高中学生物理隐性学力的提升

2017-09-04 21:46金嵩洲
关键词:高中物理

金嵩洲

摘 要:在高中物理教学中,教师一般更多地关注学生的显性学力,对学生隐性学力的认知和培养远未引起重视. 较高的隐性学力有利于激发学生对物理知识深层次理解探因,有利于保持学生物理学习的可持续性,真正提升学生的思维品质与核心素养.教师可多途径提升学习方法、思维能力、学科情感等层级的隐性学力.

关键词:高中物理;隐性学力;显性学力

题记:笔者刚毕业的学生中有位包同学,高三一轮复习,他作业一般会迟交;他说他习惯先整理,再做作业.一轮复习结束后,他主动和我商量,作业能否暂时不做,他觉得还有很多漏洞,需要自己再梳理一次……五月份后,包同学又开始交作业了……高考,包同学考取了国内名牌大学的核物理专业.

包同学平时成绩并非出类拔萃.是什么驱使他对知识孜孜以求,且对自己的学习情况有准确的感知,能够独立学习……他一定有一些特殊的能力或品质,是一般学生欠缺的. 笔者认为,他的这种特殊的能力或品质就是所谓的隐性学力.

一、显性学力与隐性学力

(一)学力

学力是学习学科教材的结果,表现为外显化的学业成就,即知识与技能;同时也包含在掌握知识的过程中获得的学习潜力,即学习方法、科学方法、探究能力等.[1]

(二)显性学力与隐性学力

有学者用“四层冰山模型”形象地表述了显性学力与隐性学力的关系,露在水面的一层是显性学力:知识与技能、理解与记忆.在水面下的三层则是隐性学力:思考力和问题解决力、兴趣与意欲、体验与实感.[2]

显性学力,主要指知识与技能.隐性学力,主要指学习方法、思维方式、情感态度和价值观.[3]显性学力与隐性学力的差异见表1.

表1

[差异 显性学力 隐性学力 学习结果的可观察性 测试成绩等外显的学习结果 难以考察、不易外显的学习结果 对学习的功能 表现为学习对当下的作用 表现为学习对将来的作用 “三维目标”中的体现 知识、技能的获得 学习态度、情感、价值观的确立 ]

二、提升隐性学力对高中物理学习的意义

(一)有利于激发学生对物理知识深层次理解、探因

隐性学力低的学生,学习主要着眼于测试成绩,教师给予的正确、规范解答等.而隐性学力高的学生,知识的学习更关注问题本源,有时不以简单的对或错为目标.常遇到这样的学生,考试成绩并不拔尖,但对问题有自己的见解,不盲从、不止步于参考答案;较高的隐性学力促使他对知识进行深层次求索,其对知识的掌握要明显优于一部分“高分”学生.

(二)有利于保持学生物理学习的可持续性

隐性学力的高低,决定了学生的思考力和问题解决力.学习竞争,特别是顶尖学生之间的竞争,主要是思考力的竞争.国内名校“三位一体”等考试,题目背景全新,没有独立思考力,没有对问题抽象、建模、解决的能力,不可能在此类竞技中有所斩获.为求知而学,为解惑而学,感受物理知识的深邃,感受豁然开朗的片刻欢愉,学生会对物理学习更加渴慕,产生持续学习的动力.

(三)有利于提升学生的思维品质与核心素养

学习本身是艰辛的,每一次阶段性测试的结果总有喜有忧.拥有较高隐性学力的学生,能淡化外在测试结果的好坏,由“兴趣与意欲”驱使,在艰涩的探索之后,切实体验理论联系实际、理论指导实践的魅力.隐性学力较高的学生,更有兴趣动手解决实际问题,在实验、实践、竞技对抗中,激发自身的学习潜力,提升思维品质和核心素养.

三、提升学生隐性学力的途径

(一) 由做至议,关注问题解决,提升学习方法层级的隐性学力

案例1 《全反射》一课教学片段

如图1,教师演示完光导纤维实验后,请学生做“水流导光”实验,学生的学习热情被点燃.

教师设问:①为什么光线“乖乖地”被束缚在水中传播?

②如图2,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出.若将入射光向N端平移,当第一次射到EF上时______(选填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.

③为了成功演示“水流导光”实验,若开孔位置不变,注水量多一些好还是少一些好?

④请你用“水流导光”实验,验证你的猜想与分析.

单纯实验,或单纯理论推演,学生都是被动接受,教学对学生的启发是有限的.实验演示、课堂讨论、实验验证相结合的教学过程,更符合科学研究的进程.步步为营的问题设计,使学生拾阶而上.问题驱动下,学生学得更深刻,基于学习方法的隐性学力得到逐步提升.

(二)由表至里,关注抽象建模,提升思维能力层级的隐性学力

案例2 “1∶3”现象

1.模型的呈现与解读

[模型](高考题改编)一物体静止在光滑水平地面上,先对物体施加一水平向右的恒力F1,经时间t后撤去F1,立即再对它施加一水平向左的恒力F2,又经过时间t后物体回到原出发点.两力大小之比F1∶F2=____________.

教師讲授:如图3,物体先由O点静止起匀加速至A点,在A点撤去F1,加上F2;此时并未立即折返,而是要先匀减速到B点,然后反向匀加速.如果对A→B→O过程分段讨论,会把第二个t“拆碎”,从而增加方程数量.本题已知条件较少,如果引入较多的方程,求解可能比较烦琐.

我们采用矢量方程,取向右为正方向: O→A:x=a1t2 ①

A→B→O 全程:-x =vt-a2t2 且 v=a1t,得 -x =a1t2-a2t2 ②

①+②,整理得:a1∶a2=1∶3,故F1∶F2=1∶3.

教师拓展:本例中条件是抽象的、理想化的,第一个t内只有一个力F1,第二个t内只有一个力F2,F1、F2的实质是合力,故当分过程中包含多个力,只要时间比仍为1∶1,则合力比为F1合∶F2合=1∶3 .

2.模型深化,加入做功、能量分析

[变式1]上述过程中,F1、F2分别对物体做的功W1、W2的关系是W1∶W2=__________ .

(生思考.学生分析F2做功出现较多差错.路程、位移混淆,矢量方向混乱.)

(教师请生1回答)生1:1∶3.

师:请你分析一下,为什么是1∶3 ?

生1:F1向右,位移为向右的x;F2向左,尽管有折返,F2有效位移为向左的x…

3.模型深化,多力作用下的具体应用

[变式2]如图4,匀强电场为E,方向水平向左,一带电量为+q,质量为m的物体放在光滑水平面上,在恒力作用下由静止开始从O点向右做匀加速直线运动,经时间t恒力做功60J,此后撤去恒力,物体又经过相同的时间t回到出发点O,设O点的电势能为零.

师问:恒力多大?(生思考.尽管之前解读过多力作用下,合力之比为1∶3,但少量学生仍无法短时间掌握并运用.片刻之后,教师请生2回答.)

生2:恒力F=4qE/3 .

师:说说你的解题思路.

生2:由模型及拓展知,F1合∶F2合=1∶3,即(F-Eq) ∶Eq=1∶3…

师:经时间t,F做功为60J时,电场力做功是多少?

生3:45J.

师:此时动能呢?

生4:15J.

师:从能量的流向看,力F做功输出60J的能量,有 45J流向电势能,有 15J流向动能……

4.模型深化,基于题设条件的分类讨论

[变式3](2015上海高考题)质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下,由静止开始从水平地面向上运动,经一段时间,拉力做功为W.此后撤去拉力,球又经相同时间回到地面.以地面为零势能面,不计空气阻力.求:(1)、(2)略,(3)小球动能为W/5时的重力势能Ep.

师佯解:变式2中,力F做功,有 45J流向电势能,有 15J流向动能,电势能与动能之比为3∶1.同理,本题中当动能为W/5时,重力势能为3W/5.

(生思考.不少同学的思维被教师的解题方向禁锢,难有其他想法)

师引导:请大家再读一下题目……有没有重要发现……(生5跃跃欲试,教师请生5回答)

生5:题中说——经一段时间,拉力做功为W.

师:对此,你有什么看法!

生5:本题需要分类讨论,若“球动能为W/5”出现在拉力作用阶段(拉力做功为4W/5时),重力势能为3W/5;若“球动能为W/5”出现在拉力撤去之后,由总能量守恒知,重力势能为4W/5…

对模型的讲解,不局限于模型本身,从呈现→解读→拓展→特例分析,其间渗透抽象、建模、对比、类比等思维方法,运用变式、反问、试错等教学方法,由浅入深、由此及彼,在激疑、议疑、释疑过程中,不断锤炼学生思维,从而提升学生思维能力层级的隐性学力.

(三) 由学至用,關注实际生活,提升学科情感层级的隐性学力

案例3 实际浸润问题探究

在人教版选修3—3液体表面张力和浸润、不浸润相关知识的学习后,教师预留了一定时间,请学生探究体验.教师提供了多种材料和一种液体,请学生动手操作,观察这种未知液体与各材料间是否浸润(如图5).

高同学联想到厨房酱油瓶的下面总是有黑乎乎的酱油痕迹,这是由于每次倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流下来造成的.高同学想,只要选择恰当的材料做酱油瓶的瓶口,就能保持瓶子清洁.他把这个想法大胆地告诉老师,老师给予他肯定和鼓励.

鼓励学生关注生活,物理的广泛应用,使学生对物理学习充满憧憬;学以致用,使学生的学更接地气.孕育服务社会的科学情怀与价值观,能使学生产生源源不绝的求学、求知动力.

四、对提升学生隐性学力的建议

(一) 注重学生的能力倾向

能力倾向反映了每位学生的学习史,并随后影响其学习的初始状态;反映了学习者的个别差异.[4]272

隐性学力的培养要基于学生的能力倾向.笔者曾任教学校的中加班,这些学生底子较薄,开始几节课课堂注意力涣散.随后的每节课,力争以实验引入、核心知识点不超过三个、少讲授多提问讨论.一段时间后,这些学生的隐性学力被慢慢激活,注意力容易集中了,愿意思考了,喜欢探究了.

(二) 注重学生的内反馈

内反馈,又称固有反馈,指练习者不依赖外来帮助而自己获得的反馈,它可以是练习者在执行某个动作时肌肉的动觉感受器提供的感受,也可以是练习者对自己行为结果的直接观察.[4]190

隐性学力的培养要运用学生自身的内反馈.高三复习,有些知识点学生一错再错,却熟视无睹.教师不定期地将学生作业、考试中的错解用照片记录、投影仪展示,且避而不评,请学生找错误,学生兴奋度立刻被调动,谈笑间判错、纠错,平时再遇到此类问题,会主动思考.

(三) 注重学生的内驱力

内驱力指在需要的基础上产生的一种内部唤醒状态或紧张状态,表现为推动有机体活动以达到满足需要的内部动力.[4]291

隐性学力的提升,要激发学生的内驱力,使学生勤于思考、乐于探索.比如,在面对一个棘手问题或一道难题时,教师加上一句:“我往届的学生,只有×××给出过巧妙的方案”“这个题当时的正答率只有……”,往往会收到意想不到的效果.

教育是一片云推动另一片云,一棵树摇动另一棵树,一个灵魂召唤另一个灵魂的成长.愿我们都做教学的有心人,关注学生的隐性学力,关注学生的生命成长.

参考文献:

[1]徐征.从概念到模型研究的日本学力论[J].黑龙江高教研究,2008(11):57-61.

[2]钟启泉.“三维目标”论[J].教育研究,2011(9):62-67.

[3]岳欣云,董宏建.论小学生数学隐性学力的提升[J].课程·教材·教法,2016(10):63-68.

[4]皮连生,等.教育心理学[M].4版.上海:上海教育出版社,2011.

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