在大多數物理教師的教學中,已經注意到了用“能量”的觀點來指導學生分析問題和解決問題。
但長期以來,用“能量觀”作為物理教學的一種基本教學指導思想還遠未建立。在教學實踐活動中,也遠未建立起一套比較成熟的教學方法。正因為這樣,物理學的課堂教學效率始終沒能達到較高的水平。為了進一步提高物理教學的效率,本文將對“高中物理教學中用‘能量觀’解決物理問題的高效性”課題進行研究,以進一步豐富高效性課堂教學的研究內涵,為高中物理教學的發展作出一定價值的探索。
1“能量觀” 物理教學的內涵與基本特征
1.1什么是“能量觀”物理教學?
“能量觀”物理教學是一種在特定教學思想指導下的教學,是指教師在實施物理這門特殊學科的教學活動過程中,在闡述、講解、分析、歸納和應用物理知識的教學活動中,在指導學生分析、處理物理問題過程中,始終運用“能量”的觀點來引導、啟發學生的思維,并用“能量”把物理問題聯系起來,高效簡潔地解決問題,并形成物理意識的教學活動。
教師在實施“能量觀”物理教學過程中,教師教育教學活動的思維中心是“能量”,教學緊緊圍繞與“能量”相關的物理情景展開,揭示的是關于物理學各種能量之間的規律,并運用這些規律解決相應物理情景下的各種問題。
很顯然,并不是每一節物理課都要用“能量觀”物理教學這種方法。當我們的教學內容并不大規模涉及能量的轉換、轉移時,這時我們教學的指導思想將發生變化,教學的思維形式必將隨之發生變化。但在高中物理學各知識領域的最終階段,物理知識似乎都與能量有關。因此,“能量觀”物理教學在教學活動中是相當適用的。
1.2“能量觀”物理教學的基本特征
1.2.1整體性特征
“能量”是物體運動變化過程中的一個重要參數。物體在運動變化過程中,其能量起著至關重要的作用。而能量的轉移、轉化與物體整體運動過程密不可分。因此,在實施“能量觀”物理教學過程中,教師必須從整體的角度分析物體的運動和變化,分析物體能量的整體轉換及轉移過程。同時,教師在進行教學設計過程中,還應把相關章節知識內容統整起來,從整體的角度建構所需學習的知識體系,把知識系統化、“能量化”。此外,教師還需編制相應的教學范例,并結合相關知識展開教學,從而建立起學生牢固的“能量觀”。
1.2.2關聯性特征
“能量”的形式是多種多樣的。但各種形式的能量總是相互聯系、相互轉換的。在實施“能量觀”物理教學過程中,教師要善于把各種物理現象聯系起來,把力學、熱學、電磁學、光學、原子和原子核物理學的知識聯系起來,在培養學生的聯想思維能力的同時,使學生能迅速把握物體運動和變化的本質屬性,運用能量相互轉換的各種定律,高效地解決物理問題。
1.2.3本質性特征
“能量”代表著物體運動變化的一種本質屬性。在實施“能量觀”物理教學過程中,教師要始終把握這一本質屬性,讓學生緊緊抓住“物體的運動和變化總是伴隨著能量變化”這一本質屬性去分析問題、解決問題,并運用能量轉換和轉移的相關定律,結合運動學、動力學、電磁學、光學、熱學及原子和原子核物理學的其它物理原理和規律,迅速高效地解決物理問題,并求解出相應的物理量。
2“能量觀”物理教學與課堂教學高效性之間的關系
2.1“能量觀”物理教學是有效提高教師課堂教學能力的重要途徑
教師的課堂教學能力與教師的教學指導思想是緊密聯系的,而教師的教學指導思想很大程度上來源于教師對教學知識內容的整體把握和對教學資源的統整與運用。高中物理各領域的知識體系,其最終的形式都是與能量相關的,在我們運用物理定理和定律解決問題的時候,如果不能迅速與能量轉換與轉移聯系起來,不但不僅不能抓住物體運動變化的本質,也不能提高學生的思維能力層次,同時還將很難提高課堂教學效益,會使課堂教學走向平庸和低效。如果我們能隨時用“能量觀”來審視和引導我們的教學,將會使學生能迅速地從總體上去把握物體運動變化的動因,進一步加快學生解決物理問題的思維速度,使課堂教學充滿智慧,進而高效地完成課堂教學任務。
2.2“能量觀”物理教學是有效提高學生物理意識、建構知識體系的重要方法
學科的意識實際上體現著學科的基本思維品質和思維理念。物理意識包含很多方面,但其中最重要的方面就是“能量意識”。在我們對高中物理知識體系進行分析的過程中,我們不難發現,“能量”實際上貫穿了整個高中物理的知識,是知識框架中的最高境界。實施“能量觀”物理教學不但可以給學生構建起完美的知識體系與大廈,而且可以不斷強化學生用能量的觀點來分析問題、聯系問題,進而巧妙高效地解決物理問題的能力。
2.3“能量觀”物理教學是高效提高學生邏輯思維、整合板塊知識的重要手段
物理問題的情景同樣遵循一定的數學邏輯,能量的轉換與守恒本身就是物理量之間的邏輯變化,在我們分析一種能量與另一種能量的關系時,不但要考慮能量本身的規律,還需要考慮能量之間的數學運算方法,這種方法的選擇同樣需要強有力的邏輯思維來支撐。由于能量之間的轉換是廣泛而多樣性的,因此,在實施“能量觀”物理教學的同時,必然需要對各物理領域的知識進行整合,在綜合分析物理過程之后,把各部分知識聯系起來,使用各種能量定理和定律來解決相應的問題。因此,“能量觀”物理教學是有效提高學生邏輯思維,整合板塊知識的重要手段。
2.4“能量觀”物理教學是有效提高學生實踐能力、節約物質資源的重要措施
就物理學科而言,最好不過用“能量”的觀點來指導學生物理學習。學生要高效實施社會實踐,參與研究性學習和各種課題研究,必須考慮研究和實踐的“績效比”,即必須考慮智力與時間的投入與得到成果的價值之比。實施“能量觀”物理教學本身就將不斷培養學生的能源意識,培養學生對自然界能量開發與運用的科學觀點,這樣的教學不但使學生更善于用科學的方法來分析問題,更能使學生養成節約資源,提高效率的基本觀點,這與我國現在倡導的“節約型社會”是完全吻合的,對學生的未來發展必將產生深遠影響。
3高效性“能量觀”物理教學的反思
“能量觀”物理教學體現了物理學知識的運用方法的最高境界,在教學實踐活動中,確實提高了學生的物理意識和分析問題、解決問題的能力,提高了教師的課堂教學效率,使物理教學走向了高效化。通過長期教學實踐的總結與反思,我們認為還應從以下方面作更深入的探討與研究:
3.1進一步豐富“能量觀”物理教學的內涵,使之更具有理論性
“能量觀”物理教學體現的是一種教學思想,同時也體現了一種嶄新的教學方法論,但要把思想轉化為一種理論還需要進一步深入研究與探索。
我們要進一步分析從初中到高中乃至到大學的物理知識體系,進一步建立相對完整的能量體系,從而進一步建立起教師“能量物理學”的知識網絡。這樣,“能量觀”物理教學必將得到更為強大的理論支撐,使物理教學煥發出耀眼的光彩。
3.2進一步加強“能量觀”物理教學的課題教學研究,豐富實踐經驗
對教學課題研究是豐富“能量觀”物理教學的基礎,在這一基礎研究過程中,必將促使我們進一步反思“能量觀”物理教學的科學性與嚴密性。我們應對高中物理知識的五大基本領域進行深入的分析,對相應的教學知識內容“能量化”,這不但可以強化學生的“能量意識”,還將進一步提高知識學習的系統性和傳承性,將進一步提高課堂教學效率,突顯物理教學的高效性。
3.3進一步加強“能量觀”物理教學的高效性研究,使之更具可操作性
雖然教學手段和方法是靈活多樣的,但在靈活性中也同樣體現出一定的規律性。因此,我們要進一步加強“能量觀”物理教學的基本模式研究,使之更具可操作性,這樣課堂教學的效率將進一步提高,教學質量也將得到保障。
運用能量的觀點來指導我們的物理教學、豐富我們的教學實踐活動、創立更新的課堂教學理論,提高我們的課堂教學效益是我們物理教學工作者真正需要探討和研究的問題。在國際能源爭奪日趨激烈的形式下,我們更應該加強學生“能量意識”的培養和方法論的討論,使物理教學充滿生機與活力,展現出中學物理教學應有的魅力與風采!
(欄目編輯鄧磊)