物理教学,贵在启发。笔者根据多年来的教学试验,总结归纳了因不同课程、情境而常用的九种启发方式。旨在系统地探索物理教学的启发技艺。
一、主线启发式
根据一节课的教学目的和知识结构,可以设计许多不同的教学主线。对不同主线进行权衡比较,应优选最适于启发的教学主线。如讲授电流表的工作原理,可先讲电流表构造,后讲测量原理,这种教学主线,属顺向注入引导,虽层次清楚,但学生只能被动接受,难以体现思路启发。如果采用逆向主线启发式即可动员学生参与仪表设计,牢固地掌握知识,有利于创造能力的培养:先温故孕新推导出通电线圈在匀强磁场中所受电磁力距的表达式M=BISsina(或定性介绍);第二步启发学生思考:当a一定时,M与I成正比,可由M测I,但线圈一旦转动,a随着变化,为克服此弊,可让学生设计一种辐射式磁场(图1),使通电线圈无论转到何处M都与I成正比;第三步由力距平衡理论出发讲述游丝的机械力矩及仪表构造;第四步观察演示电流表。这种环环紧扣步步深入的教学主线本身就充满着启发,不仅巩固了磁场力、力距平衡知识,加深了对电磁力矩、电流测量原理的理解,使教学主线如行云流水逻辑严密,更重要的是使学生在步步力攀中启迪了智慧,给学生创设了培养智能的研究性氛围。
二、设卡启发式
教师在讲解教学重点、难点或疑点时,可酌情设立关卡悬念,激发学生闯关夺隘。当讲到关键字眼时必须留下时间间隙:设卡启发。如讲到“物体在做直线运动且所受合外力减小时,则它的速度越来越……”,那个“大”字应让学生思考解答。教师善于设卡激思,学生善于“接下咬舌”,教学本身就具体地增添了精讲多练、启而后发的色彩。教师板书应凝缩教学内容,且关键字眼可留下空白启发学生弥补。这个空白就是教师激励学生主动联想的兴趣焦点,学生凭借知识积累通过积极思考在笔记本填补空白后,一经教师正式填空讲解,使学生更能明辨是非,加深印象。
三、预见启发式
课堂演示不应是教师的独角表演,应通过预见激发学生尝试智力潜能的求索。如演示阴极射线在磁场中的偏转时,应动员学生主动预见射线的偏转方向,使学生跃跃欲试地参与预言判断。当教师按下开关亮明实验事实后,预见正确的学生会兴高彩裂,预见错误的也会汲取教训,使理解和记忆都得到强化。
四、期待启发式
在探索性实验教学中,应期待启发学生用抽象思维设计实验程序和方案。如给学生伏特表、安培表、电源、变阻器和导线、开关等,启发学生用这些设备拟定一个测出伏特表、安培表内电阻的实验方案,如教师把正确答案直接“端给”学生。那么这个实验就变为学生的一种机械性活动。如果教师期待学生设计,是教师给予学生的智力投标,当引导学生再现伏安法时,学生就能闪现出“用两表测量表”的思想火花,而且很快绘制出图2(可测安培表电阻)和图3(可测伏特表电阻),此后教师再启发学生考虑实验注意事项,教师在期待启发中感到愉悦,学生在实验中体味到探索成功的乐趣。
五、“发现”启发式
概念教学应避免硬性注入,应有意给学生创造自己去发现真理的广阔“天地”。在讲光电效应一节时。我在讲明该效应实验原理后,给学生一组理想金属(从便于教学出发)实验数据表,让学生根据此表画出光电子的最大初动能Ek,随入射光频率。变化的函数图象,启发学生主动发现这是一条“一次函数图象”(如图4),接着让学生写出函数表达Ek=av-b,然后让学生讨论该式的物理意义,多数学生能发现av为光子能量,并“与入射光的频率成正比”。其比例系数a为6.4×10-34焦耳秒,对该金属要想发生光电效应,入射光频率必须大于vo=4×104赫兹,这样的教学,教师只起了指点向导的作用,学生却能真正领略到一种探幽索微,有所发现的乐趣,当学生自己发现真理,攀上思路高峰时,教师再指导学生回首遥望,对光电效应的规律给予必要归纳
入射光频率v(赫) | 5×1014 | 6×1014 | 8×1014 | 10×1014 |
相应的反向截止电压(伏) | 0.4 | 0.8 | 1.6 | 2.4 |
光电子最大初动能(电子伏特) |
六、激扬启发式
辅导时应再次启发设疑。当讲完电磁感应的重要公式ε=BLvsina后。学生似乎已经全懂了,在自习辅导时也无人询问。但我深知,不少学生在理解该公式中必有“隐伏的暗礁”。于是我便在黑板上画出图5,询问大家在此情况下,ab两端的ε值如何?不出所料,不少学生认为V和B方向夹角为90°,“这还有什么破碇?”我利用欲擒故纵有意把学生的思路引入陷井后再及时“挽救”。当引导学生用洛仑兹力的知识重新剖析后,多数学生便恍然大悟到ε=0,接着我又让学生分析如图6的。如何时,多数学生就能自动写出ε=BLvsinosin90°的正确结果。这时我才说明课本中公式ε=BLvsina的V应理解为速度在导线垂直方向上的分量,这样经过辅导激疑启发,又使学生脑海泛起想象的涟衡,激起思维的浪花。
七、工艺启发法
一次我用小黑板书写了一个例题。如图7,让学生计算流过电源的电流强度,不少学生从电桥的形式及电阻数值巧合(R1/R2=R4/R5)出发,误认为R3上无电流。当时我并没有立即否定学生的判断。而是将预先设置的白橡皮绳AB、BC、CD、DE、GA段以及套在绳上的白纸筒(表示R1、R3、R5、R6)逐个拉滑改动,这样学生的空间想象随着教师机械的“拉滑”变得纵横驰骋,当教师将图7改动成图8后,学生已变得豁然开朗:原来R2上无电流。
八、手势启发式
在课堂讲解“导体棒ab(质量m,电阻R、长L)在匀强磁场B中沿光滑且不计电阻的倾斜导轨上滑动的极限速度”一题时如图9,切忌将分析过程和现成答案交给学生,应给学生留下思考时间,让学生先“闯闯”。在这段教师“无事”的过程中,应对学生察颜观色,以便掌握“不愤不启、不排不发”的火候,当学生已感愤排,急待启发时,如何才能“导而勿牵,开而勿达?”当然教无定法,对此题也可用无声胜有声的眼神、动作暗示启迪学生的思路:把右手放在图9中画有ab的地方,使磁力线穿过手心、姆指顺斜轨向下方向,并让右手斜向下运动,稍后再把左手手心斜向上,且左右手四指方向相同……。事实证明,这种无声的手势比繁琐的语言有时利于启迪智慧:引导学生的思维由“静”到“动”,找到现象间相互关联的奥妙。
九、迂徊启发式
教师讲解难题,不一定开门见山,一下子就解答得水落石出,可用打外围的迁徊方法使学生茅塞顿开。有一次,学生在课余问我一题:“铁锤将木桩钉入泥土中,桩受阻力与钉入深度成正比,且每锤落下速度相同,若第一锤钉科10厘米,求第二锤钉入多深?”当时我先让他画出木桩所受阻力F和钉入深度x的函数图象,学生虽立即画妥但仍莫名其妙。接着我避开此题又命了一题:“一个人将弹簧拉长10厘米,第二次他做同样的功又能拉长多少?”由于学生掌握此题所需的知识基础(胡克定律、弹力做功)很快就找到问题的症结。当画出图10后,“心有灵犀一点通”,他高兴地说:“谢谢你,原题我也会了,我懂得了联想!”这样,他不仅问一题懂两题,而且额外地得到了搞通一点(原题)、连通一线(解类似题的方法)、照亮一片(联想的奥妙)的收获。
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