學習物理的過程,是知識循序漸進、逐步積累的過程。針對這一特點,教師在教學過程中,可采取程序設疑教學法——針對某一節內容、一個題目或一組物理數據按一定程序不斷地設置疑問,逐步引深內容的內涵和外延,從而揭示物理規律的方法。
1.理論依據
自上世紀70年代以來,國外開始試驗一種被稱為“程序之匣”的教學方法。它有點像玩具,里面設置機關,當學生準確解決了一個問題之后就可輸入結果。這時,匣子里的機關自動打開并“跳”出另一道問題來,它比前一個問題略難。
每一個匣子就是一組或多組程序習題,具有一個教學單元或一小節的完整的知識結構。問題由易到難,由淺到深,形成一個前題啟發后題的相關性知識結構。同一組題中,題型較多,有選擇、填空、敘述、計算等。這就是“程序之匣”。
匣子上有計時裝置,學生在規定的時間里解不出題來,匣子會自動“跳”出一行提示,學生也可自己按下要求給予提示的鍵位。據說,這匣子很適合小學和中學學生使用。但實際上高中學生使用較少。“程序之匣”的程序編制及機關的微電子控制電路都頗費工本,非我們現在一般學校的財力所能為之。在我們的條件下用程序式的習題組進行,(顯然,不是任何時候都可以這樣做的。比如概念性很強,理論層次結構復雜的章節僅用程序題組也許就“說”不清楚。)則是可行的。
把編排好的程序題組印發給學生,讓學生按題目的順序做,也允許他們討論,教師只作巡回個別輔導。
在程序題的編制過程中,需要注意以下幾點:
(1)題組要能包含所要完成的教學內容,重點地方可用不同題型適當重復。
(2)程序題組應具有不陡的知識結構梯度,相鄰題之間盡可能做到有提示式的相關性。
(3)題目容量要配備得當,數字要盡可能好算,最好是用心算就能得出結果,不使學生在繁瑣的計算上耗費精力。
(4)適當照顧與前置章節的有用概念的關聯。
2.設疑七法
物理課堂教學同其他課程一樣,是在不斷的設疑、釋疑過程中進行的。在教學過程中,教師要把握時機適時設疑,巧妙解疑,對于促使學生學好物理知識,培養能力,調動學習積極性很有好處。
(1)導學設疑。一般用于指導學生預習,如疑問式導學提綱就屬于這一類。每節課印發導學提綱,根據教學內容,由淺入深提出一系列的問題或物理情境,引導學生看書,使預習有序并能抓住重點。如講“杠桿”一節,導學提綱三點設疑。什么是杠桿?有關杠桿的五個名詞的意義是什么(支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂)?給出幾組杠桿模型圖,要求學生標出支點和力臂。學生按此設疑順序自學,不但抓住了重點難點,而且調動了邏輯思維。
(2)導入設疑。一般用在每節授課的開始,目的是通過設疑、釋疑激發學生興趣,自然導入新課。方法可以用教師提問法、學生練習法、實驗法等。設疑的內容可以是基本概念的復習、定理定律的應用、運用公式解題等。設疑的要求是抓住重點,步驟簡捷,力求吸引學生,自然引入新課。
如講“物體的浮沉條件”一節,一上課教師先做三個演示實驗:①將一木塊浸沒水中,木塊漂浮;②將一鐵塊浸沒水中,鐵塊沉底;③將一塊石臘浸沒水和酒精混合液(事先配好ρ =0.9×103kg/m3)中,石臘懸浮。此時設疑“物體的浮沉條件是什么?”一下子把三種物理情境活生生擺在了學生面前,激發了學生的學習興趣,自然導入新課。
(3)遞進設疑。一般用在每節課的授課過程中,目的是通過由淺入深、由簡到繁、由表及里的逐步設疑使學生掌握物理概念的本質,領悟研究物理問題的方法。設疑要注意層次清楚,要照顧釋疑推理的邏輯性和由易到難的遞度。
如初中物理“浮力”一節。一上課首先設疑:浮力的大小等于什么?通過實驗得到答案后,進而設疑:浮力產生的原因是什么?引導學生做了正立方體浸沒在水中時上、下表面所受壓力的有關計算得出結論后,第三次設疑:任意形狀的物體浸沒在水中受到的浮力的大小又等于什么?如此設疑,釋疑不但講清了浮力的兩種計算方法,而且為下一節講阿基米德定律埋下了伏筆。
(4)誘導設疑。一般用在學生思考問題或演練習題遇到困難時,為學生解決問題搭梯子。
如簡單機械中的公式包括杠桿、滑輪、輪軸、斜面的機械公式都是在理想狀態下(額外阻力為0)導出的,而講機械效率的有關概念時則要考慮額外阻力。為了清除學生的思維障礙,可以將理想狀態下推出的機械公式為基礎設疑:如果額外阻力不為0,那么作用在機械上的動力的大小將如何?作用在機械上的動力功和機械克服阻力的阻力功又將如何?從而為講清機械效率搭了橋,鋪了路。
誘導設疑有時也用在布置作業之后,在較難習題的關鍵處設疑,以排除學生在解題中的釘子,但又不包辦代替,而是讓學生在釋疑中(通過設疑所搭之橋)求得解答。如講完“滑輪組”布置這樣一道題:一滑輪組承擔動滑輪和貨物的總重力的繩子共四股,若每個動滑輪的重力為10牛頓,繩子自由端的拉力是80牛頓,則貨物的重力應是多少?解決此題的關鍵是先畫圖確定所需動滑輪的最少個數。可在此處設疑:此裝置動滑輪的最少個數是幾個?這就為解題搭了梯子。
(5)隨機設疑。在教學中,為了擴展學生的思路,獲取舉一反三、觸類旁通的效果,要圍繞教學目標隨機設疑。
如在講壓強時,課本有一道習題:一個質量為60千克的人,他每只腳接觸地面的面積是170cm2,這個人站立時對于地面的壓強是多少?講完此題后教師可隨機設疑:這個人走路時對地面的壓強是多少?此種設疑只要掌握得當雖是舉手之勞,卻能收到滿意的效果。
(6)求異設疑。許多物理問題,從某一角度去看學生理解了,但換個角度卻又糊涂了,所以在教學中應根據教學大綱的要求對同一問題從不同的角度設疑,不僅能有效鞏固所學物理知識,而且可以培養學生全面分析問題的思想方法。
如講“連通器”時,按照教材講了在連通器內只有一種流體,靜止時各容器中的液面總保持相平。此時設疑:如果裝的不是一種液體液面還相平嗎?學生拭目以待,由教師演示實驗,師生共同分析得出了結論。
(7)懸念設疑。一般是用在一節課的結束時,對于需要進一步引申的問題,教師不直接作答,而是指出疑問讓學生課后充分思考求得解決,這有利于培養學生的發散思維能力。
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