李金鋒 李春密
(北京師范大學物理學系,北京 100875)
教學目標是指學生在具體的教學活動中所要達到的學習成果,是教師在教學實踐中制定的,希望學生從課堂中學到的東西.合理的教學目標是針對具體的知識內容、特定的學生和特定的教學背景,及一定階段下學生學習結果的一種預期.
為了觀察學生的學習結果,要求課堂教學目標既要有內容、有針對性,還要可實施、可觀測.課堂教學目標是課堂教學的核心和靈魂,是教學的出發(fā)點,也是教學的最終歸宿.它指引并制約著教學環(huán)節(jié)的開展,如教學活動設計、策略選擇、測量與評價等,它具有導學、導教、導測等功能.因此,設置合理的課堂教學目標并進行落實決定著課堂的效率.正如迪克等認為“在教學設計過程中,最為關鍵的工作或許就是確定教學目的(Instructional Goals).如果教學目的確定得不適合,再好的教學也可能無法滿足組織或者學習者的真正需求.沒有準確的教學目的,教學設計者會冒這樣的風險:基于根本不存在的需要去進行教學.”
然而,在實際教學中,對教學目標的重視程度不夠、設置的教學目標不合理、教學不以目標為指導等現象還不同程度地存在,這都制約著教學目標乃至課程目標的達成和教學有效性的提高.
本文將以人民教育出版社出版的高中物理選修3-1教材的第一章《靜電場》中的第三節(jié)《電場強度》為例,對教學目標的設置和教學目標的落實進行說明.
教學目標的設計一定要切合當前的教學實際,以學生的前概念為起點,以預期達到的目標為終點,在中間搭建起橋梁.一個完整的教學目標包括5個要素,即行為主體、行為動詞、行為對象、行為條件和行為程度.行為主體應該是學生而不是教師;行為動詞是可觀察、可測量的具體行為;行為對象是行為表現的內容或對象;行為條件是影響學習結果的特定限制或范圍等;行為程度是學生達到目標的最低表現水準,用以評量學習表現或學習結果所達到的程度.并不是所有的教學目標都包含這5個要素,但是要素越多,目標表述越清楚.好的教學目標應該能夠清晰表達學生“學到什么”,明確學生具體的學習結果.
課程標準中對“電場強度”的教學目標描述為(1)了解靜電場,初步了解場是物質存在的形式之一;(2)理解電場強度;(3)會用電場線描述電場.該目標是課程標準對學生學習結果的基本要求,表述不夠精確,在制定課堂教學目標時,需要進行拆解,以形成課堂層面的教學目標.
為了正確設定目標,首先需要進行學情分析和教材分析.
學生初中學過了磁場,已經接觸過場的知識,知道了磁場的一些性質.本節(jié)通過類比可以讓學生了解電場是一種實實在在的物質.上節(jié)學過了庫侖定律,知道了電場力的計算方法,已經為電場強度的定義打下了基礎.電場強度的比值定義法學生初中已經學過類似的,如密度定義、速度定義公式,引出這些例子可以加深學生對電場強度定義的理解.電場線非常抽象,學生接受起來不太容易,要通過形象的實驗加強學生的理解.
“靜電場”是選修3系列的第1章,是高中階段電學內容的開始.這一章的內容既是電磁學知識的基礎,也是光學等內容的重要基礎.
本章的核心內容就是電場的概念及描述電場特性的物理量.“電場強度”是本章的重點內容之一,包括“電場”“電場強度”、“點電荷的電場 電場強度的疊加”、“電場線”、“勻強電場”這幾部分內容.
教科書從法拉第提出“電場”觀點的物理學史引入,指出在電荷周圍存在著由它產生的電場,處在電場中的其他電荷受到的作用力就是這個電場給予的.此外,簡單介紹了電場的物質特性.
“電場強度”部分重點從電荷在電場中受力入手,引入電場強度的概念,給出它的定義式,明確表示它是表示電場強弱的物理量.然后介紹了電場強度的單位、物理意義、矢量性、方向.
“點電荷的電場 電場強度的疊加”部分包括點電荷電場強度的計算公式的推導,以及對點電荷電場強度疊加的矢量求和.點電荷的電場是最簡單的電場,這部分內容實際上是為了加深學生對電場強度的理解.
“電場線”部分包括電場線的特點、正負點電荷的電場線、等量異號電荷的電場線和等量同號電荷的電場線等.通過電場線的學習,不僅要讓學生讀懂一些典型的電場線分布圖,會用電場線描述電場強度的大小和方向,還要讓學生體會用虛擬圖線來描述抽象的物理概念這一科學方法.
“勻強電場”只對它的定義和電場線的分布特點做簡單介紹.
此外,電場的概念及其特性的描述一直是教學的難點.由于概念比較抽象,不能用感官直接感受,加上電場是分布在空間中的,所以需要有較強的抽象思維能力和空間想象能力,才能形成正確的物理圖景.因此,在教學中要充分運用各種形象化的教學手段,利用實驗,幫助學生形成正確的認識.
根據以上的學情分析和教材分析,依據新課程標準的具體要求,本課的教學目標確定如下.
(1)知道電荷間的相互作用是通過電場實現的.知道場與實物是物質存在的兩種不同形式.
(2)體會用比值定義物理量的方法,理解電場強度的定義公式、單位、矢量性、方向.會解釋、分析問題,能進行簡單計算.
(3)能推導點電荷的電場強度公式,并能進行有關的計算.知道電場強度的疊加原理,并能應用這一原理計算兩個點電荷合成后的電場.
(4)知道電場線的定義和特點,會描述正負點電荷的電場線、等量異號電荷的電場線和等量同號電荷的電場線等.
(5)知道勻強電場的定義和電場線的分布.
本節(jié)課的教學重點及難點:電場強度的定義,電場強度的疊加,電場線.
完成了教學目標的設定,本節(jié)課的教學順序就確定下來了,具體如圖1所示,這體現了教學目標的“導學”、“導教”功能.
圖1
根據不同的教學內容,需要選擇合適的教學方法,以更好地達成目標.電場強度的定義采用問題探究的方式,引導學生自主建構電場強度的定義;并設計合理的問題,幫助學生完成思維的轉換,達成關鍵性的理解.電場強度的意義和方向以講授式為主.電場強度的疊加屬于程序性知識,在教學中要呈現其具體的操作過程,并且設置不同難度的例題,呈現其多種變式.電場線的特點以講述為主.點電荷的電場線要用實驗形象地展示出來.
為了驗證學生的學習結果,在課堂教學中還需要根據教學目標設置難度合適、梯度合適的測試題,以觀測學生的學習情況,這體現了教學目標的“導測”功能.本節(jié)課中,可以設置如下的例題.
(1)點電荷的電場.
例1.空間中有一個點電荷,帶電量為+q,求距離點電荷為r處的點的電場強度.
例2.假如距離變成2r,離點電荷為2r處點的電場強度的大小和方向如何?
(2)電場強度的疊加.
例3.如圖2所示,空間中分布了兩個點電荷,帶電量都為+q,它們的距離為d,兩個點電荷連線中點處為A點,以兩個點電荷連線為底邊的等邊三角形的頂點處為B點,求A、B兩點的電場強度.
圖2
圖3
例4.如果兩個點電荷的帶電量一個為+q,一個為-q,如圖3所示,求A、B兩點的電場強度.