《高中物理课程标准》特别突出“过程与方法”,并且再三强调在实际的课堂教学过程中一定要高度关注“过程与方法”的教学设计,目的就是顺利实现三维目标,教学是一个极具创造性的过程.尽管已经有了根据课程标准编写的教科书,但教科书只能单向传递信息,不具有交互性,无法根据学生的现场反应组织教学内容和选择教学方式。因此教师只有把课程标准的目标、理念和要求,把教科书的教学内容和所体现的教学方法,转化为符合自身特点的教学设计,才能有效地达到新的课程目标。

通过多年的教学实践和理论学习,结合自身教学实际,谈谈新课程背景下如何进行有效的物理课堂教学设计。

一、树立“整体意识”,实现物理课堂教学设计的和谐

整体意识的形成,突破点在于重新认识教与学的关系,我们必须把物理教学看作一个整体,绝不是人为简单的把教与学割裂开来,我们把教学设计看做整体,意味着教学过程的设计将“围绕教学内容师生共同参与,通过对话、沟通和多重合作活动产生交互影响,以动态生成的方式推进教学的活动过程”,物理课堂教学过程的基本单位是教学如何互动生成,即“课堂教学中有着三维因素(教材、学生、教师),相应地有着三种结构形态(知识结构、认知结构、教学结构)。每种结构又有各自的规律(知识序、思维序、教学序)。我们要在课堂教学过程中树立整体意识,同步、有效地进行科学思维能力的培养,就要做到三序合。

譬如在《磁感应强度》的引课中,我们不妨一起同归一个问题的发生过程:在讲台上放了几个大小不一、形状各异的磁性物质,请同学们猜想:“哪一个磁性最强?”并用实验检验:“看哪一个能把带有铁架的椅子吸起来,”(实验现象完全出乎学生的预料,体积最小的磁性最强)引出“如何来定量的描述磁性的强弱”的问题。为全课作了一个成功的铺垫。这比单纯依靠老师自顾自述说或通过放映有关视频学生被动观看效果要好得多。

从目前新课程实施来看,教学设计的整体意识又体现在教学设计的三个维度上,即目标设计、内容设计和过程设计三个方面。就教学目标设计而言,在达到清晰具体要求的同时,更应有弹性、衔接性、发展性、递进性四性。就教学内容设计而言,整体意识要求教师在将教学内容优化的同时,将原先各自分离的书本世界与生活世界整体意识的根源在于基础教育课程改革的要求,更是教学设计系统自身内涵的集中体现。当然为一个整体,只有这样,教学内容才可能在整体上活起来,真正内化到学生的精神世界中去,既注重与初中课程的衔接,又避免简单的重复,遵循高中教学规律:同时在内容的选择上,应坚持密切与现实生活的联系,关注学生生活,关注学生全面发展相吻合。就教学过程设计而言,关键在于教师所教和学生所学具有合理的相关性。真正是内容与形式的合一,譬如在教材分析和学生分析的相互关系上,二者本质上应该成为一个有机的整体。很多教师在分析教材时一味就教材教,完全没有学生的影子。所谓重点、难点问题,是从教材本身而来的或是从教辅图书中“复制”而来,与学生根本无关,整体性要求教材分析中要以学生为依据,重点是根据本班学生的实际情况,应在本节课中重点解决的问题和重点关注的问题:难点是本班学生在学习具体教材内容时的难点,这是一个动态的过程。

二、树立“结构意识”,实现物理课堂教学设计的优化

以“结构意识”为主线主要是从教学内容涉及的范围和从教学的过程两个方面来看,其一,从教学内容涉及的范围来看,物理学科的教学是一个大结构,而每一册教材就是小结构,每一册教材中的某一章节,相对于整册书而讲属于小结构,这使得整册教材则变成了大结构,我们每节课学习都是局部知识,最终会形成整体性知识。整个学习到的物理知识非常多,有的学生局部知识掌握很好,但整合在一起效果就不明显,究其根本是没有掌握物理学习规律,知识整合往往被我们忽视,学生也缺乏整体意识,学到的只是支离破碎的物理知识。为了让学生掌握物理学习规律,教师就要掌握物理教学的规律,把握人教版高中物理新课标教材必修和选修(3系列)的新结构,如果教师有结构意识,就会将每一课的教学内容放到整个结构系列中去设计和思考。其二,从物理教学过程来看,教师需要教给学生的结构既有学习内容的结构又包括相应的学习方法结构。同时设计过程中教师需要运用的结构设计意识主要包括备课结构设计(课堂知识体系的纵横联系、课堂知识的逻辑结构、课堂中师生双方的情绪结构)、目标结构设计(全程性目标、阶段性目标、具体目标)、过程结构设计(教学过程中各环节收放、编织、重组、转换、改造)、资源结构设计(教材、教参、教室、网络、学生资源)、方法结构设计(物理学科特有的教学方法归类、不同类型的教学方法组合)、评价结构设计(导人性评价、判断性评价、纠正性评价、引导性评价、拓展性评价等)、策略结构设计(如何引导学生学习、如何处理课堂提问、如何调控课堂、如何把握学生学习情况)。因此具备“结构意识”设计理念是我们教师必须思考的方向。结构之于物理学,相当于骨架之于人体,结构的重要作用不言而喻,而时下的物理教学并没有很好的体现出让学生形成良好结构的要求。

譬如在对运动描述这一章进行知识总结时,图1则是传统的物理教学中教师常采用的呈现方式。可笔者通过运用结构意识对此进行知识总结时绘制出知识结构图2。通过对比可以看出,图1中进行知识总结的时候,把相关的知识脉络一层一层地画出来,这一教学中板书和总结的方法显然能使得学生知道一些知识点之间的隶属关系,然而让学生形成各个知识点之间的内在联系,想打通通往各个知识点之间的环节和路径仍然是非常困难的,各个大的知识点之间互相孤立,各自为战,无法形成整体结构和功能,这种分解分割式的思维方式的缺点在于学生无法整体地、综合地研究事物,不利于学生知识的同化和顺应、迁移和运用,而且如此知识总结,与新课程培养学生自主创新的精神也有差距。

采用图2结构方法的思路后,就有助于略去细节和次要的因素,形成主干清楚、层次分明的基本架构,学生自初中升人高中后可以很明晰地看到物理学的概念是如何进行演变的,这对于他们培养起良好的学习方法有很好的教育意义,而且对于运动的描述:概念描述、符号描述、公式描述、物理意义描述,几种描述方式紧密结合,从位置到位移再一步步到加速度概念的提出步步为营,层层推进,而且着墨不多,学生记忆起来也比较容易,正是由于这种深层的内在联系和形式上的新颖,学生很容易陷入对所学物理知识的沉思中,教师更可以抓住这样一个机会引导学生回答:“描述运动的最核心的最深刻的物理量是什么?”学生就可以很容易地回答出是加速度,还有从形式上看,速度和加速度是什么,都是比值,是比值定义的,描述的是变化率,表示变化快慢,而位移和速度变化量又是什么,可以看出都是差值,是差值定义的,描述的是变化量,表示变化的多少。这样一来学生记忆起来的容量不是很大,但是效率却相当高,很容易使学生学得的知识得到迁移和运用。还有这种阶梯式样的结构形式也很美观,使得学生认识到物理学的学习就像是上楼梯一样,只有一步一个台阶,上起来才会比较容易,相反如果前面的知识没学好,向上更高的一层台阶就会比较难,这也有利于对学生进行情感态度上的教育。

三、树立“问题意识”,实现物理课堂教学设计的创新

问题意识是指人们在认知活动中,活动主体对既有的知识经验、和一些难于解决的实际问题或理论问题所产生的一种怀疑、困惑、焦虑、探究的心理状态,并驱使活动主体积极思维,不断提出问题和解决问题。它在人们的思维活动和认知活动中占有重要地位,物理教学不管采用何种教学方式,都是在不断提出问题、解决问题的过程中展开的,问题是物理教学的中心。问题解决是认知的核心——物理学习的主要内容是认知领域,问题解决中蕴涵丰富的知识,因此教师的问题意识是影响教学设计质量的重要因素,是实现课堂教学设计深层追问转型与突破的契机。在物理教学设计中,教师应该具有怎样的问题意识呢?

物理在生产和生活实际中有广泛的应用,所有物理知识都来自于实践,即物理问题往往对应某种现实模型,是对现实模型的抽象。“物理教学应从学生的实际出发,创设有助于学生自主学习的问题情境,引导学生通过实践、思考、探索交流,获得知识,形成技能,发展思维”,培养应用物理的意识。新课程标准既关注问题解决,又关注问题的提出和创新精神的培养,成为标准的一大亮点。实际上,创新源于问题,没有问题就不可能创新,问题是创新的基础和源泉,物理教学过程是不断提出问题、解决问题的过程,也是学生进行创新的过程。因此,教师在教学设计中要有培养学生提出问题的意识,一方面,留给学生自由支配的“空白时间带”,为学生创设提出问题留出时空;另一方面,要鼓励学生用批判的眼光去观察问题,反对人云亦云,敢于向权威挑战,对教材写的、教师说的、名人提的问题敢于质疑:还要注意教给学生提出问题的方法,如归纳推测、类比联想、改变属性、逆向思考、物理实验、追溯过程等,让学生在物理情境中、问题解决中发现新问题,提出新见地,调动他们的积极性,培养他们的问题意识和创新的精神。

如在教学案例《回旋加速器》中,传统教法是“介绍结构,讲解原理”,其结果可能造成教师呆板地讲、学生被动地听的局面,学生所获得的也只是些静态的知识(现成结论),而那些蕴涵于研究过程中的动态知识(科学方法等),却得不到应有的开发,同时无法达到在感悟科学家创造性工作的同时也受到思维激荡的目的,其教育功能被大大地削弱了。为此我们针对具体的教学内容设计出具有思考价值、有实际意义的问题,然后先让学生思考并尝试解决。如问题为:

1.用冈3这种方法加速粒子,获得的能量也不够大,只能达到几十万至几兆电子伏。请同学们想一想,如何突破电压限制,使带电粒子获得更大的能量呢?

2.可否再加几个电场,让带电粒子逐一通过它们。(教师根据学生回答,在图3上改画成图4)

3。仔细推敲一下它的可行性:按图4所示的方案,真的能实现多级加速吗?——在相邻两级加速电场的中间,还夹着一个反向电场,当带电粒子通过它们时,将会受到阻碍作用。

4.用金属圆筒代替原来的极板。(在图4上改画成图5)这样,既可以在金属圆筒的间隙处形成加速电场,又使得圆筒内部的场强为零,从而消除了减速电场的不利影响。

5.电源是否做点改进?——为了简化装置,我们可用一个公用电源来提供各级的加速电压。(在图5上改画成图6)

6.若电源的极性保持恒定(例如始终A正B负),你认为这个粒子能够“一路顺风”,不断加速吗?——为了实现带电粒子的多级加速,应该采用交变电源。

7.电源极性的变化还必须与粒子的运动配合默契,步调一致,即要满足同步条件,这是确保加速器正常工作的关键所在,那么,如何做到这一点呢?

8.如要保证同步,电源频率有要求吗?应该越来越高才行。

9.刚才讨论的这类加速器,人们通常称之为直线加速器。例如北京正负电子对撞机的注入器部分,就是一个全长200多米的直线加速器,这类加速器固然有其优点,但它的设备一字儿排开,往往显得拖沓冗长。我们能否寻找一种既可使带电粒子实现多级加速,又不必增加设备长度的方法呢?

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p; 10.如果只用一个电场,带电粒子经过加速后还会再次返回,那就好了……用什么方法能使粒子自动返回呢?……

生:(豁然开朗)外加磁场!利用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的特点,可使它重返电场,再次加速,

可见,对学生的成长与发展来说,课堂教学的根本目的是为了让学生经历体验的过程,并在师生间、生生间的相互交流中,提高学生分析问题和解决问题的能力。

四、结束语

新课程标准无论从目标、要求,还是从结构体例上都与以前的物理教学大纲不同,体现了鲜明的时代气息,蕴涵着丰富的新教育理念。这些变化必然对物理教学活动产生重大影响,其中特别是对教学设计的指导思想、教学目标的设计以及新理念的设计特征等均提出更高层次的要求,教师对这些新观念的领悟、新观点的接受、新要求的实现,要经历一个很长的转变过程,教学设计的新理念不可能一蹴而就。我们可以通过探索、反思,让它更加完善,更加完美,这是广大教师教学的追求,也是新课标的追求。

参考文献:

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