了解学生可以提高课堂教学有效性

2014-07-14 03:17阙子林
物理通报 2014年1期
关键词:动能定理头脑错误

阙子林

(松阳一中 浙江 丽水 323400)

什么是高效的教学?通俗地说,高效的教学一定是学生喜爱的教学过程.如果教师能够在课堂中拨动起学生的思维,激发起学生的学习兴趣,在学生兴致高涨的时候用简洁流畅的语言,辅助于学生最乐于接受的方式,让学生听懂,然后愉悦地消化吸收,最后通过训练和拓展,使之可以运用新知识解决实际的问题,那么,这应该是一个非常理想的过程.而且这样自然而然也就顺利实现了教学三维目标的要求.

笔者认为要达到这一情境离不开对学生深入的了解.

首先教师对学生先前的知识要有所了解.有时候在课堂上学生对某些物理问题的反应会出乎我们的意料,出现这一情况的原因往往是学生头脑中已有的知识经验和我们预先想象的有距离.建构主义学习观认为,学生构建知识的过程,就是学生在一定的情境下,面对新事物、新现象、新问题、新信息时,根据情境中的线索,调动头脑中事先准备好的多方面、多层次先前经验,来解释这些新信息,解答这些新问题,并赋予它们意义的过程.所以我们在平时的教学中,尤其需要重视和了解学生先前的知识水平和经验.

比如,在进行牛顿第一运动定律的教学时,学生早已在初中就已接触了部分知识,已经知道诸如惯性、运动状态及决定运动状态的因素,还有力与物体运动状态的关系等问题,所以笔者认为教师在组织课堂教学时应把知识与技能的教学目标轻轻掠过,把重点放在过程与方法及情感态度与价值观这个二维目标上.所以笔者采取的方法是在课前先布置3个人分别代表亚里士多德、伽利略和牛顿,到讲台上把3位伟大科学家在历史上的观点或实验方法展示出来,通过对物理学史的演绎和学生提问,教师总结,这堂课就可以在轻松愉悦的气氛中实现三维目标.

又如,在进行动能和动能定理教学时,教师要知道学生在初中对动能的概念已经有所了解,且动能所蕴含的内涵也不难理解,所以教师在课堂上不必在这些地方做过多的纠缠.另一方面,学生通过探究功与速度变化的关系实验后,对在理论上推导动能定理的内容也容易接受,所以这堂课教师应该把最主要的精力放在动能定理表达式的拓展上.在书中的阐述是,“动能定理是在物体受恒力作用,并且做直线运动的情况下得到的.当物体受变力作用,或做曲线运动时,我们仍可采用过去的方法,把过程分解成许多小段,认为物体在每小段运动中受到的是恒力,运动的轨迹是直线,这样也能得到动能定理.”笔者在教学中还做了如下补充.

【例题】如图1所示,两只狗拉着雪撬在水平面上做匀速直线运动,如果两只狗的拉绳之间的角度保持为θ,某段时间内每只狗的拉力对雪撬所做的功均为W.那么在这段时间内,两只狗对雪撬所做的总功为

图1

课堂教学的结果是大部分学生很难接受选项B是正确答案,原因就出在动能定理表达式的理解上.所以笔者认为教师对动能定理表达式应该做进一步的解释和阐述,要对学生讲清楚因为功和能量都是标量,只有大小,没有方向,所以动能定理中所有正功的作用效果一样,所有负功的作用效果也一样,对既有正功、又有负功的功求总功时的处理方法是把所有的正功相加,把所有的负功相减.

其次是对学生头脑中错误知识经验的了解.许多教师在教学实践中可能有这样的体会,当学生头脑中有错误的知识和生活经验时,要彻底搬离他们头脑中的这些错误的东西,建立起科学知识是何其的困难,何其的“痛苦”.

例如,在学习牛顿第三运动定律时,知识与技能的主要目标是掌握“两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且同时产生,同时变化,同时消失,两个作用力的性质相同.”这些知识通过演示和讨论学生很容易就能明白,一切似乎都顺风顺水.但是再问几个问题时,学生头脑中天生的错误经验就开始作祟了,他们会马上把刚接受的知识推翻!比如错误1:人向上跳起是因为地面对人的支持力大于人对地面的压力;错误2:马拉着车向前加速是因为马拉车的力大于车拉马的力.这时即使有学生意识到这些错误说法有悖于刚刚所学的牛顿第三运动定律,也是也很难从感情上接受.这时笔者采取的办法是让学生通过亲身的实验彻底去除头脑中的错误经验.为此在课堂上做了这样的一个实验:找两个压力传感器,接好数据线,然后把一个传感器插入弹性球里,另一个装在一薄金属板下,当弹性球从空中落在薄金属板上时,会向上弹起,通过实验,学生可以看到每次碰撞两个传感器的读数都是一样的.这样有针对性的实验,是彻底“粉碎”学生头脑中错误生活经验的很有效的途径.

对学生熟悉的、感兴趣的事物和情景模式的了解也显得尤为重要.物理问题讨论和解决的往往是生活中的实际问题,而学生和社会接触少,知识面不宽,所以每当接触到身边熟悉的物理问题时,学生的学习兴致往往会高涨起来.比如我们当地是著名的绿茶产地,茶叶是当地农业的主导产业,而且许多茶农亦农亦工,家里或多或少购置了茶叶加工机械.所以在开始“恒定电流”的教学时,先在班级进行了调查摸底,发现一半以上的学生家里有加工机械,而且一大半的学生接触过或使用过相关机器.为此笔者在本章的教学工作中认真准备了两方面的东西,一方面是给学生详细列出有关茶叶机械中电动机的所有参数,比如额定电压、额定功率、转速等等,还有主要的技术指标,比如起动转矩、最大转矩、启动电流等,以及工作电压变化时对这些技术指标的具体影响、影响范围.另一方面就以茶叶机械为主要情景模式编制了大量的方方面面的习题,比如用电的机器多了为什么需要增加变压器容量或加装变压器个数,负荷超了为什么机械难以正常工作甚至会出现线圈发热烧坏现象等方面的题目.从而拓展了学生的知识面,提高了其学习积极性,更重要的是学生感觉解题的难度降低了.

对学生数学知识的了解也并不可少.在教学实践中有时会碰到学生的数学知识或数学能力拖后腿的情况.为此在学生高中刚入学的阶段,笔者会对学生的数学知识和数学基础做一个摸底,然后给学生先普及一下在解物理题时会用到的一些数学知识和数学方法,笔者认为这很有必要,因为有的数学知识在数学学科里似乎微不足道,但是解物理问题时却经常用到,有的数学知识在物理题目需要用到时学生甚至没有学到,比如正切值,有时候也会碰到典型的数据处理方法需要教师强调.

比如一个质量是m的小球在半径为r的竖直光滑圆环轨道上做圆周运动,如图2所示,小球恰能到达最高点b,求小球在最低点a时对圆环轨道的压力的大小.

图2

由题意不难列出3个方程

我们知道求解此题时没有必要求出va,只需对式(1)两边同乘以代入式(2)再利用式(3)即可.

综上所述,教师要走进学生,了解学生的所思所想,了解他们的实际需求,真的是非常重要,而且这方面的工作“没有最好,只有更好”.教师有必要多翻翻他们的初中科学课本和他们的数学课本,多和学生在一起,让自己年轻起来,把自己当成他们的一员,因为只有充分了解了我们面对的学生,课堂教学才会更加顺畅,驾驭课堂的能力才会更强,教学效果也才会更好.

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