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新课程理念下物理教学中学生能力的培养  

2006-12-04 08:45:25|  分类: 原报社工作日志 |  标签: |举报 |字号 订阅

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蹊跷老师新课程理念下物理教学中学生能力的培养

能力,就是指顺利完成某一活动所必需的心理条件。一般来说,能力是指完成某种任务的心智和体力两方面的一种潜在功能,技巧和素质。

全日制义务教育《物理课程标准》提出:“在义务教育阶段,物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练,注重将物理科学的新成就及其人类文明的影响纳入课程,而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养”。要适应素质教育的新形势,解决学生能力培养问题,唯一的出路便是注重学生的能力培养和发展,让学生在物理学习中学会“亲量圭尺,躬察仪漏,目尽毫厘,心穷筹策(祖冲之语)”。从某种意义上说,能力比知识更重要,因为,有了能力,人们可以去探索,去学习所需要的新知识;有了能力,人们才能得以应用知识去解决问题;有了能力,人们才能进行知识的创新。

因此,新课程理念下,在物理教学中要突破“一支笔+一本书+少量验证性实验”传统教学模式,更加注重培养和发展的最基本的能力。

一、观察能力

物理是以观察和实验为基础的一门自然学科。人对物理世界的认识首先是通过观察,即通过自己的感官的感觉来获取外界的信息。所以观察能力是极其重要的。观察可分为三个层次:

第一,“发现什么”。对自然界信息的感知,不仅是人的生理功能,也是一种心理功能,它常和人的经历,兴趣,知识和所处的心理状态等多种因素有关,每个人的表现也有所不同。物理学所指的则是人们从物理学的角度发觉某些自然现象给予的信息。例如:冬天窗玻璃上会有一层水花,夏天冰棍会冒 “气”等等。这种观察常常是一种“不经意中的发现”,属于被动的观察,在科学研究中常常导致问题的发现。

第二,“观察什么”。当感知了自然界信息之后,人们往往会进行有意识的观察,并试图抓住现象的本质及现象之间的本质联系。例如:宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中记载“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常偏东,不全南也”,从而发现了地磁偏角。又如丹麦物理学家奥斯特在课堂上偶然发现当导线中通过电流时,它旁边的小磁针发生了偏转,这一物理现象引起了他极大的兴趣,在继续作了大量的实验后终于证实了电流周围存在着磁场,从而成为世界上发现电与磁之间有联系的第一人。“观察什么”是一种主动的观察,在科学研究中是解决问题的一种方法。

第三,“怎样观察”,在观察过程中,常常发现由于人的感觉器官的局限和受人的心理的影响,使得观察不能进行或不够精确,因此必须寻找适当的观察工具。例如用示波器观察音叉、钢琴等发声体发声时的波形等等。从而将观察提升到观测的高度。

二、思维能力

思维是一个复杂的心理过程,主要包括分析和综合,比较和归类,归纳和演绎等等。物理学中应用最多的是推理思维和时空想象。

1.推理思维能力

归纳推理是从个别现象(实验现象和观测到的事实材料及数据),归纳到一个理论性的一般结果和规律。是一个从特殊到一般,实验事实证明到理论的过程。归纳推理是一个概括的过程。当然,概括是永远无法证实的,它不能证明必然性。因此,在科学研究中,它得出的仅仅是一种假说。“牛顿第一定律”就是一个重要的例证。

演绎推理是从一般的规律出发,着重运用数字的运算或逻辑的证明,得出特殊的例子所应遵守的规律。这种推理并不能得出新的假说,而常常是对一种规律的应用,例如:学生解题过程。在科学研究中,有时也用来推翻一个概括出来的理论。

类比推理是利用事物之间的类似之处,进行推理,它也可以帮助人们提出假说和线索,也可帮助学生理解新的概念和规律。

2.时空想象力

物理学习中,我们常常借助于物理图象进行思维,这是和数学中的思维的不同之处。例如:数学课中的“因为A=2B、B=3C,所以A=6C”时,这个等量代换思维并不能在头脑里构成任何有意义的图像。而当我们学习公式S=vt时,我们的头脑即会出现一幅物体作与速直线运动的图像,这样的图像是动态的,它不仅出现在空间,而且出现在时间里。因此,把它称为时空图像或时空想象。对于一些很难进行时空想象的物理概念和规律,我们也常用适当的方法使它“出现”在时空中,例如:磁场存在于磁体周围整个空间,因此可用假想的、并不存在的磁感线描述磁体周围的磁场。这一想象能力对于物理模型的理解是十分重要的。值得指出的是,有时学生对概念、规律理解不深,或不会解题等等,常常是由于缺乏时空想象能力而引起的。

三、阅读能力

严格地说,阅读过程也包括理解、想象、推理等等,似乎不能算作一个基本能力。但由于阅读能力是人们获得信息,更新知识的一个重要途径,而且除了文字语言的理解之外,在物理学习中,还有其特殊之处。因此,它作为一种基本能力是合适的,而且无法仅仅在语言课堂教学中培养。主要表现在三个方面:

1.对定义,定律的描述能抓住要点,透彻理解。

2.对物理学中常用的符号及单位有记忆性的直觉理解;对由字母组成的表达式有正确的理解。例如欧姆定律R=U/I的物理意义就不能从纯数学角度去理解(这也是物理公式与数学公式的重要区别之一)。

3.能从图象中读出变量之间的关系。例如“导体中的电流随导体两端电压变化图像”

四、实验能力

物理学是一门实验科学,从提出理论到检验理论都离不开实验,因此实验能力是很重要的,但不能仅仅把它看作为动手能力,看作为一种体力上的技巧,而应全面理解。

1.对于一定的实验目的,能确定应测量的物理量,例如研究串并联电路,要测量干路和支路的电流强度,电阻两端的电压等等。这些应测的变量总是围绕实验目的而定的。

2.确定测量这些量的方法和仪器,对物理量的测量常常有直接和间接两种,直接测量的,即为用相应仪器测定量值。间接测量的,则需要按某种物理量的定义及关系式来测量。例如:电路中的电流及两端电压可直接测量,而用电器的功率要间接测量。在中学物理实验中,方法也常受到仪器的限制,所以,仪器和方法是相互联系的。

3.正确使用和操作仪器,正确地读数。例如:天平的操作,电表的接法,最小刻度的读法等。

4.处理数据。包括两个方面,一是对同一测量的物理量,进行多次测量的数据处理。例如:求平均值。二是对于几个物理量之间的数据,进行比对(例如:探究电流、电压和电阻的关系)或作图(例如:研究物质熔解时温度随时间变化的图像)。

5.对实验结果进行讨论、评价。对实验结果进行评价并得出结论是实验能力的一个重要内容。

要在物理教学中,在传授知识的同时发展学生的各种基本能力,就必须改变传统的讲课加少量验证性实验的做法。对物理定律(规律)的教学,最好的教法是让学生按照一般的科学研究方法,模拟研究过程。在教师的指导下,自己去进行对自然物理规律的探索,在探索过程中进行观察,思考,实验,阅读等等,使学生的各种能力得以发展。

当然,传统的教学方法中,虽然没有强调能力的培养,但事实上,大多数的教师都在进行物理教学的同时,培养和发展了学生的各种能力。不过,并不是每位教师都是自觉、有意识、扎实地进行这项工作。而在推进素质教育的进程中,更要把这项工作放在重要而且突出的位置。

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