沈朝暉
提到習題教學,就會聯(lián)想到“應試教學”、“題海戰(zhàn)術(shù)”。我們應該承認,物理教學是離不開習題教學的,物理習題教學是鞏固與靈活應用所學物理知識解決物理問題、培養(yǎng)學生遷移能力的一種重要形式,是物理教學中不可缺少的一個重要環(huán)節(jié)。習題教學不能等同于“應試教學”,不能等同于“題海戰(zhàn)術(shù)”。所以,在新課程背景下,習題教學仍然是必需的。但怎么樣的習題教學才能符合新課程理念、才能最大程度地有效促進學生的發(fā)展?筆者認為,物理教師要有意識地在習題教學中選用聯(lián)系實際類的題型,盡可能將物理習題的情景真實化,因為許多物理知識來源于日常生活或生產(chǎn)實際,能從其中找到原型。
筆者在實際教學中發(fā)現(xiàn),學生對此類問題往往感到害怕與困難。本文試圖通過分析聯(lián)系實際類題型的特征,闡述高中物理教學中聯(lián)系實際類題型的功能,尋找學生解決此類問題的困難癥結(jié),提出幫助學生擺脫困難的策略。
一、聯(lián)系實際類題型的特征
1.物理情景的原始性。傳統(tǒng)的物理題,研究的情景往往是滑塊、帶電液滴等實驗室里的情景。而聯(lián)系實際類題型的背景通常來源于現(xiàn)實,截取了自然現(xiàn)象、生產(chǎn)生活、科技應用等實際問題中的某一片段。所以,其物理情景是真實的,具有原始性。
2.物理模型的隱蔽性。傳統(tǒng)物理題的模型,要么本身就是比較清晰簡潔的,要么已經(jīng)作了純化和簡化處理。而聯(lián)系實際類題型與哪些物理知識有聯(lián)系,可以抽象成怎樣的物理模型,并不是一目了然,需要學生對問題的各個方面進行綜合分析、抽象概括,才能將問題明朗化。在此類題中,建立起合適的物理模型這一關(guān)鍵性的、最重要的一環(huán),往往是隱蔽的。
3.提供信息的開放性。聯(lián)系實際類題型中所提供的信息往往是開放的,不一定是解決問題所必需的,有些可能還有干擾作用,需要學生從紛繁的信息中提取有用的關(guān)鍵信息。解決問題的方法和思路可能也不是唯一的。
二、高中物理教學中聯(lián)系實際類題型的功能
1.激發(fā)學生的學習興趣。高中物理傳統(tǒng)習題較遠離物理前沿和生活實際,學生所接觸的問題多為小球、木塊等較死板的情景,所以容易使學生產(chǎn)生枯燥感。由于聯(lián)系實際類題型的物理情景是接近真實的,貼近生活實際,因此遠比滑塊加木板的純物理游戲更有意義,學生也更感興趣。
2.拓寬了學生的知識面。在聯(lián)系實際類題型中,往往包含了大量的學生未知的事實,通過分析試題給出的描繪,使學生在不知不覺中學到了某些自己本來不知道的知識,在解決問題的同時又拓寬了學生的知識面。
3.培養(yǎng)了學生自主探索的能力。對于一個信息量多、情景新穎、客觀真實的問題,學生沒有可以直接模仿的原型,沒有現(xiàn)成的解決經(jīng)驗,只能通過自己的探索,獲取有用信息,找出解決問題的最佳方案,從而培養(yǎng)了學生自主探索的能力。
4.為學生提供了廣闊的研究性學習的素材。研究性學習是學生在教師的指導下進行的一種主動獲取知識、應用知識、解決問題的學習方式。在中學物理教學中開展研究性學習是目前物理教學改革的一個新舉措,但研究性學習的素材從哪里來?如何有效地把它落實到日常的物理教學中去?卻又是一個難題。從現(xiàn)實的角度來講,研究性學習的素材最好是源于物理學習內(nèi)容本身。由于聯(lián)系實際類題型所涉及的內(nèi)容是截取了實際問題中的某一片段,并且這一片段往往是最基本、最簡單的片段,因此,就給學生留下了廣闊的思考空間:對聯(lián)系實際類題型所涉及的、學生感興趣的其它內(nèi)容,可以讓學生組成研究性學習小組,作為研究性學習的內(nèi)容進行挖掘深化,進行再研究。
5.為學生今后處理實際問題提供方法借鑒。今天的“解題”是為了明天的“問題”。學生走上工作崗位后,會遇到各種紛繁復雜的實際問題?,F(xiàn)在解決聯(lián)系實際類題型的程序與思想,通過長期的、潛移默化的滲透,會自然內(nèi)化為學生自己的方法,對以后生活、工作中所碰到的實際問題的解決,起到遷移作用。這正是學習的意義所在。
三、學生解決聯(lián)系實際類題型的主要困難
1.建立物理模型的能力欠缺。傳統(tǒng)訓練大多為物理概念的辨別及物理規(guī)律在理想模型中的應用,使得學生已經(jīng)習慣于處理簡化了的物理對象及物理模型,而聯(lián)系實際類題型通常沒有明顯地給出簡化的或理想化的情景,需要學生在所給的情景當中抽象出物理的對象或過程,建立相應的物理模型。這就出現(xiàn)了這樣一個現(xiàn)象:某學生能夠習慣于解決細線懸掛小球的擺動問題,而對小孩蕩秋千卻一籌莫展。因此,在紛繁的信息中,如何抓住問題的主要因素建立物理模型,是學生解決聯(lián)系實際類題型的主要困難。
2.不適應近似處理的方法。由于受數(shù)學學科嚴密的邏輯思維的影響,學生在處理數(shù)據(jù)時通常要求自己絕對標準。而實際問題,由于數(shù)據(jù)是一個測量值,一定存在誤差,所以處理數(shù)據(jù)只要有一定的精度就行了,如果追求絕對標準,吹毛求疵,不僅毫無意義,有時還會影響問題的解決。如有一個高考題,其背景為串列加速器,其中的一處細節(jié)是將一價碳離子變成n價碳離子,失去了若干電子。我們在模擬練習中發(fā)現(xiàn),有部分學生就不習慣近似的處理,死死抓住那幾個失去電子的質(zhì)量不放,結(jié)果就對全局問題的解決起了阻礙。
3.心理上不夠自信。由于聯(lián)系實際類題型往往題干長、情景新,學生在碰到幾個解決不了的問題之后,在思想上容易形成對自我能力的懷疑心理,認為自己多半對付不了這類題,從而產(chǎn)生恐懼感,最終成為信息題前的失敗者。
四、幫助學生解決困難的策略
1.培養(yǎng)良好的閱讀題目的習慣。有效閱讀題目是解決聯(lián)系實際類題型的首要條件。應要求學生在閱讀題目時盡力做到“仔細閱讀,一遍到位”。因為如果想第一遍“粗讀”了解大概,由于聯(lián)系實際類題型信息量大、題干長,很難通過“粗讀”來理清思路、進行取舍,這就不僅使得第一遍的“粗讀”基本成了無用功,而且還會對第二遍的“精讀”造成心理上的緊張。所以,閱讀多遍不如細讀一遍。
2.教師平常要控制作業(yè)量,大量的作業(yè)勢必會使學生粗糙讀題、馬虎求解,從而養(yǎng)成不良習慣。在聯(lián)系實際類題型講評時,教師要充分暴露自己原始的讀題過程,有意識地培養(yǎng)學生良好的閱讀題目的習慣。
3.教給學生建立物理模型的基本方法。在高中階段,建立物理模型不外乎兩種基本方法:一是理想化,二是等效類比。物理模型的理想化,即根據(jù)題設(shè)條件,通過分析、綜合,突出對所要研究問題起主要作用的因素,略去非本質(zhì)的次要因素,從紛繁復雜的具體問題中抽象、構(gòu)造出我們熟悉的物理模型,然后應用掌握的相關(guān)知識予以解決。物理模型的理想化主要引導學生從三個方面思考入手:第一,尋找實際研究對象的一些主要因素與次要因素,考慮是否可以將研究對象抽象成我們常見理想化模型:如質(zhì)點、點電荷、點光源、單擺、桿,等等; 第二,思考各種條件對所研究的問題的影響大小,考慮是否可以將將研究條件理想化,如摩擦不計、空氣阻力不計、能量損失不計、細線的伸長不計、質(zhì)量的變化不計、電表電阻不計或很大,等等。第三,考慮是否可以將物理過程理想化,如近似看成勻速運動、勻變速運動、簡諧運動、勻速圓周運動,等等。
等效類比的思維方法是將一個復雜的物理問題,等效為一個熟知的物理模型或問題的方法,從而化繁為簡,化難為易。例如,實際問題中的磁流體發(fā)電機,其中等離子體進入磁場的過程,就可以等效為導體棒切割磁感線的過程。
當然,對學生來說,這種能力的要求并非一朝一夕就能培養(yǎng)出來的,需要教師把這種建模意識貫穿在教學的始終。要循序漸進地啟發(fā)引導學生,使學生逐步熟悉并掌握這種科學研究的思維方法,養(yǎng)成良好的思維品質(zhì),使構(gòu)建物理模型的意識真正成為學生思考問題的方法與習慣。
4.教學中注重聯(lián)系實際。教師在課堂教學中,要適當降低知識難度,注重知識與實際應用的聯(lián)系。日常所選的課堂教學素材要包含有現(xiàn)實生活的氣息。多一些“汽車與公路”、“小孩蕩秋千”,少一些“滑塊與斜面”、“細線與小球”。努力將應用問題物理化,將物理問題應用化。將物理還原成有趣的、生活的、生動的學科,而不是只有公式和數(shù)據(jù)。讓學生在平常的教學中能很自然地感受到現(xiàn)實生活當中就有物理,物理知識確實就在我們的周邊。
5.幫助學生樹立自信。教師可以適當選擇一些看似復雜、實質(zhì)簡單的聯(lián)系實際類題型,讓學生去建模解決。其實,我們可以有意識地向?qū)W生展示足夠的例證,讓其相信這樣一種觀點:在高考試題中,看似越復雜的聯(lián)系實際類題型,其物理實質(zhì)肯定是越簡單(當然,在實際生活中并非如此)。逐漸使學生體驗成功,拋棄恐懼,樹立自信。
五、反思與總結(jié)
聯(lián)系實際類題型的解決,充分體現(xiàn)了學生應用知識去分析解決問題的能力,較好地協(xié)調(diào)了知識與能力兩者間的關(guān)系。但要防止走向新的極端,由于高考試題注重聯(lián)系實際的題型,所以有的教師就企圖收集各種聯(lián)系實際的問題,匯編成新的“題?!保寣W生去“攻克”,如此操練,又會落入新的死板應試的怪圈,違背初衷。
學生只有從真實的物理情景中獲得豐富的體驗,才能有效地鞏固、活化所學的物理知識與技能,提高學生分析、解決問題的能力,掌握解決問題的方法,樹立解決實際問題的信心,讓學生感悟到物理知識的實際應用價值,產(chǎn)生解決實際問題的欲望,從而實現(xiàn)習題教學的三維教學目標:知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度價值觀。