楊彥欣
中學物理課程是以觀察和實驗為基礎,以物理現象、物理概念和規(guī)律、物理過程和方法為載體,以科學探究為主線,以提高全體學生科學素養(yǎng)為基本目標的基礎性自然科學課程,它始終是自然科學學習領域的重要組成部分。因此,我們應該把物理學的學科特點均衡地融入到作業(yè)設計中。筆者認為,作業(yè)設計要重視基礎性、實驗性、探究性和實踐性。同時物理學科與其它學科之間有著密切的聯系,各門學科可以相互促進,相互啟發(fā)。因此,作業(yè)設計的整合性也是非常重要的。
1 重視基礎性,增加選擇性,關注梯度性
一節(jié)教學內容結束后,作業(yè)一般是基礎題,主要用于基礎知識和基本技能的訓練。這類題目重點突出,具有針對性,能夠及時鞏固和反饋教學內容。因此這類作業(yè)的設計應該立足于對學生學習過程、學習方法和知識運用能力的檢查上;題目的立意應該符合學生的思維特征。因此,教師在選擇此類題目時有以下兩點是需要注意的。
1.1 關注不同層次學生的需要
學生之間本身有差異,這是客觀事實。因此,設計作業(yè)時就要考慮到學生差異。作業(yè)設計要有一定的彈性和選擇性,讓不同水平的學生能根據自己的能力、興趣和需要,在一定范圍內自主選擇,獲得自我發(fā)展。比如對于學習有困難的學生,適當減少作業(yè)量,降低作業(yè)難度,也減輕學生的課業(yè)壓力;而對于有余力的學生,讓他們的作業(yè)由被動完成變?yōu)橹鲃犹岣咝?。這樣分層作業(yè)的最大優(yōu)勢在于每個學生都能體驗成功,同時能增強學習的信心,防止產生厭學心理。
1.2 形成作業(yè)題目設計的梯度
梯度的含義有兩層:一是指每一次作業(yè)設計要有深度漸進性,比如1、2、3題是模仿課堂例題的,4、5題是稍做變化的,6、7題是適當拓展的。這樣設計便于了解每一個學生的掌握程度,以便今后設計作業(yè)更有針對性。二是指一個階段的作業(yè)設計要有深度漸進性,比如第一次布置基本模仿課堂例題,第二次布置稍做變化,第三次布置時要求提高。這樣的梯度設計有利于激發(fā)學生學習興趣,有利于大多數學生能力的提高。
2 從日常生活出發(fā),注重觀察和實驗
觀察和實驗是物理學的基礎,是學生學習的出發(fā)點,我們在作業(yè)設計時要體現這一點。下面是一種新的作業(yè)形式:讓學生在家中設計實驗,自己動手,觀察,并歸納總結實驗結果。這樣可以為學生提供動手動腦的機會,對培養(yǎng)學生的觀察力、實驗意識、獲取知識的能力以及分析問題、解決問題的能力大有益處,同時也彌補了課堂教學的某些不足。這種形式的作業(yè)的作用不可忽視,一是能夠引起學生學習物理的興趣;二是有助于學生對物理概念的理解和記憶;三是能訓練學生獨立實驗的技能和技巧。在實際教學中,教師布置的作業(yè)最好讓學生從身邊的事情、日常生活出發(fā),既簡便易行,又讓學生感到熟悉。
比如學習了電路以后,讓學生先觀察家里樓道的照明情況,再利用“光控開關”和“聲控開關”來設計樓道里的照明燈電路,要求既能合理照明又能節(jié)約用電。再比如教師帶學生到東方綠舟去春游時,發(fā)現那里有一個綠色能源區(qū),學生可以用此做太陽能實驗。教師要求學生測定夏季中午單位面積上、單位時間內獲得的太陽能(如圖1所示),并請學生分小組自選實驗裝置等。
3 突出探究性,培養(yǎng)問題意識
物理課程提倡學生學習物理的自主性、探究性、合作性,教師應讓學生主動參與學習,體驗和感悟科學探究的過程和方法,激發(fā)他們持久的學習興趣和求知欲望,并在探究過程中培養(yǎng)自主學習的能力,逐步實現學習方式的轉變,使學生逐步養(yǎng)成敢于質疑,善于交流,樂于合作,勇于實踐的科學態(tài)度。因此,探究性是教師設計作業(yè)時的重要原則,無論是課堂作業(yè)還是課外作業(yè)。下面分三個方面討論如何進行作業(yè)設計,逐步培養(yǎng)學生的探究能力。
3.1 激發(fā)學生問題意識,導致問題生成
一類可以設計錯誤情景激發(fā)學生敢于質疑的勇氣,并養(yǎng)成敢問的習慣。例如,有這樣一道課堂作業(yè):有一質量為2000kg的汽車,發(fā)電機的額定功率為20kW,原來靜止,起動后在平直路面上行駛,且在發(fā)電機的輸出功率小于額定電功率時,設法保持牽引力為2000N不變,如果汽車所受阻力恒為1000N,求:(1)保持牽引力不變的運動時間;(2)汽車運動的最大速度。40個學生中只有一個同學小聲問我,汽車的質量會有這么大嗎?而其他同學都在忙著解題!這說明多數學生平時很少有問題意識和提出質疑的習慣。
另一類是學生能針對所提供的情景提出有探究意義的問題或猜想,這是培養(yǎng)探究精神的基礎,但是學生的問題意識和提問能力需要借助設計的情景作業(yè)來培養(yǎng)。例如,圖2是2005年世界物理年的徽標,請學生提出自己的問題。其中AB和CD是半徑為1m的1/4圓弧光滑軌道,BC為一段長2m的水平軌道,質量為2kg的物體從軌道A端由靜止釋放,若物體與水平軌道BC間的動摩擦因數為0.1。請根據已知條件,設計三個問題,并解決同桌提出的問題,要求既要把做功、能量轉化、動能定理和機械能守恒定律等內容蘊含于問題中,又要讓同桌感覺不容易完成。這也有相對開放性,因為每個同學的想法、問題大都不一樣。這樣做既能激發(fā)學生的問題意識,又能讓學生充分發(fā)揮自己的知識和能力水平,挑戰(zhàn)學生平時的定向思維。因此,促使問題生成的作業(yè)設計能夠引導學生從接受性學習到質疑、探究相結合的學習觀念的轉變。
3.2 合理分析原理,提出探究方案
讓學生針對一個目標任務,設計完成任務的步驟方案,包括對相關信息處理的設想、對可能出現的問題提出預案等。例如,要使一個雞蛋從高空落下而不打破,采用什么方法才能做到?還可以進一步提高要求:高空落下的雞蛋必須落在指定范圍內,比賽看誰的器材加雞蛋的總重最小。怎樣把一個剝去外殼的熟雞蛋完好地放進錐形瓶?又怎樣將它完好無損地拿出來?僅提供一把刻度尺,如何測定一個人的反應時間?只給一根內徑均勻的直玻璃管,一小杯水,刻度尺和橡皮泥,怎樣測量出大氣壓強?這類探究作業(yè)要求學生能從所提供的器材和背景資料出發(fā),能與已學的知識進行聯系,分析出暗含的原理和遵循的規(guī)律,再進行方案設計,能夠不斷培養(yǎng)和提高學生分析問題的能力。
3.3 分工合作,自主探究,注重過程和結果
讓學生對一定的信息做出合理的說明或解釋,并能運用文字、圖表、多媒體技術等,以討論、匯報等形式交流探究的過程和結果??梢允巧钊肷鐣M行觀察訪談,實地調查;可以走進大自然進行考察探究,寫科技小論文等,這是要求比較全面的綜合性的探究作業(yè)??梢砸龑W生變個體學習為獨立自主與小組合作交流相結合的學習方式,集中培養(yǎng)學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。這類作業(yè)不僅豐富了學生的生活體驗,還充分發(fā)揮了學生的創(chuàng)造精神。同時學生們還在探究過程中體驗到了與他人合作的樂趣,這樣有助于培養(yǎng)學生的協作意識。
4 加強實踐性,培養(yǎng)學生從物理走向生活、科技和社會的意識和能力
上??茖W技術出版社出版的高中物理教材中設計的“STS”欄目,就是將學生從物理引入生活、技術、社會的橋梁。例如:在勻減速直線運動學習結束后,設計這樣的作業(yè)——收集和調查若干起重大追尾撞車事故,找出事故中的物理原因并加以分析,寫一份調查分析報告,要求提出針對性的解決辦法,供有關部門參考。這樣可以提高學生的調查研究能力和分析能力。調查過程可以引導學生關心周圍的事物,分析過程能夠讓學生將物理知識學以致用,同時能提高學生的社會責任感。例如:有一壓力鍋如圖3所示,鍋蓋上的排氣孔截面積約為7.0×10-5m2時,限壓閥重為7N。使用該壓力鍋煮水消毒,根據下列水的沸點與氣壓關系,分析可知壓力鍋內的最高水溫約為:()。
5.12汶川大地震后,許多學生對地震波、如何在剛開始時預防等一系列問題感興趣。由此,筆者就開展了一次“物理原理拯救行動”,讓學生分小組搜集資料,分析總結得出:振動可以分解為縱向和橫向2個方向,發(fā)生源在地下。當地下發(fā)生地震時,縱波傳達到地面的速度要比橫波快,二者大約相差40~50秒左右。專家們分析認為,地震對地面進行破壞的不是縱向震動,而是橫向震動,因此地震預報的焦點就集中在如何迅速捕捉地震的縱波,并快速準確地計算出橫波數據,這樣才能立刻反饋各種自動控制系統(tǒng)并作出必要的反應。
物理教材只是一個載體,教師要善于把學生的學習由課內引向課外,由已知引向未知,引導學生將理論與實際相聯系,而實踐性作業(yè)便成為架構的橋梁。
5 加強整合性,促進學科間的融合
各門學科的知識之間雖然相互獨立,但仍然相通,所以學科之間的整合是合理的。例如物理中分析問題經常用到函數圖像、數學公式、極限思想等。教師要求學生搜集資料、整理分析、撰寫報告等,都要與信息技術網絡平臺相整合。地球的公轉自轉、經度緯度,地理南北極與地磁南北極,將物理與地理緊密相連。例如,一輛飛機展開雙翼從東到西飛行,比較左右翼的電勢高低。許多體育運動項目在物理課堂上也可以討論。又如既然作用力和反作用力總是大小相等,為什么拔河比賽中最終總能分出勝負?圖4反映了跳水運動員從離開跳板到入水前的運動過程,下列正確反映運動員的動能E璳隨時間t 變化的曲線圖是( )
“一寸光陰一寸金”中的“寸”出自古代計時器“日冕”,下表成語對應了不同的科學知識,其中正確的是( )
成語蘊含的科學知識
①刻舟求劍——沉浮原理②海市蜃樓——相對運動③白駒過隙——時間飛快④爐火純青——光色測溫
A.②③。 B.③④。
C.①④。D.①③。
這類作業(yè)充分體現了學科之間的相互融合。如果教師在作業(yè)設計時加以重視,不僅能夠培養(yǎng)學生自主將各學科聯系的意識,更能提高學生的綜合能力。
(欄目編輯趙保鋼)