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高中物理教材插圖資源的開發(fā)與利用探究

2016-12-12 05:38:45李雙艷
物理通報 2016年11期
關(guān)鍵詞:讀圖高中物理學(xué)習(xí)者

李雙艷 吳 偉

(南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院 江蘇 南京 210000)(收稿日期:2016-05-03)

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高中物理教材插圖資源的開發(fā)與利用探究

李雙艷 吳 偉

(南京師范大學(xué)教師教育學(xué)院 江蘇 南京 210000)(收稿日期:2016-05-03)

物理教材中所配置的插圖蘊(yùn)含著大量的物理學(xué)知識,教師在教學(xué)過程中若對教材中插圖資源進(jìn)行開發(fā)并合理地利用探究,不僅豐富課程資源而且培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力.對物理教材中所配插圖資源進(jìn)行開發(fā)利用探究,并在教學(xué)中對物理教材插圖資源的開發(fā)利用提出建議.

物理教材 教材插圖 物理教學(xué)

1 物理教材插圖概括及意義

物理教材是學(xué)生從中獲取知識和能力,培養(yǎng)正確的情感、態(tài)度、價值觀的重要媒介,一本優(yōu)秀的物理教材包含有設(shè)計良好的插圖,插圖是教材的重要組成部分,物理教材要完整地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容給學(xué)生,插圖是必不可少的.本文對人教版高中物理教材必修1和必修2中所配置的插圖進(jìn)行分類和統(tǒng)計,基于教材由物理概念及原理、與生活相關(guān)的物理現(xiàn)象、科學(xué)史、實(shí)驗(yàn)等組成,可將教材中插圖分為生活相關(guān)圖、原理模擬圖、模型示意圖、實(shí)驗(yàn)圖、知識數(shù)據(jù)表格、科學(xué)史圖、漫畫等,其中一個圖標(biāo)多幅插圖則按一幅算,具體如表1所示.

表1 高中物理教材必修部分插圖類型

物理學(xué)是由物理思想、物理知識和物理方法組合而成的學(xué)科,它與現(xiàn)實(shí)生活緊密聯(lián)系.統(tǒng)計得出的數(shù)據(jù)中也有體現(xiàn),表明物理教材特點(diǎn)和理念,即重視物理知識與生活實(shí)際的聯(lián)系以及對中學(xué)生物理思維方式的培養(yǎng).

2 物理教材插圖特征功能及開發(fā)利用

Duchaste和Levin等人基于教材插圖功能的研究,提出教材的插圖具有認(rèn)知和非認(rèn)知兩個方面的功能.在非認(rèn)知方面,教科書插圖的注意功能能夠吸引學(xué)生對文字的注意力,幫助學(xué)生理解文字材料,發(fā)揮著導(dǎo)向作用;其次導(dǎo)向功能能夠吸引學(xué)生的注意力在某一個物理對象上面;最后教材插圖的影響功能可影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及情感態(tài)度.在認(rèn)知功能方面,插圖能夠提供難以用言語說清楚的物理內(nèi)容,以非語言的形式處理知識,化抽象為形象,同時也可表征不斷變化的信息.教材插圖在日常教學(xué)中地位日益趨增,有人稱“讀圖時代”已到,現(xiàn)代社會需要學(xué)生有一定的“讀圖”能力,因此教師在教學(xué)過程中帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)會“讀圖”,培養(yǎng)學(xué)生的“讀圖”能力.

2.1 基于學(xué)生認(rèn)知心理將物理教材插圖進(jìn)行多維度開發(fā)

每個學(xué)習(xí)者都有視覺信息處理系統(tǒng)和文字信息處理系統(tǒng),但存在個體差異,例如認(rèn)知途徑和處理視覺、文字信息以及對問題建構(gòu)的心理表征等.教師對教材插圖進(jìn)行開發(fā)利用過程中要充分考慮到學(xué)生個體差異.人教版必修1圖2.2-6是一幅與生活實(shí)際緊密聯(lián)系的插圖,描繪的是一輛行駛的火車通過橋梁,配有文字說明:火車通過橋梁要提前減速.教師在充分了解學(xué)習(xí)者認(rèn)知心理的基礎(chǔ)上,對插圖進(jìn)行多維度開發(fā),對于不善于處理文字信息的學(xué)習(xí)者,給出采集生活中不同形狀橋梁的課題,以“物理攝影展”的形式進(jìn)行展示.善于處理文字信息的可對不同形狀橋梁的設(shè)計原理、建橋的材料及其性能進(jìn)行分析,以小論文的形式進(jìn)行考核;對于善于動手操作的學(xué)習(xí)者,開展以“筑夢”為主題的橋梁模型制作大賽,小組合作共同搭建不同類型的橋梁,各組之間進(jìn)行比賽,增加活動的趣味性.將物理教學(xué)“游戲化”,讓每個學(xué)生都能參與到物理學(xué)習(xí)中,成為教學(xué)活動的主體,同時潛移默化地實(shí)施因材施教.

2.2 重視教材插圖的科學(xué)性和藝術(shù)性充分發(fā)揮插圖的導(dǎo)向和影響功能

教材插圖在選擇和色彩調(diào)和度上都散發(fā)著物理的藝術(shù)氣息,展示著物理世界的奧妙但又不乏科學(xué)性.插圖蘊(yùn)含的物理信息量多于文本,教師帶領(lǐng)學(xué)生“讀圖”時要充分發(fā)揮插圖的導(dǎo)向和影響功能,對教材插圖進(jìn)行全面的開發(fā)利用探究.以人教版必修1第47頁伽利略做銅球沿斜面運(yùn)動實(shí)驗(yàn)油畫圖為例,此圖文字信息只表達(dá)了伽利略做小球沿斜面運(yùn)動的史實(shí),糾正了歷史上綿延2 000多年的錯誤,但細(xì)心的學(xué)生會發(fā)現(xiàn)伽利略在做實(shí)驗(yàn)時并不是一個人孤軍奮戰(zhàn),是許多科學(xué)家相互合作.有的科學(xué)家在觀察小球沿斜面下落變化;有的科學(xué)家在記錄數(shù)據(jù);有的則在相互討論等.這體現(xiàn)了科學(xué)合作的重要性,每一項(xiàng)科技成果均離不開合作,只有合作才能取得共贏.讓學(xué)生搜集哪些科學(xué)家參與了此次實(shí)驗(yàn),物理學(xué)史的大廈是由每一位物理學(xué)家的畢生努力所鑄成的,每一位科學(xué)家的研究成果不管對社會發(fā)展貢獻(xiàn)大與小都值得我們?nèi)プ鹬兀處煾鶕?jù)不同視角全面開發(fā)插圖的教育價值,給出“認(rèn)識物理學(xué)家伽利略”或“閱讀伽利略傳”等拓展課題;以課題匯報或讀書報告的形式進(jìn)行展示.利用插圖的導(dǎo)向和影響功能將傳統(tǒng)的被動學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生群體主動學(xué)習(xí),潛移默化地在教學(xué)過程中實(shí)施德育,有助于提高學(xué)習(xí)者自身素質(zhì)和人文素養(yǎng).

2.3 重視開發(fā)物理教材插圖的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究

物理學(xué)離不開實(shí)驗(yàn),同時實(shí)驗(yàn)也推動著物理學(xué)的發(fā)展.“引力波”的發(fā)現(xiàn)就是最有效的實(shí)例.愛因斯坦在1916年依據(jù)他的廣義相對論預(yù)言引力波的存在.由于引力波非常弱并且很難測量到,驗(yàn)證起來十分困難,但在后繼的100多年里,科學(xué)家們沒有停止過對引力波的探索,直到2016年2月16日美國LIGO實(shí)驗(yàn)組宣布探測到了引力波,物理學(xué)的發(fā)展從此進(jìn)入新紀(jì)元.教師重視開發(fā)物理教材插圖的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究是不可或缺的.以人教版必修2中第六章圖6.3-1卡文迪什實(shí)驗(yàn)室為例,坐落在英國劍橋大學(xué)著名的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室,被譽(yù)為“諾貝爾獎得主的搖籃”.物理學(xué)史上許多重大發(fā)現(xiàn)大都在此探索得到的,教師在教學(xué)過程中可以以該圖為切入點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生建立一個“卡文迪什實(shí)驗(yàn)室科學(xué)實(shí)驗(yàn)庫”,查閱物理學(xué)史上哪些著名的實(shí)驗(yàn)是在卡文迪什實(shí)驗(yàn)室完成的,最終匯總展示,形成一個完整的“科學(xué)實(shí)驗(yàn)庫”,讓學(xué)生切身體會合作的重要性和帶來的成就感.

3 教材插圖資源開發(fā)利用建議

3.1 對教材插圖進(jìn)行篩選合理創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

教師對物理教材中插圖資源開發(fā)利用前要對插圖進(jìn)行篩選,課本中并不是所有的插圖都值得去深入開發(fā).有些插圖的功能僅僅只是配合文字信息,增強(qiáng)物理信息表達(dá)效果,對其進(jìn)行深入開發(fā),并沒有太多的意義.對教材中插圖進(jìn)行篩選后,合理創(chuàng)設(shè)情境,引發(fā)學(xué)生思考;能夠讓學(xué)生從插圖中自主獲取物理信息,并進(jìn)行分析,最后得出結(jié)論.教師在對卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的插圖進(jìn)行探究利用時,讓學(xué)生查閱資料得出歷史上哪些著名的實(shí)驗(yàn)是在卡文迪什實(shí)驗(yàn)室成功,讓學(xué)生進(jìn)行角色扮演,嘗試著做科學(xué)家做過的實(shí)驗(yàn),學(xué)生親身體會科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究過程、體會科學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生的物理探究思維.

3.2 對教材插圖進(jìn)行多維度開發(fā)激發(fā)學(xué)生思維提高學(xué)習(xí)能力

新課程理念下的STS教育倡導(dǎo)要從科學(xué)、技術(shù)、社會等方面多視角、全面地向?qū)W習(xí)者描繪科學(xué)世界的圖景,引導(dǎo)學(xué)習(xí)者更客觀、更全面地認(rèn)識現(xiàn)實(shí)世界.對教材插圖資源進(jìn)行多維度開發(fā),加強(qiáng)學(xué)科之間的交融性能夠激發(fā)學(xué)生思維,提高學(xué)習(xí)能力.任何學(xué)科之間均有交互性,現(xiàn)代社會需要多技能人才.所以對教材插圖資源進(jìn)行多維度開發(fā),給出不同的學(xué)習(xí)模式和引申話題,實(shí)施創(chuàng)新性教學(xué)模式.這樣能夠引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展、健康成長.不同學(xué)生選擇不同領(lǐng)域的引申話題,對其進(jìn)一步深入了解,有利于學(xué)生了解不同學(xué)科及行業(yè),提早做好職業(yè)生涯規(guī)劃,為將來的發(fā)展奠定基礎(chǔ).

3.3 對教材插圖進(jìn)行開發(fā)利用探究秉持以人為本的理念提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

傳統(tǒng)的物理課堂主要以教師講授學(xué)生聽為主,學(xué)生接受知識的過程比較被動,教條化的教學(xué)模式埋沒了學(xué)生活躍的思維和天賦,扼殺了學(xué)生對事物的好奇心.所以教師在對教材插圖資源進(jìn)行開發(fā)的同時更重要的是帶領(lǐng)學(xué)生“讀圖”,讓學(xué)生自己學(xué)會“讀圖”,起初教師可帶領(lǐng)學(xué)生深入分析挖掘教材插圖蘊(yùn)藏的信息,隨后將主動權(quán)交給學(xué)生,讓學(xué)生自己對教材插圖進(jìn)行開發(fā)探究.這樣不僅提高學(xué)生的解題能力,也培養(yǎng)學(xué)生自主解決實(shí)際問題的意識與能力.教師要勇于創(chuàng)新,翻轉(zhuǎn)課堂,將課堂中心轉(zhuǎn)為以學(xué)生為主,大膽將課堂交給學(xué)生,讓學(xué)生在交流互動中學(xué)習(xí),體現(xiàn)現(xiàn)代教育的人文性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,從而提高學(xué)生自身的科學(xué)素養(yǎng).

1 汪永華.淺說一幅插圖的利用.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2000(5)

2 王永勝.高中物理教材“二次開發(fā)”的五種策略.物理教師,2013,34(9):23~24

3 鐘文強(qiáng).高中物理教材呈現(xiàn)方式的研究:[學(xué)位論文].漳州:閩南師范大學(xué),2014

4 宋振韶.教科書插圖的認(rèn)知心理學(xué)研究.北京大學(xué)學(xué)報,2005(6)

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