例谈启发式教学模式在大学物理教学中的应用

刘淑红+李凤+华冰鑫

摘要：本文对启发式教学法中的“微课”探索方式和“深入浅出”讨论法的课堂教学模式进行了一定的研究，提出了在教改中所实施的方案，结合探究式教学模式，使“引导”和“呼应”及教学相长在教学中更易于实现。

关键词：启发式教学模式；“微课”探索方式；深入浅出讨论法；引导思路

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）14-0217-02

教学过程是知识传授的过程，也是教学双方相互配合、相互“进取”的过程，要想较好地完成这些过程，教师应在传授知识中启发学生探索未知的同时，应不断从学生回馈知识掌握程度的过程中得到“反哺”，即教师应借助必要的方法来逐渐提高自己的“启发”水平，同时也应借助一定的方式来逐渐“探究”学生掌握知识的能力，只有这样才能使得教与学逐渐相长。

一、以“微课”探索的方式进行启发式教学

授课中有不少的微元段落或概念具有“启发价值”，因此可对这些微元段落或概念进行启发模式的设计和教学。

教学中，只有“配合默契”的教学模式才能达到预期的效果，即启发模式的设计与实施应与学生的呼应相匹配，否则应调整启发的方式或用逐层递进的模式，以达到启发的效果。

（一）構建多层次启发模型设计引导思路

教学中采用多种启发引导模式，这样不仅可以避免因“启发”不利或失败情况下，被迫回到灌输式的教学模式中，又可以锻炼教师的教学技巧，巧妙地“渡过”难关，以使启发式教学能够继续进行下去。

此种方法的设计流程如下：（1）把教材划分成一个或数个“可启发”的概念或“知识体系”模型；（2）研究模型内或模型间的逻辑关系，选择适当的模型素材，设计多种启发模式的引导思路；（3）研究学生的基础知识结构并设计与之“相适应”的启发模式。

例如：曲线运动的启发式授课过程可按上述步骤为：（1）把教材中的速度、速度变化模式等作为“启发”探究系统；（2）速度及变化的逻辑关系是矢量及其变化，因此选择矢量的“大小”和“方向”变化及变化率作为研究的模型素材并作为启发模式的引导思路。（3）判断学生已掌握的基础知识。故可设计“矢量”、“矢量大小变化”、“矢量方向变化”及“两变化量及变化率”间的关系作为启发的引导模式。

（二）师生合作完成讨论

上述工作完成之后，启发模式按“知识”或“概念”的难易程度探究式递进即可。

1.概念性启发，此类“启发”比较简单往往容易取得成功。例如：教师用矢量的“含义”来引导学生，很容易得出矢量的“大小”和“方向”的概念。

2.抽象概念或理论过程中的启发，此类问题在启发模式运行过程中，必须经过逻辑推理、运算等辅助工具的配合下才能得到答案，因此，需要分步引导才能完成。例如：曲线运动的启发式探究授课过程可按如下分步进行（所有问题均可画图说明、板书运算及多媒体演示）：第一步：矢量“双重性”的启发式探究过程。教师问：在物理中用带箭头的符号表示什么量？学生：矢量。教师：矢量和标量有什么区别？学生：标量只有大小而矢量既有大小又有方向。教师总结：标量只有“单一”性而矢量具有“双重”性。第二步：矢量方向“变化量”的含义的启发式探究过程。教师：知道标量只有大小的变化，那么矢量的变化也是如此吗？学生：不是，还应有方向的变化。教师启发：如果让一个有向线段绕其起点转一个微小角度，其端点的“位移”表示什么变化量？学生：应该是“转动”引起的变化量，教师：此时该有向线段的方向改变了吗？学生回答：改变了，教师：这种变化量什么？学生回答：方向的改变量。第三步：质点做曲线运动的加速度矢量的表达式的启发式探究过程。教师：曲线运动加速度是矢量，其在“自然坐标”系怎么表达？学生回答：等于法线加速度与切线加速度之和。小结：矢量有“双重”性，其对时间的变化率的两分量垂直。

二、用“深入浅出”的讨论法来探究适宜的启发模式

通过类比、还原、因材施教等多种讨论方式来寻找启发与“响应”的共鸣点，即探究与教学相适宜的启发模式。

（一）构建“讨论”模型设计引导思路

此种方法的设计流程如下：（1）汇集教材中具有“类比”、“还原”等概念的典型素材或知识系统并扩展素材建构讨论体系；（2）设计因材施教的启发引导体系建构分层次讨论模式；（3）研究引导素材的逻辑关系，选择适当的模型素材，设计启发式引导思路。

例如：相对性原理和光速不变一节的探究过程可按上述步骤为：（1）汇集教材中电磁场理论中的“光速”表达式作为可类比的典型素材并把牛顿力学中惯性系及惯性系中的相对速度作为类比扩展素材构成讨论体系；（2）惯性系中的相对速度及电磁波的“相对性”作为分层次讨论模式；（3）电磁波的速度与光速表达式有无“相对性”关系、牛顿相对性原理及爱因斯坦相对性原理作为启发式引导思路。

（二）师生合作完成讨论

（1）惯性系、惯性系中的相对速度及加速度的简单讨论；（2）用惯性系与非惯性系的关联式启发学生得出牛顿定律成立的条件；（3）用惯性系与非惯性系的关联式启发学生得出牛顿相对性原理的讨论；（4）用惯性系中（如“地球”可看作惯性系）电、磁、光及热学等其他物理现象成立的“事实”及牛顿相对性原理讨论过程的“经历”启发学生“得出”爱因斯坦相对性原理的讨论；（5）用爱因斯坦相对性原理启发学生得出电磁场理论在惯性系是成立的；（6）用电磁场理论中的光速表达式中的光速是常数来启发学生得出光速不变即在所有惯性系中光速不变的结论。

例如上述（4）及（6）的讨论如下：A.用惯性系中（如“地球”可看作惯性系）电、磁、光及热学等其他物理现象成立的“事实”及牛顿相对性原理讨论过程的“经历”启发学生得出爱因斯坦相对性原理的讨论。教师：根据前面的讨论，牛顿定理在惯性系中是成立的，那么在我们所在的惯性系（如“地球”可看作惯性系）中，电、磁、光及热学等其他物理现象是成立的，对吗？学生回答：是的。教师：也就是说在我们所在的惯性系中，所有的物理现象都是等价的存在，对吗？学生回答：是的，教师：在另一个惯性系比如做匀速直线运动的飞机上难道只有力学现象单独存在？学生回答：不是的，都“应”存在。B.用电磁场理论光速表达式中的光速是常数来启发学生得出光速在惯性系中不变的结论。教师：根据爱因斯坦相对性原理，电磁场在惯性系中是成立的，对吗？学生：是的，教师：光速等于常数的表达式怎么解读？学生：在某个惯性系中光速是个常数。教师：光速在任何惯性系中都不变。

三、总结

启发式的教学方式相比较传统教学更加灵活，更能激起学生对物理学科的兴趣，调动学生参与物理探究的主体性与积极性。其在教学过程中可以达到深入浅出的教学效果，常能唤醒学生的思维“动力”、激发学生的想象力、提高学生对问题多角度的思考并且加深了其对知识的理解。

我们把启发式教学模式引入到大学物理的教学中来，一方面是因物理教学是一个由浅入深的循环过程，也具有诸多的启发切入点和“环绕空间”。另一方面是因为物理教学也要由重知识转变为重方法的指导，提高学生自主学习能力。启发式探索的运用，可以打破传统以教材为中心的封闭式教学，将物理学的所有知识贯穿融合切实做到温故而知新。通过对课堂教学进行有效延伸与拓展，提供更为丰富的教学内容，将学生的物理视野由教材引向生活，让学生有一个更为轻松的学习环境。这样可以让学生掌握更多的信息以丰富他们的物理思维表象，这样更加利于学生物理思维能力的培养与发展。

参考文献：

[1]张三慧.大学基础物理学[M].北京：清华大学出版社，2009.

[2]刘克哲，张承琚.物理学[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]霍剑青，大学物理实验信息化教学与物理实验教学方法的研究[J].中国大学教学，2007，（5）.

Abstract：In this paper，the heuristic teaching method in "micro class" and "easy" way to explore the discussion teaching mode was studied，which we implemented in the reform scheme，combined with the inquiry teaching mode，the "guide" and "echo" and teaching long easy to implement in teaching.

Key words：heuristic teaching mode；micro class exploration；simple discussion；guiding ideas