高中物理论文试论高中物理教材的二次开发docWord文档下载推荐.docx
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通过高中物理教材的二次开发,可以实现三个目的:
一是实现高中物理教材的校本化,使教材更加适合本校学生的实际情况;
二是实现高中物理教材的个性化,使教材更加符合教师个人的教学风格;
三是实现高中物理教材的生本化,使教材更加切合学生学习的意义建构。
2.意义
高中物理教材的二次开发并非抛弃原有的教材,另起炉灶开发出新的教材,而是以现有教材为基础,以教学指导意见为依据,“基于学生的现实发展需要,充分发挥现有教材优势”[1]的做法。
二、怎么进行高中物理教材的二次开发
(一)高中物理教材二次开发的理念
1.高中物理教材二次开发的出发点
针对学生的实际需要来开发教材这是高中物理教材二次开发的出发点。
首先举一个例子,说明高中物理教材二次开发中如果不从学生的实际需要出发将会出现什么样的结果。
例:
如图1所示,水平横梁的一端A插在墙内,另一端装有滑轮B,轻绳的一端固定于墙上C点,另一端跨过滑轮后悬挂一重为100N的重物,则滑轮受到绳子的作用力大小为多少?
教学中,教师画出图2,然后分析:
由于轻绳是跨过定滑轮的,竖直方向的绳子对B点有向下的拉力F=100N,则BC段绳子对B点有沿绳子方向的拉力FT也应为100N,绳子对定滑轮的作用力就是FT和F这两个力的合力。
F合为互成120°
等大的两个力的合力,故F合=100N。
学生听听蛮有道理,教学中也没出现什么异常。
但过了一段时间后,考试时刚好考到同一个问题,教师想当然地认为,这个题目上课强调过,学生考得肯定好。
最后的结果却是全班47个人,只有几个人做对。
学生的答案有这么几种:
、、。
问题的症结到底在哪里?
向学生询问原因。
生1认为,如图3所示将FT正交分解,竖直方向的F与FTy的合力为所求的力,即F-FTy=100N-50N=50N。
教师追问:
那么FTx呢?
生1沉吟片刻:
绳子对滑轮的作用力应为FTx与(F-FTy)的合力,由图4可得,这一合力为100N。
教师指出,这是先分解再合成,但B点只受两个力,何不直接合成?
如图2所示就更为简洁。
生2认为:
如图5所示,将F按力的实际作用效果分解,可得FAB=,故作用在滑轮上的力为。
显然,这是将图6中的处理方法错误地迁移到图5中。
对比图3、图5,教师才明白,学生认为凡是有直杆的地方,对杆作用力的方向一定是沿着杆的方向,这一错误认识是受到图6问题的误导所引起的。
其根本原因是对轻杆的认识不够到位。
一根轻杆受到二力作用能处于静止状态,则这根轻杆所受的两个力必定是沿着轻杆的方向,否则这根轻杆将发生转动。
图6中,轻杆左端与竖直墙壁接触,则墙对杆的作用力应垂直于墙即水平向右,则轻杆右端所受到的力必定是沿着杆的方向向左,才能使杆处于静止状态。
而图2中,绳对连有滑轮轻杆的作用力方向是斜向左下方。
如果杆的左端是靠在墙上的,杆将顺时针发生转动。
现在杆的左端插入到墙内,则杆的右端受到不沿杆方向的力时,杆也能处于静止状态。
这个例子表明:
教学中,教师凭自己的经验想当然地估计学生常常会出现类似的问题。
上课时教师自认为是讲明白了,学生也认为是听清楚了,师生感到都挺满意的,可是往往轻易地掩盖了很多学生内心深处的种种想法,教师的教学并没有针对着学生的想法来展开。
一旦由学生独立处理问题时,各种各样的问题就会自然而然地冒了出来。
据此,可以得出这么一个结论:
高中物理教材二次开发的出发点应当是学生的实际需要。
否则教学就不具针对性,所有强加给学生的东西,学生会很快地忘得一干二净。
本课题就是从学生的实际需要出发来开发教材,实施针对学生需要的“针对性教学”[2]。
2.高中物理教材二次开发的基本思路
教材是学习的内容,学生的想法是学习的资源,将教材变为学材,从而实现教材的动态开发。
高中物理教材二次开发的基本思路是:
如图7所示,教师先是了解学生,包括了解学生的困惑,了解学生的想法,然后开发相关的学习材料,不一定全部采用所开发的学习材料,而是在提取精要内容的基础上加以运用学习材料,通过运用进一步了解学生是否达到了既定的目标,如果还没有,可以按前述过程循环进行。
学生根据教师提供的问题,展示自己的思考,通过师生合作或生生合作的方式论证自己的和同学的想法,形成一定的结论或产生新的问题,再通过展示思考、论证想法循环进行(如图8所示)。
3.高中物理教材二次开发的重要原则
高中物理教材的二次开发应当遵循一条原则,即“精要原则”[3]。
要使教学具有针对性,开发的材料可以多,但教师运用的材料只能精不能多。
因为过多的材料不利于形成清晰、有序的结构,也不利于问题的深入讨论。
精要的标准是:
(1)所选用的材料能准确地定位在学生的困惑处;
(2)所选用的材料要与学生的实际能力相匹配。
(二)高中物理教材二次开发的对策
1.增删教材内容
一是增补资源。
教材上没有揭示出物理本质处需要增补。
例如,在高中物理选修3-4“光的颜色色散”一节“利用光的干涉检查平整度”中,用图13.4-6这样一幅平面图根本就无法让学生认识到条纹的弯曲是如何说明被检的平面是上凸还是下凹的。
如将这一幅平面图改成立体图效果倒是更佳了。
这就需要教师开发教材进行合理的增补。
二是删除教材上有差错和落后于时代的内容。
(1)删除差错。
例如:
高中物理必修1教材中将阿基米德的头像错用为亚里士多德的头像。
在高中物理选修1-1“变压器”一节的教材中出现这样的问题:
“变压器能改变直流电压吗?
为什么?
”实际上,直流分为大小、方向均不变的恒定电流和大小改变、方向不变的电流。
变压器不能改变恒定电流的电压,却能改变大小变化的直流电压。
因此,教材中的这一问题本身提法就不对,应当删掉为好。
(2)删除落后于时代的内容。
高中物理选修3-2“传感器”一节中专门以“机械式鼠标”为实例分析其工作原理。
可市场上卖的都是清一色的光电鼠标。
教材中详细讨论淘汰产品机械式鼠标,缺少实际意义。
这表明我们的教材中有明显落后于时代的潮流,按理都应删掉。
以上种种,都需要教师对教材进行“二次开发”。
2.调整教材内容
教材内容在顺序上安排得不够合理的地方需要重新调整。
如,高中物理选修3-1在讲了电动势概念后再依次讲欧姆定律、串联电路和并联电路、焦耳定律、电阻定律,然后再讲闭合电路欧姆定律。
而只有在闭合电路欧姆定律中才真正让学生理解到电动势是怎么一回事。
实际上电动势就是内、外电压之和,其意义就是电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量。
但在单单作为一节提出电动势概念时却非常抽象,学生很难理解。
况且学后一时又用不上。
按教材顺序要等一个多星期后才能应用到这一概念。
在教材的二次开发中,可做这样的调整:
跳开“电动势”一节,等上到“闭合电路欧姆定律”一节时,直接将“电动势”与“闭合电路欧姆定律”融合在一起上。
3.开发物理教具
本校地处农村,办学条件比之于城市学校处于劣势地位。
城市高中普遍已有的DIS实验系统,本校没有,还有许多同类的农村学校也没有。
DIS实验系统的确功能强大,能突破一些教学上的难点。
但只要因地制宜,从本校实际情况出发开发自制的物理教具,以弥补教学器材欠缺的不足之处。
实践表明,笔者开发的很多物理教具从教学效果上看毫不逊色于科技含量较高的DIS实验,有些教具还有过之而无不及。
4.开发选修课程
笔者开发的选修课程属于知识拓展类选修课程。
笔者开设了《高中物理实验的研究》的选修教材。
针对人教版高中物理教材的实验内容,包括学生实验的二次开发、微型实验的二次开发。
比如,高中物理教材中的学生实验中并没有要求学生用气垫导轨来做实验。
比如学生实验中“探究加速度与力、质量的关系”,由于器材的缺陷,很难做好平衡摩擦力工作,导致实验误差很大,根本得不出“物体质量一定时,加速度与力成正比;
物体所受外力一定时,加速度与物体的质量成反比”这种理想的结论。
但利用气垫导轨就可以精确地得出理想的结论。
在选修课程中,笔者大胆地让学生利用气垫导轨来研究此类学生实验。
这种二次开发能很好地补充原有教材的不足之处。
(三)高中物理教材二次开发的实践——基于针对性教学的二次开发
1.针对意义建构的需要进行二次开发
高中物理学起来困难,原因之一是概念抽象,学生缺乏意义的建构。
高中物理教材的二次开发就要突破这一点。
通过教材的二次开发,让学生获得意义的连结,顺利地构建物理学概念。
第一,将科学与艺术联姻。
比如,“质点”概念的教学。
质点是高中物理学习的第一个理想化物理模型。
科学家怎么会想出要引入一个有质量而无大小形状的点呢?
是科学家的天才想法吗?
如果是这样的话,科学研究就太高不可攀了。
不过按照下述方法,学生会自然而然地构建起“质点”的概念,并且会感觉到科学的思想方法就源于生活,科学研究也并不十分神秘。
具体的做法是:
教师展示吴冠中的画作,如图9所示。
艺术珍品一展示在学生的眼前,立刻激起了学生的兴趣。
画的大意是“日暖风和北国春,燕子来寻江南人”。
画上有两只飞翔的燕子,一只尚能辨清燕子的轮廓,另一只(图中圆圈内)由于太远看到的只是一个小点。
这是画家的艺术加工。
其实在这里,科学与艺术达成了一致。
比如要研究燕子的运动轨迹,就不必考虑燕子的姿态、大小和形状,这时的燕子就可看成是一个有质量的物质点。
由此引出了物理学中的“质点”概念。
在这里,艺术作品中的墨点与物理中的质点高度地统一在一起。
第二,引入争论。
根据学生的困惑,教师设置具体的问题,通过学生的争论,将学生争论的内容当作教材“二次开发”的内容之一。
这是一种动态的开发方法。
随着学生争论内容的变化,教材“二次开发”的内容也随之发生改变。
案例:
叠放在一起物体间摩擦力方向的判断。
学生的困惑:
几个叠在一起物体间摩擦力的方向应该怎么判断?
教材的二次开发:
问题的设置:
如图10所示,a、b、c三个物体均处于静止状态,判断a、b、c三个物体所受摩擦力的大小及方向。
问题的争论:
开始时只有一个学生(生1)说,a所受摩擦力向右。
师问,真的向右?
过了一会儿,有四个学生支持生1的意见。
师让生1谈理由。
生1:
因为FC=10N、Fb=5N,FC大于Fb,所以b、c有向右运动的趋势,a相对bc就有向左运动的趋势,则a所受摩擦力的方向应向右。
师肯定生1的两个做法:
一是研究问题前要先选择一个研究对象,二是要判断摩擦力的方向可先判断物体的运动趋势。
师再问还有不同的意见吗?
生2:
b受到向左的拉力作用,b有向左运动的趋势,因此a相对b有向右运动的趋势,则a所受摩擦力的方向应向左。
师:
生1与生2的结论相矛盾,问题到底出
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