理：物理教學必要的追求

滕玉英

1 問題起因

本人有幸聽了五節《杠桿》(蘇科版)第一課時的同課異構新授課,任教的都是不同學校已有十多年教齡的教師。他們共同的優點:根據新課程教學理念“由生活走向物理,由物理走向社會”組織教學,改變傳統滿堂灌,能以實驗、實物等直觀事物或現象導入新課,重視學生自主學習方式。在師生對話互動、預設生成中,讓學生真正認識什么是杠桿及杠桿的五要素,學會作杠桿示意圖。但本人認為其不足之處都是沒有講“為什么要引入力臂這一概念”,沒能突破“力臂”這一概念在理解上的難點,似乎是為學知識而講知識,沒有真正挖掘知識的內涵、要義。這恐怕也是我們不少物理老師在教學中容易忽視的一個重要環節。

記得在另一次聽復習課時出現過這樣的一個對話,“為什么要學密度?”“是為了考試。”聽了真是又好氣又好笑。學生對學過的物理知識不知道學它有什么用或為什么學它?這樣在學生心目中形成的知識是死知識,降低了學生學習物理知識的興趣和熱情。所以,物理教學不能忽視“理”,要培養學生講理、說理、論理、明理、用理,形成良好的思維品質,提高學生分析問題和解決具體問題的能力,真正落實物理教學目標——培養學生科學素養,使其不僅掌握知識和技能,更能懂得過程與方法,提升學生學習物理的興趣,培養學生的科學態度、科學精神和科學合作意識。

2 問題癥結

反思教師為什么會忽視這一教學重要環節的架構呢?本人以為有以下原因:部分教師缺乏對教材的二度開發。這些教師能較好地教“教材”,而沒有能很好地用“教材”教,教學不能作深層思考,教學定位發生偏差。教材中只是涉及到什么是杠桿?杠桿的五要素:支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂,教師沒有很好的利用教材進行二度開發,二次備課,只能滿足教材上是什么,就教什么,講什么,而沒有追問為什么要學它,使學生停留在學習知識的表層,而不能深刻領會“力臂”的“理”。

部分教師缺少對學生的學法指導。教師忽視了教學重要環節“過程和方法”,傳統的教學觀還在影響教師的教學行為,只滿足講完知識,試圖留更多時間讓學生多練,如何作力臂。而關鍵地方沒講清,為什么要學力臂,作力臂示意圖又是分哪幾步驟,就急著讓學生依葫蘆畫瓢,學生學得很茫然、被動,不能很好理解物理本真。

部分教師缺失對教學的反思習慣。很多教師仍停留在完成“教案”講解,而沒有真正站在學生層面考慮學情,為學生“學”服務。學生做錯,再講再做再訂正,搞題海戰術,而不能反思“我的教學有效嗎?”“有沒有比這更有效的教學?”“學生為什么做錯,做錯原因在哪里?”“怎樣不會做錯,怎樣才能減負增效,怎樣才能真正為學生著想,為學生終身發展服務?”教學反思、教學研究缺乏。

3 教學建議

新課程提出:“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀,倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手,培養學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。”所以,我們

教師組織、引導學生學習物理概念、定律時,要根據學生認知最近發展區,創設物理情景,逐步引導學生養成有物講理、有物說理、有物論理、有物明理、有物用理的物理學習習慣。這樣,通過課堂教學,不僅能讓學生明白所學的知識是什么,更能培養學生深層追問的學習習慣,培養學生善于思考的本領,真正明白每天學習的內容,從而使學生每天變得更聰明起來,變得更有思想起來,變得更有能力起來,變得更有活力起來。

3.1 講理

物理教學應該貼近學生生活,創造適合學生學習的物理課堂。想學生所知,思學生所難,根據學生認知最近發展區,尋找新知最佳生長點,由已知生成未知,用學生明白的話講他不明白的道理,讓學生對所學知識豁然開朗。達到水到渠成、順理成章的教學效果,真正理解學習難點。比如為了引入“力臂”概念,可以列舉生動形象的杠桿實例,學生在幼兒園時玩的蹺蹺板,試問“一個小孩能把自己爸爸翹起來嗎?”“怎么翹起來?”學生能根據自己親身經歷、生活體驗(圖1)講出方法,小孩向遠離轉動點(即支點)移動或爸爸向靠近轉動點移動,從而體會到這里不但與力的大小有關,還與距離有關,所以有必要引入“力臂”概念,使學生豁然開朗,感悟所學知識背后的“理”。

3.2 明理

教師可以通過實驗、設問、小故事、習題等各種方式,創設物理情景,引出相應內容所包含的物理概念、規律,使學生對所學物理知識感覺不是枯燥乏味的、不是強加給他的,而是真實鮮活的、親身感覺到的,真正領悟所學物理知識“理”的魅力所在。比如,怎么講清“力臂”是支點到力的作用線的垂直距離而不是一般的長度?可以創設情景,在鐵架臺上支起一杠桿(圖2),一端掛鉤碼,另一端用彈簧測力計拉,豎直向下拉、再斜著拉,分別使杠桿靜止在水平位置,比較兩次彈簧測力計的示數,發現斜著拉時讀數比較大。從而又引出這里力臂的距離不是點到點的距離,而是支點到力的作用線的距離。讓學生對所學物理知識融會貫通。

3.3 說理

語言是思維的工具,課堂上可以通過教師預設的問題,不斷追問,像“蘇格拉底的產婆術”啟發學生積極思維。在師生對話互動交流中,暴露物理思維的過程,將學生心靈中的智慧不斷引出、不斷發展、不斷生成,悟出真知真理。培養學生學習物理的科學性原則,凡事應講事實,擺道理,而不是憑空亂猜瞎說、憑空想當然下結論。真正提高學生解決問題的分析判斷、推理歸納、綜合評價能力。比如在探究杠桿平衡條件時,可設置這樣的對話分析情景:

師:杠桿平衡并處于靜止狀態應滿足什么條件呢?思考一下:肯定與哪些物理量有關?

生:與動力,動力臂,阻力,阻力臂有關。

師:對了,它們之間有什么樣的具體關系呢?

(學生盲然,教師尋找學生的知識生長點,可以結合小時候坐的蹺蹺板。)

師:小時候都做過翹翹板,若小明想把爸爸翹到水平位置,有什么辦法?

生:小明向遠離支點方向移動或者爸爸向支點靠近。

師:這里改變了什么?

生:力臂。

師:若瘦小的媽媽代替爸爸,媽媽坐的地方應比爸爸力臂長還是短?

生:長。

師:從這里你發現,使翹翹板平衡在水平位置,力大時對應的力臂應該……

生:小一點。

師:力小時,對應的力臂應該……

生:大一點。

師:力與力臂之間有怎樣定量關系?同學們自己猜猜看……

這樣學生很容易猜想到力和力臂大小成反比,動力與動力臂的乘積,可能等于阻力和阻力臂的乘積。

現在要證實同學們的猜想,怎樣設計實驗呢?我們教師可以再次設計問題,引導學生理解實驗方案。

在學生明了實驗方案后,讓他們進行親自實驗,收集數據填入表格。如下表:

表1 學生進行實驗所收集的數據

實驗次數動力F₁/N動力臂/cm阻力F₂/N阻力臂/cm

11100.520

20.5200.520

3120210

40.3150.59

在尊重實驗事實的基礎上,教師再組織學生處理數據,交流評價。

師:大家通過實驗,已經各自收集到數據,現在你將怎樣處理數據,從中你發現了什么?

生:因為前面分析中已經知道力大時力臂小,我就試著把收集到數據進行“動力×動力臂,阻力×阻力臂”的處理,這樣可證明它們乘積是否相等。

師:很好,請同學把自己設計的表格根據需要,再增添兩列F₁L1與F₂L2,一起計算數據。

學生自己得出:杠桿平衡條件,動力×動力臂=阻力×阻力臂。

即F₁L1=F₂L2。

學生在經歷探究活動過程中,探究的思維程序及其各要素得到極好的培養,逐步領悟到物理學習的“過程與方法”。

3.4 論理

學生學完新的物理概念、定律后,還要進一步學會運用它解決具體問題,學會評判自己解決問題的方法、思路是否正確,有何理論依據,嘗試把自己的過程用語言表達出來。這要求我們教師教會學生養成感悟、反思的習慣,逐步培養學生思維的敏捷性、靈活性、深刻性、獨創性、批判性。例如在學完杠桿平衡條件后,可讓學生試著解決下面問題:

師:杠桿左端距支點4格位置掛3個鉤碼,右邊現最多可掛6個鉤碼,有幾種方法可以使杠桿平衡在水平位置?

生1:在4格位置處掛3個鉤碼。

生2:在3個位置處掛4個鉤碼。

生3:在2格位置處掛6個鉤碼。

師:你怎么知道的?

生:依據F₁L1=F₂L2,

左邊為F₂L2=3G0×4L0(1)

F₁L1=F₂L2,

F₁=F₂L2/L1

師:變式(1)兩端各減少一個鉤碼,杠桿是否平衡?為什么?

生:這時,左邊F₂′L2=2G0×4L0,

右邊F₁′L1=5G0×2L0,

F₂′L21