以暴露思維過程進(jìn)行開放式物理教學(xué)

李永勇

〓〓隨著物理新課標(biāo)的深入實(shí)施，如何將新課標(biāo)理念轉(zhuǎn)化為具體的、實(shí)實(shí)在在的教學(xué)行為，是目前物理教師在教學(xué)實(shí)踐中經(jīng)常反思的重要問題。但反觀高中物理教學(xué)的現(xiàn)狀：教學(xué)中仍然存在滿堂灌、大容量、快節(jié)奏的課堂教學(xué)方式；教學(xué)中未能注重暴露思維過程。為了解決這種教學(xué)現(xiàn)狀，從而提高物理課堂教學(xué)質(zhì)量，我在教學(xué)過程中采用暴露思維過程進(jìn)行開放式教學(xué)。下面談?wù)勎业囊恍┳龇ā?/p>

〓〓一、開放式教學(xué)與暴露思維教學(xué)過程的理論思考

〓〓現(xiàn)代建構(gòu)主義教學(xué)理論認(rèn)為：教學(xué)過程是認(rèn)知主體與客體間相互作用的過程，是學(xué)生自主活動(dòng)對(duì)知識(shí)進(jìn)行吸收、加工、改造并納入到自己原有知識(shí)結(jié)構(gòu)中去的構(gòu)建過程。依據(jù)這一理論，教師在物理教學(xué)中實(shí)施素質(zhì)教育，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，進(jìn)行個(gè)性化的創(chuàng)新型發(fā)展教育。因此，物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)是開放式的教學(xué)，必須摒棄傳統(tǒng)的以灌輸知識(shí)為主的課堂教學(xué)模式，從注重教師的教轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注學(xué)生的學(xué)，即關(guān)注學(xué)生的行為和情感體驗(yàn)，讓學(xué)生平等參與教學(xué)過程，在自主探索與交流合作中獲得知識(shí)，使學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，提高他們對(duì)物理情景的思維分析能力以及創(chuàng)新思考能力。

〓〓物理學(xué)家在實(shí)踐中通過思維建立了物理知識(shí)，物理教師以自己的思維引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)，學(xué)生又通過自己的思維來探究物理知識(shí)，并將它納入到自己原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中去。由此可見，物理教學(xué)過程是物理思維、物理教師和學(xué)生三者思維之間相互作用的過程，進(jìn)行開放式的物理教學(xué)，必須暴露這三者的思維過程，使三者思維和諧結(jié)合，相互促進(jìn)。以暴露思維過程進(jìn)行開放式的物理教學(xué)，既激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，又使學(xué)生在掌握知識(shí)的同時(shí)，建立起科學(xué)的思維過程，從而培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)和物理思維去自主探索、獨(dú)立思考解決物理問題的能力。

〓〓二、探究教學(xué)中要暴露的思維過程

〓〓以暴露思維過程進(jìn)行開放式的物理教學(xué)，首先必須研究思維過程，探究教學(xué)中應(yīng)當(dāng)暴露的物理思維。

〓〓1． 吃透教材，挖掘物理思維

〓〓教師教學(xué)務(wù)必要以課本為根本，潛心鉆研教材。既要弄清編者的意圖，又要掌握各部分知識(shí)間的聯(lián)系，從而提取教學(xué)思維，準(zhǔn)確地把握教學(xué)中暴露的物理思維及其暴露的深度和層次。如我在講授《向心力》這一課時(shí)，挖掘了這樣的思維：

（1）建模思維。包括物體水平面圓周運(yùn)動(dòng)模型、豎直平面圓周運(yùn)動(dòng)模型、錐擺運(yùn)動(dòng)模型和單擺運(yùn)動(dòng)模型。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)各模型，感受向心力方向和作用效果；再對(duì)各模型進(jìn)行受力分析，找出向心力的來源。

〓〓（2）實(shí)驗(yàn)探究的思維。如用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，去體驗(yàn)向心力的大小；探索向心力F與哪些物理量有關(guān)系。學(xué)生根據(jù)自己的思維體驗(yàn)作出結(jié)論：質(zhì)量m、半徑r一定，線速度v越大，向心力F越大；質(zhì)量m、線速度v一定，半徑r越大，向心力F越大；質(zhì)量m、半徑r一定，周期T越大，向心力F越小……課堂上讓學(xué)生掌握了這些思維，就能容易理解向心力的特點(diǎn)、來源和向心力公式。這樣，學(xué)生避免發(fā)生思維障礙，收到了很好的教學(xué)效果。

〓〓２． 研究學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，優(yōu)化教師的思維過程

〓〓高中學(xué)生的思維水平雖然已基本達(dá)到形式運(yùn)算階段，具備一定的邏緝思維能力，但他們對(duì)物理過程及物理情景的思維分析能力和進(jìn)一步深入思考的發(fā)散思維能力還比較差。具體表現(xiàn)在：（1）思維的組織性、條理性差。他們不善于有目的、有條理地進(jìn)行思維，遇到問題往往靠直覺經(jīng)驗(yàn)判斷，憑想當(dāng)然推理。（2）思維具有片面性。他們往往只考慮那些能直接從日常生活經(jīng)驗(yàn)中所構(gòu)建的事物的意義，而不能全面分析問題，抓住事物本質(zhì)和解決問題的關(guān)鍵。（3）思維缺乏靈活性、變通性。他們的思維具有惰性，習(xí)慣于生搬硬套公式，而不是努力弄懂意義，根據(jù)具體問題靈活選擇方法，在運(yùn)用物理知識(shí)解決問題時(shí)尤為突出。（4）思維缺乏邏輯性和嚴(yán)密性。他們解題時(shí)往往未能綜合考慮各個(gè)要素，不能運(yùn)用公式一步緊扣一步地去解題。

〓〓在教學(xué)中，教師要把握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，全面真實(shí)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)思維障礙，注意到學(xué)生的認(rèn)知能力和認(rèn)知規(guī)律，準(zhǔn)確抓住教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，充分暴露學(xué)生的思維過程。同時(shí)，教師將教材安排的意圖，自已處理問題的思路，充分地展現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生深層次地理解、反思和借鑒。教師以自已的思維影響、同化學(xué)生的思維，共同探討解決教學(xué)中的問題，師生的思維相互碰撞、相互作用，并把認(rèn)知過程中的疑問和錯(cuò)誤及其糾正的思維方法加以總結(jié)，再融入到學(xué)生的思維體系中去，使學(xué)生建立起科學(xué)的思維，也優(yōu)化了教師自身的思維過程。

〓〓例如，我在講授《光電效應(yīng)》這一課時(shí)，有學(xué)生就愛因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋提出了以下兩個(gè)問題：（1）同樣強(qiáng)度不同頻率的兩束光分別入射陰極板，光電流的飽和值是否相同？（2）光電效應(yīng)中電子吸收一個(gè)光子能量后，為什么不能吸收第二個(gè)光子？我通過進(jìn)行換位思考，進(jìn)一步深入分析，作出如下思維優(yōu)化：第一個(gè)問題，要注意到光的強(qiáng)度與聲學(xué)中的聲強(qiáng)不同，不可以類推；入射光的強(qiáng)度為單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)目的多少?zèng)Q定的，單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)目越多，入射光就越強(qiáng)。第二個(gè)問題，可以依據(jù)光電效應(yīng)存在極限頻率的實(shí)驗(yàn)事實(shí)來逆向思維，如果一個(gè)電子能連續(xù)吸收多個(gè)光子的能量，則光電效應(yīng)就不存在極限頻率；也可以從玻爾原子理論去理解，若原子吸收一個(gè)光子能量后不能發(fā)生電離，而恰能躍遷到某一激發(fā)態(tài)，則由于處在激發(fā)態(tài)的原子會(huì)自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)上去，所以它吸收一個(gè)光子后無法吸收第二個(gè)光子能量。我優(yōu)化了這些思維過程，在教學(xué)中就能將被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，有理有利有節(jié)地引導(dǎo)和訓(xùn)練學(xué)生的思維，并補(bǔ)充交代了自己的學(xué)習(xí)體會(huì)。我與學(xué)生共同交流認(rèn)識(shí)問題的思維過程，既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也提高了學(xué)生的分析理解能力和科學(xué)思維能力，還提高了自身的素質(zhì)，在科學(xué)思維的指引下“教學(xué)相長(zhǎng)”，有效地推進(jìn)了素質(zhì)教育的全面實(shí)施。

〓〓三、在開放式物理教學(xué)中暴露學(xué)生的思維過程

〓〓不同類型的課如新授課、習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課、復(fù)習(xí)課等有不同的特點(diǎn)和要求，不同物理概念的形成和不同物理規(guī)律的得出又有不同的背景條件。因此，物理的課堂教學(xué)沒有一成不變的方程式。

〓〓開放式的物理教學(xué)，就是預(yù)先把課堂上教師的所有構(gòu)想、所有教學(xué)內(nèi)容、哪怕是提問細(xì)節(jié)等都毫無保留地事先印發(fā)給學(xué)生，并在課前課后收集學(xué)生的反饋情況。說到底，就是師生暴露思維、共同探討問題的過程。在這一過程中，既要展示物理學(xué)家和教師的思維過程，更要使學(xué)生的思維過程得到充分的暴露和科學(xué)的訓(xùn)練，從而使學(xué)生形成科學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和思維方式。這就需要老師精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)程序，以暴露思維過程進(jìn)行開放式的物理教學(xué)。如：我在講授《原子的核式結(jié)構(gòu)》這一節(jié)課時(shí)，就是這樣暴露思維過程的：

〓〓1． 課前提出教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。我通過預(yù)習(xí)報(bào)告來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)思維及其存在的問題。

〓〓2． 開放課堂教學(xué)，用我的思維引導(dǎo)學(xué)生，暴露物理學(xué)家、教師和學(xué)生三者的思維過程，使學(xué)生的思維得到科學(xué)的訓(xùn)練。

〓〓（1）提供背景材料，創(chuàng)設(shè)情景，引發(fā)思維湯姆生的原子結(jié)構(gòu)的設(shè)想，盧瑟福的思考及其α粒子散射實(shí)驗(yàn)。

〓〓（2）我與學(xué)生共同討論，進(jìn)一步暴露學(xué)生的思維過程。如：α粒子跟原子中的電子碰撞產(chǎn)生什么效果？α粒子穿過湯姆生原子中帶正電的部分應(yīng)發(fā)生什么現(xiàn)象？少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是什么？

〓〓（3）幫助學(xué)生克服思維障礙，科學(xué)訓(xùn)練學(xué)生的思維過程。

〓〓第一、學(xué)生能運(yùn)用動(dòng)量守恒原理來分析碰撞問題應(yīng)予以肯定。

〓〓第二、優(yōu)化教師思維，引導(dǎo)學(xué)生分析。金箔雖薄卻有數(shù)千層原子，α粒子無法從原子間的空隙穿過，一定要穿過某些原子的內(nèi)部；α粒子穿越湯姆生原子內(nèi)部時(shí)，其運(yùn)動(dòng)路線周圍都存在正電荷，對(duì)α粒子的庫(kù)侖力幾乎各個(gè)方向平衡，不可能發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)；α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，表明原子中有一個(gè)帶正電的核，這是盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)的觀察和分析得出的科學(xué)結(jié)論。

〓〓（4）進(jìn)一步暴露科學(xué)家的思維，以盧瑟福的思維為導(dǎo)向，引出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，并用這個(gè)學(xué)說描繪α粒子穿過原子核時(shí)的圖景。

〓〓（5）概括總結(jié)，使科學(xué)家、教師和學(xué)生三者的思維和諧統(tǒng)一，展現(xiàn)問題探究的科學(xué)思維過程。

〓〓3. 布置課后開放式作業(yè)，檢驗(yàn)教學(xué)效果，鞏固思維訓(xùn)練成果。從原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的建立過程，簡(jiǎn)述科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本模式：假設(shè)→實(shí)驗(yàn)→觀察→分析推理→建立學(xué)說。

〓〓這一節(jié)課既啟發(fā)了學(xué)生思考問題，又訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力，更有效地提高了學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。

〓〓當(dāng)前的物理課教學(xué)，必須適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，不斷創(chuàng)新物理課堂教學(xué)，努力培養(yǎng)學(xué)生的物理情景分析能力和創(chuàng)新能力。培養(yǎng)學(xué)生物理情景分析能力和創(chuàng)新能力的方法、途徑、手段非常多，我僅是從以暴露思維過程進(jìn)行開放式物理教學(xué)方面做了一些探究。

責(zé)任編輯〓潘孟良