价往往会给学生带来更多的体验性,从而印象深刻。
在启发的程度上,遵循适度启发原则。启发过多,思维容易被打断,思考不够深入,思维变得“碎片化”;启发过少,学生思路不通,可能会放弃探究或产生畏难和消极情绪。要根据问题的需要,设置恰当的台阶,建造思维脚手架。比如在《探究加速度与合力和质量关系》的实验中,为了让学生理解小车合外力等于沙桶重力需要满足两个条件:即平衡摩擦力和沙桶质量远小于小车质量。我让学生经历从最简单到复杂的设计过程,依次分析图1、图2、图3三种实验方案,提出相关问题进行引导启发,使学生顺利地理解图3的原理。在此基础上给出创新方案,如增加气垫导轨和传感器,分析实验条件的变化,会让学生对实验原理的理解更进一步。
2.3引导学生自我反思及交流,让知识内化于心。
有些学生对讲解的问题听明白也理解了,但遗忘得很快,这是为什么呢?原因在于学生虽弄懂了问题如何解决,但问题为什么要这样解决却并不清楚。更重要的是,学生建立起来的知识体系暂时是以外部逻辑(比如通过教师的讲解)来维系的,是不牢靠的。一旦失去该外部逻辑的支撑,则建立的知识体系就会立马分崩离析以至于变得模糊以致被遗忘,所以,新建构的知识体系一定要用学生自我的意识进行重建构。用自我逻辑对新建构的知识体系反复梳理、取舍、优化、取代原来的外部逻辑,才能把知识完全转为自己的东西,才能让新知识在头脑中生根发芽。这种过程就是反思,如何引导学生进行反思呢?
物理教育专家陶昌宏说:“课堂教学中老师要给学生创造进行表达的条件,因为语言是思维的外壳[2]。”可以通过提问、讨论、辩论、上台讲演、课堂小结等不同方式,针对一个概念、一段文字、一个图像、一个题目让师生之间、生生之间展开交流。比如让学生说题,重点要求学生说清以下方面:①、我从中获得了什么信息;②、我是怎么理解题意的,我为什么这样理解;③、我的解题思路是什么,我为什么用这个思路;④、我为什么要用这个规律等。通过训练元认知的策略,让学生分析审问自己的思维,从而大大提高自我意识和自我监控能力。通过别人的交流反馈以及自我意识的审问及纠正,不断优化和发展自己的思维体系,这是一个批判性学习的过程,也是一个知识升华的必经之路。 孟子曰:“博学而详说之,将以反说约也”。意思是“广博地学习,详尽地解说,目的在于融会贯通后返归到简约去”。如何让学生返归简约呢?可以通过以下方式对学生进行训练:一是教学生做小结,上完一节课留下几分钟让学生做课堂小结,一章结束后做个章小结等,也可以让学生课后对笔记或习题进行整理归纳;二是训练学生思维的形象化和条理化,做思维导图就是一种很有效的方法。为了充分发挥思维导图的作用,可以让学生在课堂上就思维导图进行讲解、交流,说明自己划分的逻辑等。不同类型思维导图的交流会让学生学会多角度看问题,使思维更简约、更开放、更全面、更深刻。
总之,通过反思和交流,可以让知识更好更快地内化于心,在此过程中,通过对自己思维进行监控和诊断,学生的批判性、自主性学习能力将得到全方位的锻炼和成长。
3.注重思想方法教育,提升思维能力
要创设思维型的课堂,培养学生的思想方法是十分重要的。高中物理教学中比较重要的思想方法主要有:理想化方法,等效替代法,微元法,极限法,类比法,转换法,比值法、图像法等,在课堂教学中要抓住各种契机对学生进行渗透。物理思想方法教育对于啟迪思维,化难为易,提升学生思维能力非常有效。比如为了突破加速度与速度关系这一难点,我采用类比的思维进行突破:用存钱和取钱代表加速度的方向,存取钱的多少代表加速度的大小,账户余额代表速度的大小。学生不难理解账户余额的增减取决于“存”还是“取”,也就能够理解速度的增减不是由加速度大小而是由加速度与速度方向关系来决定的。
此外,辩证思维法的渗透对于思维能力培养也是非常有益的,它让学生跳出僵化的思维,更快更准确地把握事物本质特征。在明白大小、内外、上下等的相对性和对立统一的基础上,学生对于质点、整体法与隔离法、相对误差、上下坡法等能很好地理解。比如内外接法选择时,常用口诀“大内大,小外小”来帮忙学生记忆,但是要让学生知道这里面的大和小是相对的,大电阻和小电阻是相对什么来讲的,大误差小误差又是怎样理解的。用辩证思维可以更好地理解概念的内涵和外延,比如机械能守恒条件的表述是:只有重力那类力做功,就不能理解为只受重力或者其它力一定不做功。
通过物理思想方法教育,让学生的思维品质大大提高,为思维型课堂打下更良好的基础。当然,物理思想方法的教育不是一蹴而就的,需要教师引导学生去发现,去应用,去提炼。总之,通过创设情境,引导反思及思想方法教育,促使学生想思考、深思考、会思考,让课堂真正成为学生主体的课堂,思考的课堂。
参考文献:
[1]郭玉英姚建欣张玉峰.基于学生核心素养的物理学科能力研究[M].2017年9月第1版.北京师范大学出出版社:2-8
[2]陶昌宏.高中物理教学理论与实践[M].2008年11月第1版.北京师范大学出出版社:141-153