趙文超
(南京特殊教育職業(yè)技術(shù)學院,江蘇 南京 210038)
《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》要求“教師應與學生積極互動、共同發(fā)展,要處理好傳授知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系,注重培養(yǎng)學生的獨立性和自主性,引導學生質(zhì)疑、調(diào)查、探究,在實踐中學習,促進學生在教師指導下主動地、富有個性地學習.教師應尊重學生的人格,關(guān)注個體差異,滿足不同學生的學習需要,創(chuàng)設(shè)能引導學生主動參與的教育環(huán)境,激發(fā)學生的學習積極性,培養(yǎng)學生掌握和運用知識的態(tài)度和能力,使每個學生都能得到充分的發(fā)展.”這一提法既肯定了個性化學習在教育中的地位,也強調(diào)了教師在學生個性化學習中應起到重要作用.
教育作為培養(yǎng)人的社會實踐活動,首先要貫徹國家全面發(fā)展的教育方針,為學生走向社會打下良好的基礎(chǔ),同時也必須高度關(guān)注學生的個性差異,通過啟發(fā)、引導,使學生的個性得到應有的發(fā)展.
教師應當積極轉(zhuǎn)變教育觀念,為學生的個性發(fā)展提供一定的條件.首先,教師應當讓學生從繁重的應試訓練中解放出來.應試教育是學生個性發(fā)展的最大障礙.其次,要使不同的學生有發(fā)揮自己特長的平臺.課程、教材、教學甚至在學生生活中都應當創(chuàng)設(shè)這樣的平臺,努力做到關(guān)注每一個學生不同的個性特長;讓每個學生看到自己的特長;教學評價要鼓勵學生發(fā)展自己的特長.以下結(jié)合蘇科版物理教材對如何在教學中落實個性化學習加以分析.
(1)以“活動”等形式為學生的個性化學習留下空間.
蘇科版物理教材以活動為核心,采用靈活的形式將新知識的學習融入各種活動之中,處處關(guān)注給學生的個性化學習留下空間.學生通過“小活動”、“學生實驗”、“探究活動”等經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)知識的過程,在潛移默化中接受情感教育.
此外,“信息庫”的設(shè)計也是學生個性化學習的一種形式,學生可以根據(jù)自己的學習需要、學習興趣、學習能力決定如何利用“信息庫”中提供的學習資源.
(2)精心安排“綜合實踐活動”,滿足學生個性化學習的需要.
蘇科版物理教材結(jié)合具體的教學內(nèi)容,在某些章節(jié)精心安排了9個“綜合實踐活動”,分別是“比較材料的隔聲性能”、“用電冰箱探究物態(tài)變化”、“探究樹蔭下的光斑”、“制作一個醫(yī)用冷藏盒”、“制作簡易的密度計”、“設(shè)計、制作一個機械模型”、“設(shè)計簡單電路”、“設(shè)計和制作一個模擬的調(diào)光燈”、“對家庭用電的調(diào)查研究”.它們涉及實驗設(shè)計、實驗測量、調(diào)查研究、實驗探究等方面.每個“綜合實踐活動”相當于一節(jié)的教學內(nèi)容.它是物理學科內(nèi)的一種實踐活動,主要是對所學物理知識的實踐應用,與通常所說的“綜合實踐活動”課程存在一定的差異.
(1)“綜合實踐活動”的內(nèi)容與所學的物理知識密切聯(lián)系(與知識的習得和能力的形成是結(jié)合起來的),但是它又不是所有學生都需要完成的.對每個學生來說,并不是所有綜合實踐活動的課題都需要參與.
(2)為不同的學生提供不同的、可供選擇的研究與學習的課題,學生可以根據(jù)自己的興趣和特長加以選擇,從而得到綜合研究的訓練.
(3)課題具有一定的開放性,不同的學生可以采取不同的方式參與研究.
(4)挖掘不同學生的閃光點,采取多元化的評價形式,促進學生富有個性地發(fā)展.
下面以“綜合實踐活動——探究樹蔭下的光斑”為例,介紹“綜合實踐活動”的編寫意圖,以及如何開展教學,以促進學生主動地、富有個性地學習.
樹蔭下的光斑是學生司空見慣的一種現(xiàn)象,但是對這一司空見慣的事物,學生卻往往熟視無睹,不容易引起注意和思考,也不易引發(fā)深入的探究.蘇科版物理教材將之作為一個綜合實踐活動的研究課題呈現(xiàn)出來,意在引導學生關(guān)注生活中的物理現(xiàn)象,并學會觀察和解釋這些現(xiàn)象.本活動由小組合作完成.
(1)創(chuàng)設(shè)情境,指導觀察.
教材通過文字、圖片創(chuàng)設(shè)情境,引導學生走進生活,進行觀察和思考.
教師可以提出一系列問題:“請仔細觀察并描述你所看到的現(xiàn)象,你能提出哪些問題?”“你想探究哪一個問題?”“你準備如何進行探究?”這些都是與本章所學的光學知識相結(jié)合的.
(2)鼓勵學生提出問題.
圖1
將照片局部放大,讓學生觀察,要求學生說出他看到了什么.我們還可以在樹蔭下放一張白紙,如圖1所示,讓學生觀察并描述白紙上發(fā)生的現(xiàn)象.然后提出問題:“你看到的現(xiàn)象是什么?”“你能提出什么問題?”
不同學生觀察的角度不一樣,看到的現(xiàn)象就會不同,能想到的和提出的問題也會不一樣.有的學生可能提出,有些光斑是不規(guī)則的,有些光斑卻近似為圓形,圓形光斑的數(shù)量不少.此時,還可以讓學生繼續(xù)觀察,說出他們看到的現(xiàn)象:圓形的光斑與形狀不規(guī)則的光斑相比,圓形光斑的面積一般較??;與形狀不規(guī)則的光斑相比,圓形光斑一般較暗.
根據(jù)看到的現(xiàn)象可以提出一系列問題.教材提出的問題是:“你是否想過,地面上的光斑為什么會有不同的形狀?那些較小的圓形光斑為什么較暗?”教師可以對提出的問題進行提煉:光斑的形狀和亮度與哪些因素有關(guān)?為什么?
問題提出后需要確定哪些因素會影響光斑的形狀和亮度,這就需要進行猜想.教材指出,“小明認為,光斑是太陽光透過樹葉間的縫隙照在地面上形成的,所以光斑的形狀與樹葉間縫隙的形狀相同,即光斑的形狀是由縫隙的形狀決定的.”這個觀點看上去很有道理,能解釋不規(guī)則光斑形成的原因.接著,教材安排學生進行討論:對此你有什么看法?你認為影響光斑形狀的因素有哪些?這樣設(shè)計意在激發(fā)學生的認知沖突.
那么,為什么圓形的光斑面積較小且亮度較暗呢?我們抬頭看樹葉間的縫隙,發(fā)現(xiàn)很難找到圓形的縫隙,但是為什么圓形的光斑卻并不罕見呢?有人可能會提出,“圓形的光斑較小,是因為樹葉間圓形的縫隙較小.”你同意這一看法嗎?你還有什么別的猜想?
(4)通過探究驗證猜想,在探究過程中發(fā)現(xiàn)新的問題,提出新的猜想.
怎樣用實驗來驗證猜想?這一探究活動不需要復雜的儀器設(shè)備,學生在太陽光下很容易做到.
首先,學生需要研究的是“樹葉間縫隙的形狀對光斑形狀的影響”.教材提出的方案是,用一個卡片,在卡片上刻上不同形狀的孔(但大小近似相等).
其次,要比較孔的大小不同對光斑的影響,可以選取同一種形狀的孔,改變孔的大小進行觀察實驗.——這是“控制變量法”的運用.
《周禮·司爟》:“司爟掌行火之政令,四時變國火,以救時疾。季春出火,民咸從之。季秋內(nèi)火,民亦如之?!薄蹲ⅰ吩唬骸班嵥巨r(nóng)云:‘以三月本時昏,心星見于辰上,使民出火。九月本黃昏,心星伏在戍上,使民內(nèi)火。故《春秋傳》曰:以出內(nèi)火?!薄蹲髠鳌ふ压辍罚骸笆课牟唬骸鹨姡嵠浠鸷?!火未出而作火,以鑄刑器,藏爭辟焉?;鹑缦笾?,不火何為?’”《正義》曰:“火星未出,不得用火?!?/p>
還有哪些猜想需要驗證?(學生可能提不出來別的猜想了)
接下來就要考慮需要哪些器材.準備好器材后開始實驗.
實驗1:尋找孔的形狀對光斑影響的證據(jù).在卡紙上分別刻出方孔、枕形孔和菱形孔,然后拿到太陽下進行觀察.卡紙離地面較近時,可以看到地面上光斑的形狀與孔的形狀一致,如圖2所示.這一現(xiàn)象成了光斑形狀與孔的形狀有關(guān)的證據(jù).如果不同意這一看法,就需要拿出新的證據(jù)來反駁.
于是,教材引導學生在同一張紙上刻了3個大小不同但形狀相同的孔.將其放在太陽光下觀察,發(fā)現(xiàn)最小的孔對應的光斑最暗,且近似圓形,如圖3所示.這一現(xiàn)象說明,孔的形狀與光斑形狀一致的觀點存在缺陷,需要修正.即在孔的形狀較大時,光斑的形狀與孔的形狀相似,而孔很小時,光斑的形狀與孔的形狀無關(guān),成為圓形.
圖2
圖3
(5)改進儀器,深入探究.
學生在實驗過程中,就會有新的想法和發(fā)現(xiàn).他們會覺得刻大小不同的孔很不方便,就會想到可以用一塊蓋板逐漸改變孔的大小,來連續(xù)研究.
這時,有人偶然發(fā)現(xiàn),光斑的形狀與孔到光屏的距離有關(guān).這是在探究過程中提出的一個新的猜想,可以通過實驗進行探究.在一張紙上刻一個等邊三角形的孔,三角形的邊長約為1cm,當孔與光屏的距離為30cm時,光屏上的光斑是三角形的,即光斑的形狀與孔的形狀一致;孔與光屏的距離增大為150cm,原先一個很清晰的三角形光斑變成了邊緣比較模糊的圓形光斑.也就是說,孔很小的情況下,成的是圓形光斑;對于一個不太大的孔,它與光屏的距離變化時,光斑的形狀會受到影響,從而變化成為近似圓形的光斑,即成“像”了.距離改變怎么會使一個光斑變成“像”了呢?怎么解釋?這就需要進行研究.
(6)理論探究.
太陽光通過一個三角形的小孔時,太陽上的每一個光點發(fā)出的光通過小孔,形成一個截面為三角形的發(fā)散光束.另外一個光點,發(fā)出一條光束,同樣也形成截面為三角形的發(fā)散光束.我們可以推測,如果光屏靠近三角形的小孔時,光屏上會出現(xiàn)圖4上面方框中所示的兩個靠得很近、絕大部分重疊在一起的三角形光斑.而實際的光源上無窮多個光點,因此我們看到的是一個明亮的三角形,邊緣略模糊(重疊得最多的部分是明亮的,重疊少的部分則比較暗,我們看上去是模糊的).
圖4
增大光屏與孔間的距離,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?兩個三角形的光斑變大、錯開,重疊的部分減小,如圖4下面的方框所示.如果是多個光點,它們發(fā)出的光就會逐漸分散開來,但仍然以原來光屏上的三角形為重疊的中心.因此光屏上的三角形光斑邊緣逐漸模糊.以太陽光源邊緣上的各個點為研究對象,當距離達到一定程度后,
① 邊緣上的任一個發(fā)光點,通過小孔后總能在光屏上形成一個與小孔形狀相似的光斑,只是這個光斑變大了、變暗了.
② 這些光斑的位置是由太陽上的發(fā)光點決定的(小孔的位置不變).
③ 太陽像一個大的圓盤,邊緣上的發(fā)光點與小孔的連線組成了一個大的圓錐形光錐,在小孔后面也會形成一個頂角相同的圓錐形光錐,這個光錐體的最邊緣是由無窮多個與太陽邊緣上的發(fā)光點一一對應的、截面為三角形的細小發(fā)散光束組成的.這些細小的光束照到光屏上時,形成了無數(shù)個小的三角形光斑,它們連續(xù)重疊,就組成了圓形光斑的邊緣(如果是長方形的發(fā)光面,那么就會形成長方形的邊緣).
由此看來,“小孔成像”中所謂的“像”,是由一系列由孔的形狀所決定的光斑按照光源(太陽)上發(fā)光點的分布組合而成的.由于孔徑相對光源及孔屏間的距離來說線度很小,因此在光屏上組合成的光斑與光源(太陽)的形狀相似.孔越小,圓形光斑的邊緣越清晰.
(7)拓展探究.
我們還可以基于光的直線傳播原理設(shè)計一個測量地球的直徑的實驗.兩個不同地點間的距離,再讓兩地的人在同一時刻測量桿影的長度,重溫人類第一次測量地球直徑的歷史.
平常的發(fā)現(xiàn),有趣而又富有挑戰(zhàn)性,這是蘇科版物理教材設(shè)計“綜合實踐活動”的原則.上述案例中,不同學生參與探究的興奮點可能不同:有的學生為觀察、發(fā)現(xiàn)而興奮;有的學生為巧妙的動手制作而自豪;有的學生為解決了一個百思不得其解的問題而欣喜;有的學生為了解了歷史上一個科學發(fā)現(xiàn)事件而興趣盎然;有的學生為能用知識解決實際問題而高興.在活動中,情感教育的因素得到充分挖掘.學生在活動中不僅學習了探究方法的應用、內(nèi)化了新知識,獲得了實驗技能的訓練,而且激發(fā)了學習興趣,提高了技術(shù)設(shè)計的能力.
教師不需也沒有必要讓學生完成教材中所有的綜合實踐活動,而是應該按照學生的個性特點(尤其是興趣傾向),有選擇、有計劃、踏踏實實地開展,不能將開展綜合實踐活動作為一種負擔.
在開展研究的過程中,教師應該加強引導,制訂好活動計劃,每個學生一個學期至少參與或完成一個綜合實踐活動(甚至可以是這些活動中的某一個部分).教師應鼓勵學生自己命題,提出有獨特的方案和見解.
學生應按照計劃開展實踐活動,在規(guī)定的時間完成任務(wù),并在教師的組織下進行交流與評價.
教師的評價需要有合理的指標,應該從多方面、多角度進行.例如,可以包含下列指標:學生是否會把觀察到的現(xiàn)象與已有知識建立聯(lián)系、是否會有根據(jù)地進行猜想、是否會建立觀察到的事實與已有解釋的聯(lián)系、是否樂于動腦、是否樂于在討論中積極表達自己的觀點、是否能夠認真傾聽并對他人提出的觀點進行批判性思考、是否能夠與他人有效進行合作等.
探究過程中學生會有各種各樣的表現(xiàn),也會有各種不同的閃光點,教師對學生的評價不應僅關(guān)注結(jié)果,還應注重對探究過程的評價,評價指標可在教師的示范下,由學生在充分討論的基礎(chǔ)上自主確定.
對于學習成果的展示,教師和學生可結(jié)合具體的活動內(nèi)容選擇合適的方式.可以通過課題成果匯報的形式加以展示,如實驗展示、觀察日記、研究報告等;也可以展示作品或模型、小發(fā)明與小制作、設(shè)計圖紙等;還可以將所收集的資料作為成果加以介紹.
實踐活動的開展,應該有“平民化”的思想,充分鼓勵全體學生參與.不同的學生會在不同的方面有個性化的收獲.活動的目的不在于學生的交流和展示有多么成功、多么完美,也不在于實踐活動的作品多么精致、科學合理,而在于讓每個人都能實實在在地參與,并且通過自己個性化的實踐活動,在不同的方面有所收獲,使學生的個性和潛能得到最大程度的發(fā)揮.
1 劉炳昇,李容.義務(wù)教育教科書《物理》(8年級上冊)第3版.南京:江蘇科學技術(shù)出版社,2012.
2 劉炳昇.繼承與創(chuàng)新——中學物理新課程建設(shè)的理論與實踐研究.南京:江蘇科學技術(shù)出版社,2006.