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        基于物理教材開發(fā)的案例分析

        2018-01-15 22:05:19蔣天林
        關(guān)鍵詞:教材開發(fā)教學(xué)設(shè)計(jì)案例

        蔣天林

        摘 要:物理教材開發(fā)是指教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)的需要,對(duì)物理教材進(jìn)行適當(dāng)加工、處理、增刪、更換等.教師對(duì)教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_發(fā),靈活處理教材,合理取舍,本著最優(yōu)化的方案,實(shí)現(xiàn)從教材內(nèi)容到教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建.教材開發(fā)要遵循:以普通高中物理課標(biāo)要求為依據(jù)的原則、以學(xué)生認(rèn)知水平等教學(xué)實(shí)際為主體的原則、以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展、提升物理核心素養(yǎng)為目標(biāo)的原則等.

        關(guān)鍵詞:教材開發(fā);教學(xué)設(shè)計(jì);案例

        一、問題的提出

        教學(xué)是一門科學(xué),是一門藝術(shù),更是一門技術(shù).課堂教學(xué)的有效性在很大程度上取決于教師的教學(xué)設(shè)計(jì).我們教學(xué)后常做這樣的反思:我們的教學(xué)是否順應(yīng)知識(shí)體系和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律?能否設(shè)計(jì)出更優(yōu)化的教學(xué)程序?

        二、理論的探究

        美國(guó)著名的教學(xué)設(shè)計(jì)研究專家馬杰(R.Mager)指出:教學(xué)設(shè)計(jì)依次由三個(gè)基本問題組成.首先是“我去哪里”,即教學(xué)目標(biāo)的制訂;接著是“我如何去那里”,包括學(xué)習(xí)者起始狀態(tài)的分析、教學(xué)內(nèi)容的分析與組織、教學(xué)方法與教學(xué)媒介的選擇;最后是“我怎么判斷我已到達(dá)了那里”,即教學(xué)的評(píng)價(jià).“如何去那里”即我們老師常說的如何教,這是我們教學(xué)設(shè)計(jì)中的重中之重.物理教材的開發(fā)是指教師在教學(xué)過程中根據(jù)教學(xué)的需要,對(duì)物理教材進(jìn)行加工、處理、增刪、更換等.合適的教學(xué)內(nèi)容建立在對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的正確理解、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)準(zhǔn)確把握的基礎(chǔ)上,蘊(yùn)含著教師用教材教的理念.

        建構(gòu)主義理論提出,學(xué)習(xí)者是以自己的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來建構(gòu)現(xiàn)實(shí),來理解和建構(gòu)新的知識(shí)和信息.教學(xué)不能無視學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)單強(qiáng)硬地從外部對(duì)學(xué)生實(shí)施知識(shí)的“填灌”,而是應(yīng)當(dāng)把學(xué)生原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中生長(zhǎng)新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn).教材向教師和學(xué)生提供了需要學(xué)習(xí)的知識(shí),同時(shí)也提供了教學(xué)素材與物理思想、方法,但教學(xué)內(nèi)容不能完全等同于教材內(nèi)容,教學(xué)不能照本宣科.教師要根據(jù)教學(xué)的需要對(duì)教材進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_發(fā),從而準(zhǔn)確把握課標(biāo)要求,明確教材編寫意圖及使用方法,靈活處理教材,合理取舍,本著最優(yōu)化的方案,實(shí)現(xiàn)從教材內(nèi)容到教學(xué)內(nèi)容的構(gòu)建.使教材作為課程資源為教學(xué)服務(wù),真正做到創(chuàng)造性用教材,而不是教教材,從而提升教師統(tǒng)領(lǐng)物理學(xué)科全局的意識(shí)和駕馭教材的能力.教材開發(fā)要遵循:以普通高中物理課標(biāo)要求為依據(jù)的原則、以學(xué)生認(rèn)知水平等教學(xué)實(shí)際為主體的原則、以促進(jìn)學(xué)生發(fā)展和提升物理核心素養(yǎng)為目標(biāo)的原則等.

        下面以人教版物理八年級(jí)(下)第十一章第一節(jié)“功”、人教版高中物理選修3-1第三章第四節(jié)“通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力”中安培力的方向?yàn)槔f明在教學(xué)中如何進(jìn)行教材開發(fā)的.

        三、具體的案例

        物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理概念的形成、規(guī)律的建立都與生活、生產(chǎn)實(shí)際密不可分,都要借助觀察和實(shí)驗(yàn)手段得以落實(shí)和深化.正如諾貝爾獎(jiǎng)得主德國(guó)科學(xué)家玻恩所言:“與其說是因?yàn)槲野l(fā)表的工作里包含了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),倒不如說因?yàn)槟抢锇艘粋€(gè)關(guān)于自然現(xiàn)象的科學(xué)思想方法基礎(chǔ).”

        案例一 初中“功”的概念引入

        人教版物理八年級(jí)(下)第十一章第一節(jié) “功”

        教材中情景引入:用叉車搬運(yùn)貨物時(shí),叉車把貨物從地面提升到一定的高度.叉車用力托起貨物,使貨物在這個(gè)力的方向上發(fā)生了位置的移動(dòng),我們看到了叉車的工作成效.

        在物理教學(xué)中,我們不僅僅是要求學(xué)生理解物理概念、規(guī)律,更重要的是要讓他們知道物理學(xué)上為什么要引入這個(gè)物理量以及規(guī)律的來龍去脈.教材中“用叉車搬運(yùn)貨物時(shí),叉車把貨物從地面提升到一定的高度.叉車用力托起貨物,使貨物在這個(gè)力的方向上發(fā)生了位置的移動(dòng).我們看到了叉車的工作成效”引入物理量“功”.筆者近期觀摩了初二物理“功”的公開課、優(yōu)質(zhì)課,發(fā)現(xiàn)好多教師并沒有理解教材中的“工作成效”的物理含義,自然也就沒有講清為什么要引入“功”的概念,功為什么等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積?

        筆者認(rèn)為本節(jié)課的重點(diǎn)首先是要讓學(xué)生知道為什么要引入“功”的概念,功為什么等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積;其次才是掌握功的相關(guān)知識(shí).也就是如何理解教材中的“工作成效”的物理含義?因此,筆者設(shè)計(jì)了如下的問題.

        目標(biāo):把12袋相同的裝修材料搬運(yùn)到6米高的樓上,現(xiàn)分別采用A、B、C、D四種方式搬運(yùn):

        A:每次將3袋裝修材料搬運(yùn)到2米高的樓上;B:每次將1袋裝修材料搬運(yùn)到3米高的樓上;C:每次將4袋裝修材料搬運(yùn)到1米高的樓上;D:每次沿水平面將2袋裝修材料搬運(yùn)2米.

        問題1:各自需要搬運(yùn)幾次才能完成任務(wù)?

        學(xué)生:

        A:每次將3袋裝修材料搬運(yùn)到2米高的樓上,需要12次完成任務(wù);B:每次將1袋裝修材料搬運(yùn)到3米高的樓上,需要24次完成任務(wù);C:每次將4袋裝修材料搬運(yùn)到1米高的樓上,需要18次完成任務(wù);D:每次沿水平面將2袋裝修材料搬運(yùn)2米,無法完成任務(wù).

        問題2:哪種搬運(yùn)方式成效最大?

        學(xué)生:A搬運(yùn)的次數(shù)最少,所以A的成效最大.

        問題3:成效與哪些因素有關(guān)?什么關(guān)系?運(yùn)用什么方法尋找?

        學(xué)生:運(yùn)用控制變量法尋找成效與哪些因素有關(guān);成效與每次搬運(yùn)的袋子數(shù)(即搬運(yùn)裝修材料用的力)和高度(物體運(yùn)動(dòng)的距離)這兩個(gè)因素有關(guān);成效與每次搬運(yùn)的袋子數(shù)(即搬運(yùn)裝修材料用的力)和高度(物體運(yùn)動(dòng)的距離)的積有關(guān).

        設(shè)計(jì)意圖 通過上面的教學(xué)設(shè)計(jì),幫助學(xué)生理解了“工作成效”,即我們?yōu)槭裁匆搿肮Α钡母拍睿槭裁吹扔诹εc物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積,接著的講授自然就顯得水到渠成.

        案例二 高中的“左手定則”規(guī)律的建立

        人教版高中物理選修3-1第三章第四節(jié) “通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力”中安培力的方向

        教材中的情景引入:把一段直導(dǎo)線懸掛在蹄形磁鐵兩極間,通電后導(dǎo)線會(huì)擺動(dòng),引入安培力;方向判定:教材中直接給出左手定則.endprint

        筆者認(rèn)為該部分教材的處理存在不足:教材中直接給出了左手定則.教材中并沒有利用實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生歸納出磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、電流方向、安培力方向三者之間的關(guān)系,向?qū)W生清晰展示科學(xué)探究的過程.因而不能使學(xué)生領(lǐng)悟建立新理論的科學(xué)方法,不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的猜想、探究意識(shí)、科學(xué)精神和探究能力,不利于提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

        筆者恰恰是對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、電流方向、安培力方向三者之間的關(guān)系通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生總結(jié)出來的,向?qū)W生清晰展示科學(xué)探究的過程.具體設(shè)計(jì)如下.

        老師:如何通過實(shí)驗(yàn)探究磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、電流方向、安培力方向三者之間的關(guān)系?

        學(xué)生:控制變量法

        (1)保持磁場(chǎng)的方向不變,改變電流的方向,觀察導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向;

        (2)保持電流的方向不變,改變磁場(chǎng)的方向,觀察導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向.

        按照學(xué)生的設(shè)想,我們做下列四組實(shí)驗(yàn),如表1.

        老師:請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié):磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、電流方向和安培力方向三者間的關(guān)系?

        學(xué)生:安培力垂直于磁場(chǎng)的方向,安培力垂直于通電導(dǎo)線的電流方向.

        老師:直線電流的磁場(chǎng)、通電螺線管的磁場(chǎng)是如何判定的?

        學(xué)生:右手定則.

        老師:我們能不能用類似的方法進(jìn)行表達(dá)呢,請(qǐng)同學(xué)們思考一下.

        學(xué)生:左手定則.

        老師:如何表示?

        讓我們?cè)倩氐綄?shí)驗(yàn)中,筆者利用自制(如圖1所示)的三維空間模型表示這三個(gè)方向(如:A表示磁感應(yīng)強(qiáng)度方向、B表示電流方向、C表示安培力方向),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納后發(fā)現(xiàn):不管是實(shí)驗(yàn)中的何種情況,都可以用這個(gè)模型替代,來判別安培力方向.

        請(qǐng)同學(xué)們翻開書本91頁(yè),共同朗讀:

        伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向.

        設(shè)計(jì)意圖 利用自制的教具,將空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題,將抽象問題轉(zhuǎn)化為直觀問題,更貼近學(xué)生已有認(rèn)知知識(shí),學(xué)生更易接受;同時(shí)讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中借助教師自制的三維空間模型總結(jié)出左手定則,這是本課的難點(diǎn).教學(xué)過程培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、歸納能力,讓學(xué)生經(jīng)歷規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程,提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

        四、結(jié)束語(yǔ)

        教材聯(lián)系著編者、教者、學(xué)生,如何實(shí)現(xiàn)從教材內(nèi)容到教學(xué)內(nèi)容的有效構(gòu)建,獲得最大化的教學(xué)效益,這是我們每個(gè)教師不懈追求的目標(biāo).教材內(nèi)容是固定的,但教學(xué)內(nèi)容是可選擇的.在教材內(nèi)容和教學(xué)內(nèi)容之間,實(shí)際上存在著許多需要重新整合、優(yōu)化的地方,這要求教師有創(chuàng)造性教學(xué)的意識(shí)和能力,物理教師應(yīng)依據(jù)教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生認(rèn)知的水平、具體的教學(xué)情境以及自身對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解,對(duì)教材內(nèi)容重新進(jìn)行整合、優(yōu)化,合理組織教學(xué)內(nèi)容,真正做到“用教材教”,達(dá)到“教無定法”、“以學(xué)定教”的境界.[□][◢]endprint

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