(江蘇省無錫市教育科學(xué)研究院,江蘇 無錫 214001)
習(xí)題課是物理課中一種很常見的課型,對于學(xué)生鞏固知識、加深理解、形成方法、鍛煉思維,起著很重要的作用.但是在日常教學(xué)中,習(xí)題課的教學(xué)功能常常被退化為使學(xué)生能夠解出習(xí)題.在這種功利而短視的教學(xué)目標(biāo)驅(qū)使下,習(xí)題課變成了學(xué)生機(jī)械的解題操練,習(xí)題也似乎淪為學(xué)生沉重學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)的“禍?zhǔn)住?怎樣發(fā)揮習(xí)題應(yīng)有的作用,上好習(xí)題課?蔡麗芬老師的研究課“牛頓運(yùn)動定律的瞬時性”,給出了一個較為令人滿意的答案,這也引發(fā)了我們關(guān)于習(xí)題課教學(xué)的諸多思考.
學(xué)習(xí)物理不僅是讓學(xué)生能記住物理概念、規(guī)律等陳述性知識,更重要的是提高學(xué)生的分析思維能力和綜合運(yùn)用知識解決問題的能力,使學(xué)生掌握科學(xué)的思想和方法,從而提高自身的科學(xué)素養(yǎng),而后者,離不開學(xué)生的切身體驗(yàn)和經(jīng)歷.習(xí)題是經(jīng)過了一定的抽象濃縮的小型問題,學(xué)生通過做題來經(jīng)歷解決問題的某些過程,積累解決問題的經(jīng)驗(yàn),再通過總結(jié)歸納、應(yīng)用拓展來加深理解,從而形成解決問題的思路,理解、掌握并遷移運(yùn)用科學(xué)的方法,習(xí)題教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)方法、提高能力的必經(jīng)過程.
但是在實(shí)際教學(xué)中,我們的習(xí)題教學(xué)存在著一定的誤區(qū).首先,習(xí)題教學(xué)過于追求解題結(jié)果,目標(biāo)偏廢.如果解答題目的目的是為了得到一個最終結(jié)果,解答的水平以結(jié)果是否正確來評價的,那么追求一個正確的結(jié)果,不僅成了學(xué)生解決問題的目標(biāo),也成了教師組織教學(xué)活動的主要目標(biāo),這就違背了習(xí)題教學(xué)本來的目的和價值.其次,教學(xué)方法簡單粗暴,很多習(xí)題課都是采取“先介紹方法,后應(yīng)用舉例”反復(fù)練習(xí)的模式,將方法異化為僵化的教條和死板的知識,殊不知,死記硬背無助于知識的理解,機(jī)械操練也是無法真正掌握程序性知識的.最后,習(xí)題對準(zhǔn)考題,內(nèi)容不當(dāng).教師選擇習(xí)題的唯一標(biāo)準(zhǔn)就是是否可能考到,廣泛撒網(wǎng),試圖讓習(xí)題覆蓋考題,這種行為直接導(dǎo)致了題海泛濫,學(xué)生苦不堪言.習(xí)題教學(xué)在目標(biāo)、內(nèi)容、手段、評價等諸方面的偏差,使題海戰(zhàn)術(shù)逐漸成了習(xí)題教學(xué)的代名詞,嚴(yán)重偏離了物理習(xí)題教學(xué)的目標(biāo).
(1)習(xí)題課要重視學(xué)生對科學(xué)思想與方法的切身體驗(yàn)
體驗(yàn)科學(xué)思想,逐步學(xué)習(xí)并掌握一定的科學(xué)方法,是習(xí)題課最核心的價值與目標(biāo).科學(xué)的思想與方法是不能通過簡單灌輸來教育的,習(xí)題課要為學(xué)生的切身體驗(yàn)創(chuàng)造條件.蔡老師的“牛頓運(yùn)動定律的瞬時性”一課,對“理想模型”這一物理學(xué)思想方法的教學(xué)過程,值得我們借鑒與品味.
理想模型是物理學(xué)思想方法的精髓,“物理學(xué)就是用理想模型描述自然,用數(shù)學(xué)表達(dá)理想模型,用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理想模型”.在“牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用-瞬時性問題”一課中,蔡老師通過“輕桿、輕繩、輕彈簧”理想模型的構(gòu)建,讓學(xué)生充分體驗(yàn)一個理想模型的建立過程,實(shí)際上就是讓學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)研究的思想和方法.
蔡老師從玩具彈簧的小實(shí)驗(yàn),生動地引出了彈簧、繩子模型建立的問題,解決“為什么要建立這個模型”的問題;用DIS實(shí)驗(yàn)對比,給出了輕繩、輕桿、輕彈簧模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),讓學(xué)生完整體驗(yàn)了模型建立的抽象過程;在建立了三者的理想模型后,再在實(shí)際問題的解決中,用實(shí)驗(yàn)慢放的手段進(jìn)行驗(yàn)證,從而更深刻地理解該模型的內(nèi)涵與外延.在這里,輕繩、輕桿和輕彈簧不是人為規(guī)定的死板教條,而是建立在事實(shí)基礎(chǔ)上的,是突出本質(zhì)的、主要的因素而忽略次要因素的“理想化模型”.
如果學(xué)生缺乏模型建立過程的真切體驗(yàn),理想模型就不再是鮮活的深刻的思想和方法,而是會退化為干癟的僵硬的知識,缺乏遷移與運(yùn)用的功能.2012年高考的第14題是一個得分率異常低的題目,考試結(jié)束以后,筆者曾經(jīng)就這個題目對部分考生做過訪談,筆者把參考答案給學(xué)生看,仍有學(xué)生不理解為什么小車以不同速度撞擊彈簧,對彈簧所做的功一樣.實(shí)際上,要正確分析本題的物理過程,關(guān)鍵是理解題中“輕桿”這一模型,其實(shí)質(zhì)是剛體力學(xué)中常見的“二力桿件”模型,在此模型中“輕桿”所受的2個力一定大小相等,也就是小車不管以多大的速度撞擊彈簧,其推動輕桿的過程中彈簧彈力大小始終為f,彈簧的壓縮量總是f/k.而造成學(xué)生困惑的原因,就是在中學(xué)階段盡管學(xué)生在解題中遇到過“輕桿”,但缺乏真切的體驗(yàn),對這一模型仍然是不理解的,從而也無法有效地遷移運(yùn)用.在習(xí)題教學(xué)中,一味直擊考題不如扎實(shí)地固本培元.
(2)習(xí)題課應(yīng)凸顯學(xué)生的獨(dú)立思考
學(xué)生思維能力的提高離不開自主的學(xué)習(xí)和獨(dú)立的思考,生搬硬套人為歸納的解題方法、機(jī)械操練所謂的解題步驟,只能讓學(xué)生的思維越來越僵化教條,與習(xí)題教學(xué)的初衷南轅北轍.
那么,在習(xí)題教學(xué)中,如何凸顯學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與獨(dú)立思考?我們不妨再回顧一下“牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用-瞬時性問題”一課.首先,蔡老師對生活中有趣的小實(shí)驗(yàn),用實(shí)驗(yàn)視頻慢放的手段進(jìn)行研究,激發(fā)學(xué)生對問題的思考和對問題進(jìn)行自主探究的欲望;然后,利用DIS實(shí)驗(yàn)精確研究細(xì)繩、輕桿和彈簧中力的變化,使學(xué)生的抽象思維過程有所依托、有根有據(jù);得到三個理想模型之后,對2組鞏固性對比習(xí)題的思考和解答,讓出教學(xué)空間,不用解題規(guī)范、步驟之類的條條框框限制學(xué)生,而是給足學(xué)生思考和交流的時間,教師只做必要的點(diǎn)評和歸納;最后,再用實(shí)驗(yàn)慢放的手段對習(xí)題的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證,讓學(xué)生有真實(shí)運(yùn)動的感受,也有了理論分析與實(shí)際相吻合的成功體驗(yàn).同時,觀察細(xì)致的學(xué)生也會發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理想化處理之間還存在微小差異,實(shí)際運(yùn)動比理想化情況下更為復(fù)雜,這些觀察能更加深化對“理想化”這一科學(xué)方法的理解.
(3)習(xí)題課可以讓學(xué)生經(jīng)歷必要的探究過程
習(xí)題課不一定全部是解題練習(xí),學(xué)生解決問題的訓(xùn)練,可以有更廣闊的范圍和更豐富的形式.就象“牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用-瞬時性問題”一課,通過原始問題的探究提高學(xué)生的建模能力和理解模型的能力,通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識,這些都與通過習(xí)題教學(xué)豐富學(xué)生的體驗(yàn),提高學(xué)生能力相得益彰,殊途同歸.
首先,本節(jié)課研究的問題
不完全是經(jīng)過人為抽象所謂規(guī)范化了的習(xí)題,而是部分來自于生活實(shí)際中的趣味小實(shí)驗(yàn),也就是原始問題.所謂原始物理問題,是指自然界及社會生活、生產(chǎn)中未被加工的物理問題,它源于現(xiàn)實(shí)中的物理現(xiàn)象,只對這些現(xiàn)象做客觀樸素的描述,而沒有一般物理習(xí)題中經(jīng)過提煉加工的“已知條件”.研究、解決原始問題,首先要弄清有關(guān)事實(shí)、現(xiàn)象,再通過分解、簡化、抽象后使之轉(zhuǎn)化為科學(xué)模型,最后才是通過演算和解決問題,其中前2個過程與物理建模過程是一致的,能有效改變學(xué)生因單一習(xí)題訓(xùn)練而逐漸僵化的思維模式和習(xí)慣,提高學(xué)生的建模能力和理解模型的能力.其次,本節(jié)課解決問題的手段,不是單一的紙筆練習(xí),而是觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、抽象、假設(shè)、推理、運(yùn)算、驗(yàn)證,是豐富的運(yùn)用科學(xué)方法解決問題的綜合訓(xùn)練.
總之,通過“牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用-瞬時性問題”一課,學(xué)生鞏固了牛頓第二定律的相關(guān)知識、加深了對輕桿、輕繩、輕彈簧等理想模型的理解,體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)觀察、理想化抽象、假設(shè)與論證、推理演算與驗(yàn)證等多種過程與方法,強(qiáng)化了實(shí)踐意識,鍛煉了思維,提高了能力.這節(jié)習(xí)題課的成功之處,在于它不單純以考題為內(nèi)容,不追求解題的熟練與技巧,不以多取勝,而是取材于實(shí)際的趣味小實(shí)驗(yàn),著眼于學(xué)生對科學(xué)思想方法的學(xué)習(xí),突出學(xué)生的獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí),回歸了物理教學(xué)的本源.
題海戰(zhàn)術(shù)不應(yīng)成為習(xí)題教學(xué)的代名詞,我們需要還物理習(xí)題的本來面目,上出習(xí)題課的物理味.
參考文獻(xiàn):
邢紅軍,陳清梅.從習(xí)題到原始問題:科學(xué)教育方式的重要變革.課程 教材 教法,2006,(1).
馬宇澄.物理模型教學(xué)的缺失與對策[J].物理教師,2012,(11).