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《中国学生发展核心素养》[1]后,又一次激起了义务教育阶段学校及教师的反思和教学改革动力。作为一线教师,似乎找到了教学、尤其课堂教学的灵魂,但到底怎样培养学生的核心素养?通过观课和自身实践反思,发现相当一部分老师在课堂教学上仍然迷惘不已。客观表现为课堂教学散乱、内容散乱、安排散乱、实施散乱、意图散乱。其结果便是“教”的方面老师条理不清、详略不当、讲演不明,“学”的方面学生一头雾水、似是而非、无所适从。为此,采用线性化教学设计方法,理清内容和实施过程,明确目的和意图,对于课堂教学很是关键。
1 线性化教学设计方法让“课”真正有所思考、有所准备
常规文档式或表格式的教学设计方法沿用多年,从文本上说并没有大问题。然而,由于缺乏清晰的知识递进关系,更多笔墨耗在内容的罗列上,缺乏活动的安排及其明确的意图,导致老师在备课的时候思考不足,有的甚至是随便抄写一通,很难说得上课堂实施的构建和预演,课堂实施自然不理想。同时,就义务教育阶段学科教学内容而言,老师、尤其是有多年教学经历的老师并不会有太多内容上的费解和空乏,抄写或誊写一遍教案意义不大。老师们欠缺的是根据学生情况如何组织、实施教学内容的思考。这应该成为老师们花时间、花功夫去认真对待的问题,也必然成为备课的核心关注。所以,采用线性化教学设计方法,让老师根据学生状况把精力放在教学内容的组织和实施上,把功夫花在活动的安排和取舍上,把思考放在设计的意图上,其意义远大于教学内容的简单罗列。只有这样,课堂教学才可能条理清晰,效率优良。
2 线性化教学设计方法的基本模型
如图1所示,线性化教学设计模型灵感来源于工作推进图和竹子形象,本身依从简单易用原则。纵轴为时间推进轴,像竹竿,有节点,节点为核心知识,连贯并有层级递进关系。纵轴从上至下,时间上可以考虑一节完整的课堂,也可以是一节内容需要两节以上的课堂。该轴不一定是直线,可以根据横轴的内容改变节点在横轴上的位置。横轴被纵轴分为左右两部分,像两片竹叶。左部分为内容活动轴,围绕节点的内容是什么,需要提出哪些核心问题,需要使用哪些核心方法,要安排哪些活动(如:实验、讨论、提问、交流、练习)来达成核心素养的获得?右部分为设计意图,围绕节点设计的目的是什么,达到什么程度?模型图把一节课的内容安置在一张A4幅面上,也可以利用横格备课本。节点与节点之间的距离应根据书写内容的多少调整,无需等距。线性化教学设计是教师思考的结果,是思考结果的线性化呈现,本身并不需要技术含量,可电脑设计,也可在灵感来时一纸一笔画出,既简单易用,又有利于老师“成竹在胸”,实实在在地指导教师的课堂。
3 线性化教学设计方法应用实例
教学内容为人教版(2012)初中物理第八章第二节《二力平衡》[2],线性化教学设计实例如图2所示。
3.1 核心知识线性化
通过线性化教学设计,教师不只是完成了平衡态、平衡力、二力平衡、二力平衡条件、二力平衡应用等知识内容的简单罗列,而是需要把核心知识线性化以找出它们之间的层次、递进和逻辑关系:根据牛顿第一定律引出平衡态,明确平衡态和平衡力的对应关系,理解二力平衡是最简单的平衡,探究二力平衡的条件,理解两个力满足二力平衡条件就一定是平衡力,平衡力之下物体处于平衡态,反之平衡态下物体一定受平衡力,如果只有两个力,这两个力一定满足二力平衡条件,这样就完成了核心知识之间的链接和闭环。
3.2 核心知识为节点
接下来,以核心知识为节点,需要安排怎样的教学内容和教学活动,意图是什么,目的为何?教师都要有预先的思考。回顾牛顿第一定律,明确静止或匀速直线运动的物体处于平衡态,通过实例了解平衡态下的物体不受外力的情?r并不多,那么平衡态受到的力有什么特点呢?于是自然引出平衡力,通过实例分析平衡力至少两个以上,其中二力平衡是最简单的平衡力,二力之间有怎样的关系?通过实验探究让学生体验和归纳出二力平衡的条件――同体、等大、反向、同线。到此迎来了知识混淆点,学生较难区分平衡力和相互作用力,因此思考通过分析静止于桌面的书“压力、支持力、重力”的关系,让学生找到区分平衡力和相互作用力的关键。在二力平衡应用节点,安排以下3个问题:
(1)分析静置桌面的书其压力和重力的关系,找到此种情形下压力等于重力,为以后学习压强作铺垫;
(2)压在墙上的物体摩擦力和重力的关系,只要物体一直静止,处于平衡态,则摩擦力和重力为平衡力,静摩擦力的大小不会随压力的改变而改变;
(3)利用学生经历过的电梯问题适当增加难度,透过分析两个力平衡和不平衡时它们的大小关系,增强学生分析问题的能力并粗略涉及超重、失重,增强学生的学习效能感――原来有超重、失重的感觉是这样的原因。
教师把整节课需要安排的学习活动想明白了,梳理清楚了,盲目地想到什么讲什么、东拉西扯的问题就能得到有效避免。同时,通过教学设计线性化,课堂主线一目了然,既关注了层次递进等逻辑关系,又把课堂活动紧紧围绕在核心知识周围,课堂效率自然得以保障。
1.激趣引课。兴趣是最好的老师。初中学生年龄小,好奇心和求知欲都较强。在课堂上喜欢表现自己,当自我控制能力较差。注意力分散,针对学生的这种特点。我采用了如下的做法:趣味性故事引入法,如:“在二次世界大战期间,在2000m的高空,一名法国的飞行员以为一只昆虫在飞,顺手一抓,竟然是一颗德国的子弹。”激起学生的兴趣,进而提出问题“在什么情况下能抓住子弹”再如:在讲透镜这节内容时,介绍冰透镜取火(据晋代张华的《博物志》记载“削冰会圆,举以向日,以艾承其影,则得火”)引起学生的兴趣,再提出问题“冰透镜什么为能取火”。运用这样的方法,收到了较好的效果。
2.认真践行学校推出的“学、练、查”模式。我所在学校的生源。几乎都是来自于农村,且是私立中学经过筛选后的学生,基础比较差,针对这种情况,我校推出了学、练、查模式。“学”我在教学中试这样处理的:充分发挥学生的主动性,让学生找出本节的知识点,找不出找不准的老师补齐,并指出重、难点。“练”我是这样处理的:上网查询,精心挑选练习题,分层训练。“查”我是这样处理的,同学互查,小组查,师查,运用这样的模式。一个学期下来,学生的成绩提高不少。
3.巧用短语、口诀,便于学生记忆。在教学中、灵活的运用一些短语、口诀来概括概念规律等,便于学生记忆。如:学习“平面镜成像”时,将平面镜成像特点概括为“等大、等距、对称、反向、虚线”;讲“凸透镜成像”时把成像原理概括为“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,物远像近像变小,物近像远像变大”学习“二力的平衡”时,把二力平衡的条件概括为“同体,等值,共线,反向”学习电流表、电压表时,把读数规则概括为“头看量程后看盘,大格小格算一算”等等。
4.运用比较的方法,理解规律。在教学中把一些不易理解或抽象的物理概念和规律与学生比较熟悉,了解的现象进行比较,达到理解知识的目的。比如:在学习“决定电阻大小的因素”时将电阻与道路的阻碍进行比较;沙子大路和柏油马路助理不同,好比不同材料的导体电阻不同;公路越长,行走越费力。好比其它因素相同时,导体电阻与长度成正比;公路宽行走起来阻力小。好比其它因素相同时,导体电阻与截面积成反比。这样决定电阻大小的因素就很容易理解。再比如,学习电流时与水流比较,学习电压时与水压比较等。
关键词:高一物理;两极分化;诱因;纠治
一、两细分化的形成诱因
1.心理原因和舆论宣传的误导
不少学生由于中考的艰苦拼搏,终于考上了高中,所以想歇一歇,喘口气,放松了对自己的要求。因此在中考成绩的喜悦中成绩不知不觉地落了下来,导致从高一的一开始基础就没能打好;另一些学生则相反,由于中考成绩不理想,不能从痛苦的心境中摆脱出来,不能积极地投入新的学习中去。还有不少学生从入学就开始为自己明年高二的选科做打算,对于那些不选考物理的学生一开始就放弃了物理学习。在这种心态的影响下,物理成绩的两极分化必然加大。舆论宣传的偏差也是原因之一,教师和高年级学生常会灌输物理难学的思想给高一新生,很多学生因此形成了一个心理障碍。
2.学习习惯不佳,学习物理不得法
许多同学进入高中后,还像初中那样,对老师有很强的依赖心理,没有掌握学习主动权,没有养成良好的预习、复习习惯。高中课堂一般在课本知识讲述的过程中进行深挖和拓展,因此课堂属于高速度、容量大,学生一面听一面还要做好笔记,由于一些学生不能有效、合理地进行注意力的分配,另外一些学生仍靠初中那种以机械记忆为主的学习方法,缺乏对高中物理概念、公式、规律推导过程、适用范围和条件理解的重视,没有养成做完题后反思、总结、归纳的习惯,不能举一反三。
3.物理教师在教学要求上过高,在教学观念上陈旧
因材施教,这是每一位教师都明白的道理。但在高考压力下,应试教育依然影响着我们的教学,再者现在高中教学基本上都实行了小循环,大部分高一教师都来自刚毕业的年级,教师难免会提高教学要求,增加难度,从高一开始为高考备战。新课程强调学生自主学习、发挥主观能动性,教师主要是通过引导和纠正错误帮助学生探究学习。同时,学生获取知识的途径绝不是单一的。广泛地拓展学生获取知识的途径,也是教师要转变教育观念的原因之一。
4.初、高中物理教材的衔接梯度过大
高中物理研究问题复杂,如初中只讲二力平衡,高中讲多力平衡;初中只讲匀速运动,高中讲变速运动、曲线运动等。初中教材主要以定性描述为主,而高中则以定量计算为主。另外,数学知识不能同步衔接,如初中只讲标量,只有代数运算,而高中一开始就引入了矢量运算(如力的合成与分解、速度、加速度、位移等的合成与分解),但高一数学还没学习这些内容。高中物理每节的信息含量多,容量大,篇幅较长,语言叙述较为严谨、简练,叙述方式抽象、概括、理论性较强。描述方式较多:有文字法、公式法、图像法,它们互相补充,互相完善。
二、两极分化的纠治对策
1.作为高一新生应怎样提高物理成绩、减小两极分化的可能性
初中物理研究的问题相对独立,高中物理则有一个知识体系。第一学期的第一章讲述运动的描述,为运动学做准备。第二章从运动学的角度研究物体的运动规律。第三章是力的基本知识,第四章是牛顿运动定律,则从力学的角度进一步阐述运动状态改变(产生加速度)的原因。大家可以看出前三章是为第四章内容打基础的。
学习程序一般是:预习、听课、做笔记、及时复习、看例题、做练习、疑难问题做标记,查阅资料找解答方法,或适当时候问别人。深入理解概念规律,加强习题练习,掌握各个知识点。无论大小测试,不要过分关注当前分数,而应该进行及时的纠正。另外,学生自己要注意系统总结。每学完一个模块,要把分散在各章的知识点连成线、铺成面、结成网,使学到的知识系统化、规律化、结构化,这样运用起来才能联想畅通、思想活跃。
2.作为教师应怎样提高学生的物理成绩、减小两极分化的可能性
教学是一个教与学的双边活动过程,若对不同层次的学生采用同一个要求,同一种教法,必将打击学困生的积极性和主动性,其结果必然是两极分化严重。所以,教师要在目标的确定、新知的探求、练习设计中要分层设计、区别对待,针对学生的个体差异提出不同的要求,让不同层次的学生得到最大的收益。
可以提高小组合作,充分发挥每位学生的作用。小组合作学习是新课程的一大亮点,它体现了教学理念的转变和教学方法的创新。小组合作有助于学生自主学习能力的培养和提高,有助于激发学生的创造力。教师应了解学生在初中已经掌握了哪些知识,把高中与初中教材在文字表述、研究方法、思维特点等方面进行对比,明确新旧知识之间的联系与差异。选择恰当的教学方法,使学生顺利地利用旧知识来同化新知识。
人的情感与认识过程是相联系的,任何认识过程都伴随着情感。跟那些在学习过程中有困难的同学多交流、沟通,热情辅导,真诚帮助。从精神上多鼓励,学法上多指导,帮助他们尽快赶上其他同学。
一、认真备课,是提高学生物理成绩的前提条件
备课是物理教学最基本的工作,备课的好坏决定着上课的质量,也决定着学生成绩的好坏。所以教师备课不但要定好教学目标和教学内容,更重要的是要充分了解学生的知识水平和学习心态,以便设计好适合学生实际的教学方法。当前农村中学生,在学习方面很少能得到父母的指导和帮助。农村中学生,在家里用来学习的时间也较少,对身边的事物也不大注意观察,他们的知识面相对较窄。备课时应找一些学生在日常生活中常见的事物或现象引入课堂教学。例如教学《压强》时,课本开头虽然有两幅图可用来引入新课,其中一幅是蝉吸树汁,另一幅是宽大脚掌的骆驼行走在沙漠中,这对学生来说较难理解,因为多数学生都说没见过蝉吸树汁,骆驼更没见过。所以我备课时另找例子:一个是蚊子或黄蜂蜇人,因为多数学生都有这样的经历;另一个是小实验,让学生分别用左右手的大拇指压(用不同大小的力压)铅笔两端(每个学生都有铅笔,且铅笔一般一端是尖细的,另一端是平宽的),让铅笔在空中处于静止状态,感受此时两手指疼痛程度,以及观察两手指凹陷的程度。每一位学生都能自己动手做这个实验。学生通过自身的感受和观察,对压力的作用效果有了感性的认识,对压强这个概念就容易理解了。
二、注意各知识点之间的联系,是提高学生物理成绩的关键
教学中,发现每一批学生都有一个共同点:学了后面的知识,前面的知识基本忘了;复习完前面的内容后面的内容又忘了。怎么解决这个问题呢,通过摸索发现一个比较有用的办法,就是在课堂上尽可能地把前后知识点联系在一起,让学生都能经常重复学习。例如,在课堂上讲下面一道练习题。
把重为5N,体积为0.6dm3的物块投入到水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )。
A.物体漂浮,浮力是6N
B.物体悬浮,浮力为5N
C.物体漂浮,浮力是5N
D.物体沉底,浮力是6N。
多数学生解答这道题的方法是:先假设物体全部浸没,用阿基米德原理及物体浮沉条件就会得出答案。可我在讲解时不单解释学生的做法正确与否,还问学生解答这道题,除了前述方法外,还有别的方法吗?多数学生有点迷茫,我就点拨说,你们想想利用这些条件还可以求哪些物理量?有些学生马上说“还可以求质量”,有的说“还可以求物块排开液体的体积”,有的学生说“还可以求密度”。这时部分学生马上想到利用物体的密度与水的密度进行比较,也同样能得出这道题的答案,这时我再问:若把这个物体投入其他液体(这些液体密度已知),能不能判断其浮沉状态呢?学生都说能。通过这一道题,学生不仅巩固了浮力知识,同时还复习了二力平衡条件、重力G=mg、密度ρ=m/V以及质量体积、密度单位的换算等知识,可以说收获较大。在物理教学中如能这样注意各知识点之间的联系,学生的物理成绩自然会提高。
一、初、高中物理课程的特点
初中物理知识与高中物理知识相比,其变化是:①从直观到抽象。比如,初中讲机械运动是指物体的运动,而高中是讲质点的运动。②从单一到复杂。比如,初中研究二力平衡而高中研究多力平衡,从初中的匀速直线运动到高中匀变速运动、变速运动和匀速圆周运动。③从标量到矢量。初中的代数运算到高中的矢量运算,在语言上从浅显表达到比较严谨、规范的表达,物理量从定性讨论到定量的计算。④初中物理涉及问题的特点简单、直观、具体、形象;高中物理分段运动多过程、连接体、临界状态。⑤初中物理涉及公式、定理、定律少、简单、容易记;高中物理涉及公式、定理、定律多,可从不同的角度分析应用。⑥初中的学习由于教学的进度比较慢,对概念规律反复讨论,变化不多,而且学习方法比较简单、机械,既不习惯于复杂计算,也不习惯于独立思考,只要记住公式,把题中的已知条件代入就可以知道答案;高中的教学进度明显加快,课堂教学的密度大大提高,概念多,公式多,抽象,物理规律复杂,物理规律表达方法灵活,对数学能力要求高,如力学对三角函数的要求,靠初中那种以机械记忆来学习的方法,是行不通的。⑦初中物理对学生的思维方式要求是比较低的形象思维,对抽象思维能力要求不高,对物理问题简单分析就可以得出结论;高中物理对思维方式要求比较高,常常要用到分析、比较、抽象、概括、类比、等效等思维方法,对感性材料进行思维加工,抓住主要因素,忽略次要因素,抽象概括出事物的本质属性和基本规律,建立科学的物理概念和物理规律。⑧初中科学探究主要是指学习重心从过分强调知识的传承,向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神;高中课程科学探究,主要经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。比如,在初中物理中对摩擦力的探究主要是研究摩擦力与哪些因素有关?而高中物理对摩擦力的研究是滑动摩擦力大小与物体间压力的关系及计算公式、研究最大静摩擦力,引入静摩擦力。一个定性,一个定量。通过这个例子,我们知道,初中课程的科学探究注重探究过程的体验、初步处理实验数据、简单描述实验结果,并尝试解释;高中的物理科学探究注重探究或验证物理规律,对实验数据分析处理,对实验结果进行解释和描述。
二、初、高中知识内容上几个重要的落差点
从初、高中物理课程的特点来看,存在几个大的台阶,成为衔接的主要障碍。
1.模型工具运用的力度加大
初中物理教材强调直观性,而高中,学生面临着使用大量的抽象物理模型问题如质点、轻绳、轻杆、光滑平面、光滑斜面、点电荷、电场线、磁感线、等势面、理想伏特表、理想安培表、理想变压器等。比如,以简单的月球绕地球的运动来说,如果不引入质点这个模型,月地之间的距离就不知从何算起。初中针对的是一些要学习的“知识”,而到了高中,要针对的是很多的学习知识的“工具”,或者说是“解题思想、解题方法”。这些“理想化”了的纯物理模型,学生在理解上是个难点;在应用上,建立物理模型则更是个难点。
2.矢量的问题导致物理问题难度加大
虽然初中物理知识也涉及到矢量的概念,但只限于知道和了解层次。但进入高中,矢量的问题成了物理内容的一个重要问题,要分析、要运算,如求合位移、合力的问题涉及到矢量法则的运算,以至加速度、电场强度、磁感应强度、动量、冲量等问题,矢量已经成为了物理知识中的一大关注的问题。
3.图像法处理问题成为非常重要的方法
对于直观、内涵深刻、形象抽象一体化的“图像法”,初中涉及的也不多,就是涉及到,也只是应用它形象、生动的一面,避开它深刻、抽象的一面。而高中在研究物理规律,处理物理实验数据时出现了大量的图像问题。初中应用图像的目的是“由抽象向形象”过渡,而高中则需要“由形象向抽象”的过渡,高中应用图像要去解决大量抽象的问题。例如,变化率问题,初中是由变化率看图像,而高中却要由图像看变化率。初中用图像的直观性“解决”一些问题,而高中是要由图像去“抽象”出一些问题。特别是在机械振动和机械波、交流电等内容中,对图像的应用层次更深,应用到三角函数关系。在单摆、电磁感应、电路分析的内容中,从图像中还要分析出更深刻的含义,图像的斜率、与坐标轴截距、与坐标围成的面积所表示的物理意义等。高中还往往把图像和函数式(公式)结合起来进行综合的分析和演绎。
4.从静态到动态的变化,是初、高中的一个跳跃
初中讨论的变化问题,也都是形象、直观的,所进行的变量的讨论与分析,与“函数”结合的不紧密。初中的计算,也只是根据公式,代入已知的“量”来求未知的“量”而已。初中的“量”和“数”,主要是静态的。而到了高中,“公式”已经演变为“函数式”了,“量”、“数”演变为“变数”、“变量”了。在高中,更多地注重变化规律问题的探讨,甚至有很多“变化范围”、“极值”、“多元性变化”问题的讨论。数学知识和数学思想方法作为工具大量地用于物理问题之中。
三、衔接中要注意的几个原则问题
1.循序渐进原则
这是最主要的原则其包含三个方面的问题。一是在知识的难度上,要循序渐进。高一物理开始的教学,要放慢速度、降低难度。对一些问题,开始时候尽量进行直观形象的教学,多做练习和复习,逐步向抽象化过渡,比如牛顿第二运动定律的教学中,防止过早的做整体法、多物多过程的问题,防止一步到位的教学。二是所给学生的问题(探究、思考、讨论的问题),开始的时候可以分解成若干个小块,然后逐渐增大问题的难度。三是教师的教学方法,要由初点,逐渐向高点过渡,在一些知识上进行复习与补充,比如在必修1第三章“相互作用”中大部分内容初中已学过的,如重力、弹力和摩擦力在初中也有了,在教学中必须做好新旧知识之间的过渡和衔接。例如,在选修3-1“电路的计算和分析”中,要对初中的串、并联特点进行复习,逐渐增大学生独立思考的能力和自学能力。在学生学习能力的培养上,开始多注重学习习惯的培养,之后再多注重能力的培养。知识需要学习,能力和习惯也需要学习,而且是更重要的学习。
2.以大多数为主、少数为辅原则
在教学中,应该以新课标为准,重视对基础知识、基本概念、基本规律的教学,特别是普通中学,大多数学生基础较差,为了便于今后的教学、树立起学生学习的自信心,应重视基础知识的教学,对基本概念应理解透彻,练习做题、布置学生做作业也是以基础题为主,而那些综合性强的、偏、难、怪、繁的题目,一定不要做,以免挫伤学习的积极性。学生的个性差异是不同的,因而接受知识的能力也不一样。在物理课堂上,看似学生都懂了,其实真正理解掌握的很少。普遍的情况是学生感觉都懂了,而做起题来又不会做。因此,课堂上教师要多给学生交流的时间,多给学生自己探究和体验的时间,多给学生自己独立思考问题时间,多给学生归纳问题和整理思路的时间,多给学生理解的时间。
3.教学方式多样化原则
不同的学生、不同的教学内容对应不同的教学方式方法,恰当地变换教学方式,有利于引起学生的注意。让学生讨论,提高学生的思维质量和速度,锻炼学生的语言能力,培养学生的交流意识,消除个人的思维僵化。让学生独立思考,培养学生的解决问题能力,提高推理、分析能力。让学生听老师讲,提高学生的接受能力,培养学生虚心好学的品质。让学生探究,锻炼学生的个性品质,培养创新精神。让学生自学,培养学生的自主性和主动性,提高学生归纳、分析、记忆能力,等等。