系統教學法在中學物理課堂教學設計中的應用*①

劉維寧

(泗陽致遠中學 江蘇 宿遷 223700)

系統教學法一個重要特點是注重信息系統．根據美國心理學家R·M·加涅對學習活動的解釋，學生的學習過程可分為動機、了解、獲得、保持、回憶、概括、作業和反饋8個階段，這些階段分別是以學生在學習中所發生的心理活動過程為依據，對應的8種心理過程分別為期待、注意、編碼、儲存、檢索、遷移、反應和強化．從學習動機的確立到學習結果的反饋，就是從學習愿望的產生到學習愿望的滿足，這也是學生掌握知識、形成技能和發展能力的過程．因此，中學物理課堂教學設計應該遵循這一規律，以物理理論為基礎，綜合考慮教學理論和學習心理學思想，根據學生的認知結構，對教學的目標、內容、組織形式、方法和需要使用的教學手段做系統策劃；以學生為中心，把教學活動看作是一個完整的信息傳輸系統，系統中的每一個階段都為學生安排外部情境，以支持他們每一階段的學習，讓學生成為信息加工的主體、知識意義上的主動建構者，而教師則做建構的指導者、幫助者和促進者．

根據教學實踐，筆者把加涅所說的8個學習階段歸納為教學過程的5個環節，即準備、討論、強化、鞏固和反饋.每個環節都有與之對應的心理過程和學習行為，如表1.

表1 教學環節設置

現以人教版高中《物理·必修2》第五章第1節“曲線運動”教學設計為例，對5個教學環節設計進行分析、探討．

加涅認為，教學設計的最佳途徑，是根據所期望的目標來安排教學工作，因為教學是為了達到特定的教育目標．本節課的教學目標為：

(1)知道什么是曲線運動；

(2)知道曲線運動中的速度方向，理解曲線運動是一種變速運動；

(3)知道物體做曲線運動的條件，了解牛頓定律對此條件的解釋；

(4)體驗曲線運動速度方向的探究過程，領略曲線運動知識與日常生活的緊密聯系.

1 準備環節

學生在學習曲線運動之前，通過對生活現象的觀察，建立物體做曲線運動的圖景；通過閱讀教材，配合復習和預習作業，鞏固直線運動等知識，并對曲線運動知識有一個初步的了解，從而確定學習方向，改善認知先決情感條件，即知道學什么，了解怎么學，明白怎樣學好．在這一過程中產生的問題將引起他們對即將學習內容的興趣，從而激發他們的學習動機，促進他們主動進入有意義的學習狀態．

1.1 課前準備

(1)觀察身邊各種運動物體(如自行車)的運動軌跡并與直線運動比較后進行分類匯總.

(2)閱讀教材.觀察課本中第2頁圖5．1-1和圖5．1-2后思考：砂輪打磨下來的熾熱微粒、飛出去的鏈球，它們沿著什么方向飛出？

(3)復習.什么是直線運動？物體做直線運動的條件是什么？

1.2 課堂準備

(1)觀看視頻.扔出去的鉛球、踢出去的足球、繞地球飛行的人造衛星.

(2)觀察實驗.斜拋出去的粉筆頭.說出它們的運動軌跡特征.

2 討論環節

學生對曲線運動有了感性的結論之后，還需要進行深入思考和討論，對新獲得的刺激進行知覺編碼后存儲在短時記憶中，然后再把它們編碼加工后轉入長時記憶系統．對有關曲線運動的圖、表、文字、影像或實驗現象的觀察和討論，不僅可以實現學生對曲線運動的充分認識，促進其認知結構發生“同化”，獲得曲線運動的速度方向和物體做曲線運動條件的結論，還能使他們明白，一個科學結論的形成并不是草率得出，而是需要通過收集信息和分析、處理信息，然后才能得到．平等、民主的討論環境，不僅可以拓展學生的思維空間，還可以有效促進學生情感、態度和人格的健康發展.

2.1 曲線運動速度的方向

(1)小組討論：思考題1，一物體沿圖1所示軌跡做曲線運動，猜想在A，B，C，D各點的速度方向，記下討論結果以備驗證.

圖1

(2)觀察演示實驗：課本第2頁，注意小球在A，B點離開軌道后的墨跡.(提示：墨跡記錄了小球在該點的運動方向)

小組討論：小球離開軌道后的運動方向與軌道(曲線)有什么關系？

(3)觀察演示實驗：模擬雨傘快速旋轉時水珠在白紙上留下的痕跡.

小組討論：水珠飛出方向與其在雨傘上做圓周運動有什么關系？

(4)教師講解曲線切線的概念.

(5)學生展示對實驗思考題的討論結果，獲得結論：

1)質點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向；

2)曲線運動是變速運動．

(6)全班討論：思考題1，學生將正確答案與自己原來的答案進行對照并修正．

2.2 物體做曲線運動的條件

(1)小組討論：思考題2，做曲線運動的物體受力有何特點(可猜想)？記下討論結果以備驗證．

(2)觀察演示實驗：課本第3頁.

小組討論：小球在沒有磁鐵和有磁鐵的不同情況下運動軌跡有何區別？原因是什么？

(3)學生探究實驗：利用演示實驗裝置，如何使小球做加速直線運動？如何使小球做減速直線運動？

小組討論：只要有磁鐵在小球附近，小球就一定做曲線運動嗎？

(4)學生展示對實驗思考題的討論結果，獲得結論.當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動．

(5)全班討論：思考題2，學生將正確答案與自己原來的答案進行對照并修正．

3 強化環節

對曲線運動的速度方向、物體做曲線運動的條件等相關內容進行概括、提煉，形成知識結構，使之條目化、系統化、聯系化，使學生對所學知識一目了然，在頭腦中留下簡潔、清晰的結論，方便學生對這些知識的系統記憶和復習鞏固.同時，也有利于發展學生形成良好認知結構能力、概括和表達能力.強記訓練還可以使教師的外在強化刺激逐漸轉變為學生“自我肯定”的內強化刺激，培養學生的自信心理品質．

3.1 學生總結

(1)找出重點內容．

(2)列出知識的框架圖．

3.2 教師總結

3.3 強記訓練

知識運用.如圖2所示是標槍運動路線的示意圖，請回答下面問題：

(1)說出它在各點的速度方向；

(2)標槍在各點的受力方向(不計空氣阻力)；

(3)說明標槍的運動軌跡為什么是曲線；

(4)從作出的圖2中可看出，力的方向總是指向軌跡彎曲的內側，這是一條規律嗎？

圖2

4 鞏固環節

課堂練習是教師及時發現學生學習問題的一種機會，通過練習，師生雙方都能及時獲得反饋信息，發現錯誤，從而制定補救措施，調整教學方案．課堂練習設計科學，可以提高學生的記憶效率，減輕課外作業負擔；還可以增加教學信息反饋渠道，促進教學過程的進一步優化．

課堂練習：

【例1】關于曲線運動，下列判斷正確的是

A．曲線運動的速度大小可能不變

B．曲線運動的速度方向可能不變

C．曲線運動的速度可能不變

D．曲線運動可能是勻變速運動

【例2】關于曲線運動的條件，以下說法正確的是

A．物體受變力作用才可能做曲線運動

B．物體受恒力作用也可能做曲線運動

C．物體所受合力為零不可能做曲線運動

D．物體只要受到合外力就一定做曲線運動

【例3】一物體在幾個恒力作用下平衡，現突然撤去其中一個力，則該物體的運動情況可能是

A．做勻加速直線運動

B．做勻減速直線運動

C．做曲線運動

D．做勻速直線運動

課后體驗：做一個顯示拋體運動速度方向的“飛鏢”．

(1)觀察在空中速度方向的變化；

(2)觀察飛鏢插入泥土時的入射角．

課后練習：(略)

5 反饋環節

反饋存在于教學的整個流程中，師生通過捕捉教和學的效果、信息，并及時與教學目標比較，發現差距，找出原因，制定措施，調整行為，使行為效果接近學習目標．

同學之間、學習小組、教師對課堂練習和課后練習進行評價，對練習中出現的問題給予糾正，對有關知識進行再強化，可以幫助學生逐漸提高自我反饋和調整能力，養成自我評價和自我教育的好習慣．

本節課圍繞教學目標，運用系統教學法設計教學流程，學生的動眼、動手和動腦能力得到充分發揮，從練習批改情況看，90%以上的學生不僅理解了相關知識的物理意義，而且較為深刻地掌握了曲線運動速度方向、物體做曲線運動條件等重要知識點，課堂練習準確率88%，課后練習準確率96%．

參考文獻

1 (美)R·M·加涅著. 王小明，等譯. 教學設計原理. 上海：華東師范大學出版社，2007