淺談中學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)的案例式教學(xué)改進(jìn)

陳波

摘要：中學(xué)物理具有高度的邏輯性和抽象性，因而有一定的學(xué)習(xí)難度。將抽象具體化，將復(fù)雜的邏輯分解是降低學(xué)習(xí)難度、提高學(xué)教學(xué)效率的有效途徑。本文根據(jù)新課改下課標(biāo)的要求，探討了中學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的案例式教學(xué)改革，從教材內(nèi)容的重組、學(xué)案導(dǎo)學(xué)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用、教學(xué)風(fēng)格的設(shè)計(jì)、教育技術(shù)的采用等方面提出了改進(jìn)措施，并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)就四種方式進(jìn)行了改進(jìn)嘗試，提高了教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；案例教學(xué)；研究性學(xué)習(xí)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）19-0149-03

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)和觀察為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。中學(xué)物理是一門基礎(chǔ)的科學(xué)課程，是學(xué)生向理工學(xué)科方向發(fā)展所必備的科學(xué)基礎(chǔ)。這門課程注重物理現(xiàn)象的分析、實(shí)驗(yàn)規(guī)律的總結(jié)與闡述。中學(xué)物理以物體的運(yùn)動(dòng)及相互作用機(jī)理為研究對(duì)象，具有高度的邏輯性和抽象性[1，2]。學(xué)習(xí)這門課程需要較高的邏輯思維能力，同時(shí)這門課程也是訓(xùn)練和提高邏輯思維能力的一個(gè)非常好的演練場(chǎng)（Practise Field）。

新課程的改革使得當(dāng)前物理教學(xué)的理念和模式發(fā)生了改變，新課改強(qiáng)調(diào)，要加強(qiáng)學(xué)生的素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力。為了能使學(xué)生與時(shí)俱進(jìn)，有必要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)模式。教學(xué)策略科學(xué)與否是教育成功的關(guān)鍵，依據(jù)建構(gòu)主義教學(xué)理論，學(xué)生是知識(shí)與能力建構(gòu)的主體；教師不只是知識(shí)的傳授者，更應(yīng)該是主導(dǎo)者，這就要求教師能改變傳統(tǒng)思維模式與教學(xué)習(xí)慣，有效地啟發(fā)和牽引學(xué)生的思維，訓(xùn)練學(xué)生的思維，形成思維共振，從而啟迪和培養(yǎng)學(xué)生的靈性[3]。本文嘗試以探究式教學(xué)模式，精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，通過探究式案例教學(xué)提高教學(xué)效率。

知識(shí)和能力必須經(jīng)過反復(fù)地實(shí)踐訓(xùn)練才能內(nèi)化，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中學(xué)物理教學(xué)突出的薄弱環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)跟不上教育改革的發(fā)展步伐，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和創(chuàng)新能力不利。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的根本目的與任務(wù)就是通過實(shí)驗(yàn)和觀察，使學(xué)生最有效地掌握為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)代化生產(chǎn)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所必需的物理基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)初步的應(yīng)用技能和發(fā)現(xiàn)新知識(shí)的認(rèn)識(shí)能力。根據(jù)這一需要，本文也進(jìn)行了物理實(shí)驗(yàn)改革的多種嘗試。

一、理論教學(xué)的改進(jìn)

（一）研究教材，跳出教材的束縛

物理學(xué)是一門有著嚴(yán)密邏輯體系的自然學(xué)科，物理規(guī)律之間有著完美的認(rèn)知邏輯，乃至結(jié)構(gòu)上的審美意義。物理知識(shí)中同時(shí)蘊(yùn)含著豐富的思想與方法，依據(jù)臺(tái)州學(xué)院學(xué)者胡勇堅(jiān)老師的觀點(diǎn)，這些與具體知識(shí)相結(jié)合的思想與方法是啟蒙學(xué)生思想靈性與方法靈性的靈丹妙藥，揭示思想和方法，結(jié)合具體的模擬探究過程，可啟發(fā)學(xué)生的思維，能培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[3，4]。傳統(tǒng)的中學(xué)物理教材乃至傳統(tǒng)的教學(xué)方法均注重科學(xué)的邏輯論證結(jié)構(gòu)，這不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也不利于簡(jiǎn)易化學(xué)習(xí)的難度。一方面科學(xué)論證忽視了思想方法的揭示，學(xué)生難以通過學(xué)習(xí)感悟科學(xué)先賢所用過的創(chuàng)造性思想與方法，另一方面，人們所熟悉和習(xí)慣的認(rèn)識(shí)方式是由具象到抽象，純邏輯的演繹論證，過于抽象，造成一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)以由具體到抽象的歸納為基礎(chǔ)，再發(fā)展到由抽象到具體的上升過程，學(xué)習(xí)效率才高。因而教師要吃透教材，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生實(shí)際把握重點(diǎn)和難點(diǎn)，注重知識(shí)的前后聯(lián)系，融會(huì)貫通。同時(shí)還需跳出教材，了解相關(guān)知識(shí)的科技史發(fā)生過程，把握其中的思想與方法，通過教育案例重新組織教學(xué)過程的展開，通過啟發(fā)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中經(jīng)歷和體驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)”知識(shí)的模擬研究過程，在這一過程中以思想和方法啟發(fā)學(xué)生的下定義、邏輯劃分、歸納和演繹等科學(xué)思維，進(jìn)而啟蒙學(xué)生的科學(xué)思想，培養(yǎng)其批判精神，如牛頓力學(xué)中絕對(duì)時(shí)空觀的有效性與局限性，從而啟蒙和培養(yǎng)創(chuàng)造性人格。

案例化或情境化是將抽象具體化的基本教學(xué)手段，作為一門被高度歸納和演繹的自然學(xué)科，物理學(xué)不像醫(yī)學(xué)課程、審判學(xué)課程那樣具有案例性。然而，這門課程可以向科技史中相關(guān)知識(shí)的研發(fā)過程借案例，也可以結(jié)合日常生活或生產(chǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)案例，通過案例發(fā)展學(xué)生的歸納能力和分析能力。如此，可以將案例化與情境化結(jié)合起來應(yīng)用。案例化更重要的目的在于搭建一個(gè)模擬研究過程，通過這個(gè)過程訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，提高學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力。中學(xué)物理課程還需降低理解的難度，不斷讓學(xué)生獲得成功感，從而提高學(xué)習(xí)的信心與興趣。這要靠因材啟發(fā)來實(shí)現(xiàn)，即了解學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)把復(fù)雜問題分解為小問題，搭建幫助理解的助攀臺(tái)階，或顯化的模式啟發(fā)抽象深?yuàn)W的模式的理解，如此化難為易，化繁為簡(jiǎn)，做到復(fù)雜的東西簡(jiǎn)單地說，高深的東西淺顯地說。學(xué)案導(dǎo)學(xué)的本質(zhì)是讓學(xué)生自己去探究思考問題，從而鍛煉學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生在合作探索的學(xué)習(xí)中培養(yǎng)自己的能力，這是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的起點(diǎn)[4]。

設(shè)計(jì)啟發(fā)的問題，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)教師發(fā)放的學(xué)案，嘗試學(xué)習(xí)理解新的物理知識(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)不懂的地方進(jìn)行分類標(biāo)記，通過教學(xué)反饋找到學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)的啟發(fā)過程。教師可以布置與講課內(nèi)容相關(guān)的討論題，提出指導(dǎo)性要求，讓學(xué)生自己展開頭腦風(fēng)暴式討論，互相促進(jìn)知識(shí)的同化與順應(yīng)建構(gòu)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力與歸納演繹能力。教師根據(jù)具體情況可以進(jìn)行引導(dǎo)性的解說，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的答案，學(xué)會(huì)自己探索發(fā)現(xiàn)。在討論的過程中，如果討論的內(nèi)容有所偏離，教師可以介入學(xué)生的討論，從中對(duì)學(xué)生做出啟發(fā)與提示，讓學(xué)生往正確的方向進(jìn)行探究。討論完后，須及時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，進(jìn)行針對(duì)性的課后訓(xùn)練是牢牢的掌握所學(xué)內(nèi)容的有效方法。同時(shí)，教師要批閱學(xué)生對(duì)學(xué)案中所提問題的解答，對(duì)學(xué)生沒有理解透徹的內(nèi)容須及時(shí)解答，糾正學(xué)生的思維錯(cuò)誤。

（二）巧用教學(xué)風(fēng)格

教師在中學(xué)物理教學(xué)中要營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍須與學(xué)生進(jìn)行溝通。一般教師與學(xué)生溝通，是通過講話和板書完成，這樣做直接、易于表達(dá)。但只是這樣會(huì)讓學(xué)生印象不深刻，甚至厭倦。教學(xué)風(fēng)格常決定著課堂的氛圍，生動(dòng)的教學(xué)風(fēng)格可為案例化或情境化教學(xué)添加豐富的色彩。巧妙的教學(xué)風(fēng)格能使課堂氛圍輕松活躍，不僅能消減學(xué)生的心理疲勞，有時(shí)還能使學(xué)生產(chǎn)生無意注意，從而提高課堂教學(xué)效率。教學(xué)風(fēng)格常體現(xiàn)在教學(xué)語言與動(dòng)作形態(tài)上，幽默而通俗易懂的教學(xué)語言是學(xué)生所歡迎的，以學(xué)生喜歡的語言教學(xué)是一種境界，能給學(xué)生以驚奇是另一種更高的境界。夸張而滑稽的動(dòng)作有時(shí)能達(dá)到不言而喻的作用，使學(xué)生產(chǎn)生深刻的印象。教師在授課時(shí)，可以增加豐富的肢體語言。一個(gè)肢體語言豐富的老師往往可以給人深刻的印象，進(jìn)而活躍課堂氣氛。中學(xué)物理具有高度的抽象性，這些抽象的知識(shí)能通過生動(dòng)的、易于理解的肢體語言，變得具體和清晰，達(dá)到加深學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握理解的目的。

（三）與時(shí)俱進(jìn)，善用先進(jìn)的教育技術(shù)手段

信息技術(shù)為中學(xué)物理教學(xué)提供了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，多媒體、互聯(lián)網(wǎng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等輔助教學(xué)，可增強(qiáng)案例化或情境化教學(xué)的設(shè)計(jì)，會(huì)使學(xué)生們對(duì)物理有更深刻的理解。

利用多媒體可以演示中學(xué)物理各種高度逼真的物理動(dòng)畫，使課堂變得生動(dòng)有趣，通過互聯(lián)網(wǎng)與通信終端可以實(shí)現(xiàn)資源共享，拓寬學(xué)習(xí)的時(shí)空，可以培養(yǎng)學(xué)生獲取信息并整理、加工、分析等能力。在中學(xué)物理教學(xué)中，通過多媒體技術(shù)可將教學(xué)內(nèi)容制作成內(nèi)容豐富、演示效果好的課件等。共享和互用這些技術(shù)，可以發(fā)揮教育資源的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)教材的不足、克服封閉式學(xué)習(xí)的缺陷。也可以進(jìn)行不同時(shí)空的交流，學(xué)生可以通過多媒體技術(shù)，能及時(shí)了解自己的不足，調(diào)整學(xué)習(xí)狀態(tài)。利用多媒體技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)的物理教學(xué)模式。采取多媒體互動(dòng)平臺(tái)，可以使學(xué)習(xí)交流變得靈活隨意，學(xué)生可隨時(shí)就遇到的問題進(jìn)行提問，每個(gè)學(xué)生都可以參與到互動(dòng)過程中，拉近了師生的距離，極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)主體地位，提高了他們學(xué)習(xí)的興趣和掌握知識(shí)的效率。同時(shí)，利用多媒體技術(shù)可以使教學(xué)及時(shí)與當(dāng)代先進(jìn)科技相聯(lián)系，如在講萬有引力的過程中，可以聯(lián)系時(shí)下的飛船發(fā)射。引入前沿科學(xué)時(shí)，須找難度適中的內(nèi)容引入課堂，可以讓學(xué)生了解更多的科技手段，學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方式。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)

（一）實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)方式

采用實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的方式可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)中學(xué)物理的興趣，這可以考慮多采用趣味性較強(qiáng)的物理實(shí)驗(yàn)。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入方法很多，對(duì)于應(yīng)用性較強(qiáng)的物理知識(shí)，可采取聯(lián)系實(shí)際模式導(dǎo)入；對(duì)積極主動(dòng)氛圍較濃的班級(jí)，可采用競(jìng)賽模式導(dǎo)入等。在實(shí)驗(yàn)之前，可設(shè)計(jì)啟發(fā)性問題，以懸念的方式激發(fā)學(xué)生探究的欲望，通過分布設(shè)置的問題，引導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探索。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生思考此次實(shí)驗(yàn)中的亮點(diǎn)和不足之處，引導(dǎo)其運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析或總結(jié)，進(jìn)而演繹改進(jìn)的方法。

（二）小實(shí)驗(yàn)引入方式

中學(xué)物理理論知識(shí)點(diǎn)多，可盡量自制一些小實(shí)驗(yàn)分散教學(xué)，這些小實(shí)驗(yàn)既可融入實(shí)驗(yàn)課程之中，也可融入理論課的教學(xué)演示之中，從而增加理論教學(xué)的情境化。小實(shí)驗(yàn)既能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，又能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的印象。實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般學(xué)生的注意力比較集中，學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的同時(shí)，更能接受教師對(duì)知識(shí)的講解。

（三）優(yōu)化分組實(shí)驗(yàn)方式

中學(xué)物理知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生任務(wù)重，有些實(shí)驗(yàn)一個(gè)人在有限的時(shí)間內(nèi)完成不了，所以必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。分組實(shí)驗(yàn)?zāi)艽龠M(jìn)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，使之互相促進(jìn)。對(duì)于知識(shí)點(diǎn)掌握較好的學(xué)生，可以搭配知識(shí)欠缺的學(xué)生一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣既可以一起進(jìn)步，又能促進(jìn)學(xué)生的交流。合作性學(xué)習(xí)要避免優(yōu)秀學(xué)生的壟斷性主導(dǎo)作用，同時(shí)也要消除差等生的消極怠工現(xiàn)象，這需要教師的監(jiān)控與啟發(fā)引導(dǎo)。

（四）課外實(shí)驗(yàn)方式

課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與生活密切聯(lián)系，所涉及的知識(shí)面廣，課外實(shí)驗(yàn)帶有較強(qiáng)的研究性，對(duì)學(xué)生的觀察與分析能力要求比較高，可以發(fā)展學(xué)生的科研思維與科研意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察與分析能力。課外實(shí)驗(yàn)的實(shí)施需要教師做好指導(dǎo)性的預(yù)先策劃，包括研究方法、觀察與分析方法、總結(jié)與報(bào)告的寫作等指導(dǎo)，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自由選題的觀察與研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師的分析與總結(jié)能進(jìn)一步提升學(xué)生的能力。

三、結(jié)論與探討

中學(xué)階段是啟蒙創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)造性人格的心理敏感期，中等教育承擔(dān)著為高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才育種的責(zé)任。物理學(xué)作為理工人才的關(guān)鍵基礎(chǔ)課程之一，具有豐富而嚴(yán)密的邏輯性，同時(shí)物理學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含著豐富的思想方法，因而中學(xué)物理是能夠而且必須作為創(chuàng)新教育的課程。案例化與情境化教學(xué)可使該課程教學(xué)實(shí)現(xiàn)將抽象的內(nèi)容具體化與生動(dòng)化，簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)的難度，提高教學(xué)效率，通過思想方法的啟發(fā)，強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研思維與科研意識(shí)，啟蒙學(xué)生的靈性。

參考文獻(xiàn)：

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Brief Discuss on Improvement of Case-based Teaching for Middle School Physics Theory & Experiment Course

CHEN Bo

（ Wenling Daxi Middle School，Taizhou，Zhejiang 317525，China）

Abstract：The physics course is very logic and abstract，so it is diffcult to learn. To embody the abstractness and to logicly analyze the complicated question is an effective solution to facilitate the study of physics and to improve study efficiency.According to the requirements of the new curriculum reform，the case teaching reform of high school physics theory and experimental teaching is discussed in this article.The improvement measures are put forward from the reorganization of teaching content，the design and operation of the learn-conducting plan，teaching style，and the of adoptioneducational technology. And four aspect of improvement to the experimental teaching mode are tryed，so as to improve the teaching efficiency.

Key words：high school Physics；case teaching experiment；research learning；experimental teaching