理：物理教学必要的追求

滕玉英

1 问题起因

本人有幸听了五节《杠杆》(苏科版)第一课时的同课异构新授课,任教的都是不同学校已有十多年教龄的教师。他们共同的优点:根据新课程教学理念“由生活走向物理,由物理走向社会”组织教学,改变传统满堂灌,能以实验、实物等直观事物或现象导入新课,重视学生自主学习方式。在师生对话互动、预设生成中,让学生真正认识什么是杠杆及杠杆的五要素,学会作杠杆示意图。但本人认为其不足之处都是没有讲“为什么要引入力臂这一概念”,没能突破“力臂”这一概念在理解上的难点,似乎是为学知识而讲知识,没有真正挖掘知识的内涵、要义。这恐怕也是我们不少物理老师在教学中容易忽视的一个重要环节。

记得在另一次听复习课时出现过这样的一个对话,“为什么要学密度?”“是为了考试。”听了真是又好气又好笑。学生对学过的物理知识不知道学它有什么用或为什么学它?这样在学生心目中形成的知识是死知识,降低了学生学习物理知识的兴趣和热情。所以,物理教学不能忽视“理”,要培养学生讲理、说理、论理、明理、用理,形成良好的思维品质,提高学生分析问题和解决具体问题的能力,真正落实物理教学目标——培养学生科学素养,使其不仅掌握知识和技能,更能懂得过程与方法,提升学生学习物理的兴趣,培养学生的科学态度、科学精神和科学合作意识。

2 问题症结

反思教师为什么会忽视这一教学重要环节的架构呢?本人以为有以下原因:部分教师缺乏对教材的二度开发。这些教师能较好地教“教材”,而没有能很好地用“教材”教,教学不能作深层思考,教学定位发生偏差。教材中只是涉及到什么是杠杆?杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,教师没有很好的利用教材进行二度开发,二次备课,只能满足教材上是什么,就教什么,讲什么,而没有追问为什么要学它,使学生停留在学习知识的表层,而不能深刻领会“力臂”的“理”。

部分教师缺少对学生的学法指导。教师忽视了教学重要环节“过程和方法”,传统的教学观还在影响教师的教学行为,只满足讲完知识,试图留更多时间让学生多练,如何作力臂。而关键地方没讲清,为什么要学力臂,作力臂示意图又是分哪几步骤,就急着让学生依葫芦画瓢,学生学得很茫然、被动,不能很好理解物理本真。

部分教师缺失对教学的反思习惯。很多教师仍停留在完成“教案”讲解,而没有真正站在学生层面考虑学情,为学生“学”服务。学生做错,再讲再做再订正,搞题海战术,而不能反思“我的教学有效吗?”“有没有比这更有效的教学?”“学生为什么做错,做错原因在哪里?”“怎样不会做错,怎样才能减负增效,怎样才能真正为学生着想,为学生终身发展服务?”教学反思、教学研究缺乏。

3 教学建议

新课程提出:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。”所以,我们

教师组织、引导学生学习物理概念、定律时,要根据学生认知最近发展区,创设物理情景,逐步引导学生养成有物讲理、有物说理、有物论理、有物明理、有物用理的物理学习习惯。这样,通过课堂教学,不仅能让学生明白所学的知识是什么,更能培养学生深层追问的学习习惯,培养学生善于思考的本领,真正明白每天学习的内容,从而使学生每天变得更聪明起来,变得更有思想起来,变得更有能力起来,变得更有活力起来。

3.1 讲理

物理教学应该贴近学生生活,创造适合学生学习的物理课堂。想学生所知,思学生所难,根据学生认知最近发展区,寻找新知最佳生长点,由已知生成未知,用学生明白的话讲他不明白的道理,让学生对所学知识豁然开朗。达到水到渠成、顺理成章的教学效果,真正理解学习难点。比如为了引入“力臂”概念,可以列举生动形象的杠杆实例,学生在幼儿园时玩的跷跷板,试问“一个小孩能把自己爸爸翘起来吗?”“怎么翘起来?”学生能根据自己亲身经历、生活体验(图1)讲出方法,小孩向远离转动点(即支点)移动或爸爸向靠近转动点移动,从而体会到这里不但与力的大小有关,还与距离有关,所以有必要引入“力臂”概念,使学生豁然开朗,感悟所学知识背后的“理”。

3.2 明理

教师可以通过实验、设问、小故事、习题等各种方式,创设物理情景,引出相应内容所包含的物理概念、规律,使学生对所学物理知识感觉不是枯燥乏味的、不是强加给他的,而是真实鲜活的、亲身感觉到的,真正领悟所学物理知识“理”的魅力所在。比如,怎么讲清“力臂”是支点到力的作用线的垂直距离而不是一般的长度?可以创设情景,在铁架台上支起一杠杆(图2),一端挂钩码,另一端用弹簧测力计拉,竖直向下拉、再斜着拉,分别使杠杆静止在水平位置,比较两次弹簧测力计的示数,发现斜着拉时读数比较大。从而又引出这里力臂的距离不是点到点的距离,而是支点到力的作用线的距离。让学生对所学物理知识融会贯通。

3.3 说理

语言是思维的工具,课堂上可以通过教师预设的问题,不断追问,像“苏格拉底的产婆术”启发学生积极思维。在师生对话互动交流中,暴露物理思维的过程,将学生心灵中的智慧不断引出、不断发展、不断生成,悟出真知真理。培养学生学习物理的科学性原则,凡事应讲事实,摆道理,而不是凭空乱猜瞎说、凭空想当然下结论。真正提高学生解决问题的分析判断、推理归纳、综合评价能力。比如在探究杠杆平衡条件时,可设置这样的对话分析情景:

师:杠杆平衡并处于静止状态应满足什么条件呢?思考一下:肯定与哪些物理量有关?

生:与动力,动力臂,阻力,阻力臂有关。

师:对了,它们之间有什么样的具体关系呢?

(学生盲然,教师寻找学生的知识生长点,可以结合小时候坐的跷跷板。)

师:小时候都做过翘翘板,若小明想把爸爸翘到水平位置,有什么办法?

生:小明向远离支点方向移动或者爸爸向支点靠近。

师:这里改变了什么?

生:力臂。

师:若瘦小的妈妈代替爸爸,妈妈坐的地方应比爸爸力臂长还是短?

生:长。

师:从这里你发现,使翘翘板平衡在水平位置,力大时对应的力臂应该……

生:小一点。

师:力小时,对应的力臂应该……

生:大一点。

师:力与力臂之间有怎样定量关系?同学们自己猜猜看……

这样学生很容易猜想到力和力臂大小成反比,动力与动力臂的乘积,可能等于阻力和阻力臂的乘积。

现在要证实同学们的猜想,怎样设计实验呢?我们教师可以再次设计问题,引导学生理解实验方案。

在学生明了实验方案后,让他们进行亲自实验,收集数据填入表格。如下表:

表1 学生进行实验所收集的数据

实验次数动力F₁/N动力臂/cm阻力F₂/N阻力臂/cm

11100.520

20.5200.520

3120210

40.3150.59

在尊重实验事实的基础上,教师再组织学生处理数据,交流评价。

师:大家通过实验,已经各自收集到数据,现在你将怎样处理数据,从中你发现了什么?

生:因为前面分析中已经知道力大时力臂小,我就试着把收集到数据进行“动力×动力臂,阻力×阻力臂”的处理,这样可证明它们乘积是否相等。

师:很好,请同学把自己设计的表格根据需要,再增添两列F₁L1与F₂L2,一起计算数据。

学生自己得出:杠杆平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂。

即F₁L1=F₂L2。

学生在经历探究活动过程中,探究的思维程序及其各要素得到极好的培养,逐步领悟到物理学习的“过程与方法”。

3.4 论理

学生学完新的物理概念、定律后,还要进一步学会运用它解决具体问题,学会评判自己解决问题的方法、思路是否正确,有何理论依据,尝试把自己的过程用语言表达出来。这要求我们教师教会学生养成感悟、反思的习惯,逐步培养学生思维的敏捷性、灵活性、深刻性、独创性、批判性。例如在学完杠杆平衡条件后,可让学生试着解决下面问题:

师:杠杆左端距支点4格位置挂3个钩码,右边现最多可挂6个钩码,有几种方法可以使杠杆平衡在水平位置?

生1:在4格位置处挂3个钩码。

生2:在3个位置处挂4个钩码。

生3:在2格位置处挂6个钩码。

师:你怎么知道的?

生:依据F₁L1=F₂L2,

左边为F₂L2=3G0×4L0(1)

F₁L1=F₂L2,

F₁=F₂L2/L1

师:变式(1)两端各减少一个钩码,杠杆是否平衡?为什么?

生:这时,左边F₂′L2=2G0×4L0,

右边F₁′L1=5G0×2L0,

F₂′L21