建构主义下的高中物理教学

1建构主义下的高中物理教学2013教育硕士学科教学（物理）2013120095孙英海论文选题的理由：在物理教学中，常听老师说：“我都教了N遍了，学生还是不会。”学生说：“老师讲的题目，我一听就懂，可下来做题时又不会做了。”这种困惑在教学实践中普遍存在，如何解决是摆在众多老师面前的一个难题。教师这种想法受到行为主义的影响，认为教师物理知识讲了，学生就应该对知识能理解，并且会应用知识解决物理问题。人类的思维分为理性思维与感性思维。知识体系中的感性思维是指认识建立在感觉基础上，以意识片段为形式的世界描述，此时的认识描述只是断裂受限的有限认知，并且是多意识的分离结论．对世界的认识处在无法定义和理解的认识搜集阶段．之后进入理性的逻辑整理阶段．所谓逻辑整理无非是对所定义的意识片段进行主要联系定义，并以此作为认识参照，之后再对所确立的主要联系定义进行认识抽象（参看哲学用语）。以确定作为独立存在而互不相悖的认识结论，并且这一结论形式是非现实对应的映证认识结论．由一个主体下分为认识分支，而认识分支又需再对应，以这样一种方式作为阐述的结构．但首要问题是作为认识的主体其伸展直接决定了认识的阐述能力，或是说阐述者的认识水平直接受限于定义主体的认识表达。最后是感性思维的建立，所谓感性思维也就是分支认识的协同认知，定义和理解事物存在。也就是在此，如果所建立的知识体系是固定的层次认识，认识水平只限于主体描述之下，如果是制衡认识，认识行为就进入到无主体的无限认识连接。建构主义认为，在学习过程中，原有的知识由于新经验的介入而发生调整和改变，因此，学习并不是简单的信息积累、信息加工，它包含由于新旧经验的冲突而引发的观念转变和结构重组。学习过程是新旧经验反复的、双向的相互作用过程。由此可以推断出，学习不是一个被动吸收、反复练习和强化记忆的过程，而是一个以学生已有的知识和经验为基础，通过个体与环境相互作用主动建构意义过程。本文从建构主义学习理论的支架教学、情境教学、资源、合作交流学习等理论，对高中物理教学对高中物理教学质量提高带来很多启示。可以说，建构主义指导下的物理教学必将带给学生创造力的提高，这也是教育的主要目的。所以，本研究对基础教育改革有着深远的意义。研究的价值：（1）有助于达成《高中物理课程标准》中阐述的科学探究能力目标和知识教学目标。（2）在高中物理教学实践中，尝试探究训练视觉思维的教学方式，有效地培养学生的视觉思维素养，强化他们的视觉思维能力，最终提高运用视觉思维解决问题的能力。（3）在训练和强化学生视觉思维的过程中，有利于转变师生教与学的观念，提高自身科学素质。物理教师应知道，未来的物理教育不再单单注重学生记住了多少物理规律，将更关注在物理学习的过程中学生对物理科学方法的掌握和思维能力的提高，让学生学会学习，最终提供给学生终身学习的钥匙。（4）为相关学科与地区提供可借鉴的经验。本研究所阐述实践与理论体系，虽然是针对高中物理教学的研究而得出的，但它也有普遍的意义，如对相关学科2（数学、化学、生物等）以及其它中学，在日常教学中提高学生解决实际问题能力和创造力的实践中都可借鉴使用。研究方法：调查法、文献法、行动研究法调查研究法，设计调查问卷，了解本地区普通高中物理生平时学习中的视觉思维状况，为本课题的研究提供事实依据；文献研究法，查阅国内外有关视觉思维的相关文献，了解最新的研究动态，融合建构主义教学理论，为本课题的研究提供理论依据；行动研究法，通过日常高中物理教学中对学生视觉思维的实践，积累各种案例，对学生进行跟踪调查，为本课题的研究提供实践依据。建构主义建构主义强调，知识并不是对现实世界的绝对正确的表征，不是放之各种情境皆准的教条，它们处在不断的发展之中，而且在不同情境中，它们需要被重新建构；学习者不是空着脑袋走进教室的，在以往的生活、学习和交往活动中，他们逐步形成了自己对各种事件的意象，比如：学生对摩擦力方向的判断、超重失重的理解过程中，他们会利用视觉看出物体运动受力的变化；有时，原有视觉意象会阻碍新知识的接受，如用水流比作电流时，经常有学生感到费解，为什么断开开关电流就不能继续流？这种现象恰能说明：学习不简单是知识由外到内的转移和传递，而是学习者主动地建构自己的知识意象的过程，即通过新意象与原有知识经验（意象）的相互作用，来充实、丰富和改造自己的视觉意象建构主义者认为,学习者不是空着脑袋走进教室的,在日常生活和以往的学习实践中,他们已经形成了一定的经验和自身的观念。可以说,建构主义的核心思想就是人们基于已有的知识去建构和理解新的知识，因此教学之前教师引导学生进行课前的知识准备是十分必要的。教师可以设计学习预案，使学生在学习下节课知识时有一定知识准备。讲解匀变速直线运动这节课前，可以在学习预案设计这样的问题，匀变速直线运动的特点是什么？匀变速直线运动加速度和速度要满足什么条件？学生在学习匀变速直线运动时，已对匀变速直线运动知识有一定了解和认识，学生对知识理解在新旧经验反复的、双向的作用过程进一步加深。感性思维在概念、规律的理解中的应用物理学中大多数概念、规律都很抽象，加之现在的中学生缺乏对生活丰富逼真的体验，就算老师讲得生动形象，对新的物理概念也很难理解，一来学生脑中本来就没有多少清晰、具体的有关将要认知事物的视觉意象，其次是我们所学的很多知识意象，单凭肉眼无法观看得到，比如分子运动、光的干涉、原子结构等等，这就要教师通过各种手段展现给学生生动逼真的模拟，帮助他们建立丰富的视觉意象库，让他们借助模拟的动态或静态意象，顺利完成对新知识的建构和理解。力的概念很抽象，通过构绘出物体的形变或运动过程中不同时刻的图示，来让学生进行感性体验：比如，在讲到干涉现象时，不光可以通过水波模拟干涉的实验来说明，还可以用计算机模拟，而且学生看得更清楚，动态和静态过程也容易控制，切换自如，下图是用几何画板制作的水波干涉（图1）和光的双缝干涉现象（图2）：3水波的干涉也可以通过演示实验投影来观察。【分析与点评】在图2所示的演示动画中，学生只需观察红蓝两列光波的动态意象图，就可以用眼睛看出光波是怎样叠加的，屏幕上为什么会出现明暗条纹。双缝干涉图1图24图5感性思维在典型例题讲解中的应用在高中物理教学中，设计适合学生视觉思维水平的情景或意象，让他们多多体验，提高对内在张力刺激的敏感度，这对培养学生的视觉素养和提高解题能力有至关重要的作用。在高一物理第一章中，受力分析是学生步入高中后遇到的第一个难点，其中对于摩擦力的分析更显得抽象，学生对于重力和弹力的经验远远超过有关摩擦力的认识，所以很难把握有些物体是否受到摩擦力作用，但通过引导学生先假设，后观察，立刻眼睛就会发现物体是否平衡！例1．如图3，在水平拉力F的作用下，当A、B一起做匀速直线运动时，分析A物体的受力情况。【分析与点评】如果假设A物受到摩擦力的作用，如图4，看看，A物体能平衡吗？例2．今年江苏物理高考第十五题的第二小题：如图5所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上．一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，忽略小圆环的大小。若不挂重物M．小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态?【分析与点评】学生只需画出两个小环在上下、左右对称时的四个位置，利用眼睛就可以大致判断出该装置是否平衡，因为小环在其他位置时，我们的眼睛就会感到“不愉快”，就这么简单！例1，，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30°和60°，AC绳能承受的最大的拉力为150N，而BC绳能承受的最大的拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？【分析与点评】只要作出C点的受力分析图，立即就看出AC绳上受力较大，应先断。例2，光滑的球放在挡板与斜面之间，当挡板绕固定点逆时针ABAFA图3AfNG图4图65缓慢转动时，试判断球对斜面和挡板的弹力大小如何变化？【分析与点评】笔者利用几何画板设计了该题的动画演示：学生只需要通过视觉的比较就能立即得到所要的结论。构绘图像，搭起学生视觉思维的台阶在实验数据的处理上，设计迎合学生视觉思维的图表，充分挖掘他们视觉的理性功能，对学生顺利“发现”物理规律，有着其他手段无法比拟的优越性。例1．在研究匀变速直线运动规律的实验中，指导学生进行如下的操作：将打点计时器打出的纸带，选一个清晰的点为起点，后面每隔四个点选一个计数点，再将纸带沿着各计数点剪成几段小纸条，按顺序贴在如图所示的坐标平面内，如图8，不难看出每个纸条上端的计数点几乎在一条直线上，借助于该图的描绘，不仅帮助学生进一步加深了对速度含义的理解，而且让学生直接看出了速度的均匀变化，用视觉去体验了什么是匀变速！例2．在探究单摆的周期与哪些因素有关的实验中，将小球按单摆的周期平方的大小，排放在横轴上如图9，立即就能看出所有的摆球连成了一根直线，而纵轴显然就是摆长，学生不难发现，摆长与周期的平方成正比。【分析与点评】构绘视觉思维的“台阶”，让学生不仅能加深对问题的理解，更有“发现规律”的乐趣。据此，我以为训练学生感性思维的设图7yt(T)1234567图80图9lOT26计应注意以下几个方面：一、教师引导学生进行课前的准备建构主义者认为,学习者不是空着脑袋走进教室的,在日常生活和以往的学习实践中,他们已经形成了一定的经验和自身的观念。可以说,建构主义的核心思想就是人们基于已有的知识去建构和理解新的知识，因此教学之前教师引导学生进行课前的知识准备是十分必要的。教师可以设计学习预案，使学生在学习下节课知识时有一定知识准备。讲解匀变速直线运动这节课前，可以在学习预案设计这样的问题，匀变速直线运动的特点是什么？匀变速直线运动加速度和速度要满足什么条件？学生在学习匀变速直线运动时，已对匀变速直线运动知识有一定了解和认识，学生对知识理解在新旧经验反复的、双向的作用过程进一步加深。二、学生是学习的主体，教师为学生学习提供支架教师讲课时，考虑的是如何把知识进行整合，老师总想在有限的课堂挤出更多的时间，以便补充更多的题型，至于学生对知识是否掌握理解和灵活应用，那就是学生的事情了。很多物理教师有这样的困惑，一道物理题，讲了两三遍了，考试时遇到这个题学生还是做错或者不会做。建构主义学习理论认为，教学不是传递知识，要说教师在传递的话，教师充其量只是传递了语言文字符号信息，至于这些信息在学生头脑中是什么意思，最终还是由学习者建构的，学生才是学习主体。教学要在任务驱动下，老师以最近发展区为介入空间，给学生提供帮助，帮助学生完成学习任务，一旦学生的能力有所增强时，就应该逐渐减少指导数量。通过支架(教师的帮助)把管理学习的任务逐渐由教师转移给学生，最后再撤去支架。老师要为学生营造发挥积极性、自主性和创造性的空间，让学生在自主探索中建构知识、运用知识，形成能力。一道练习题：汽车初速度大小为20m/s,以大小为5m/s2加速度刹车，求6s内汽车的位移？先给学生两到三分钟学生先自己做，大部分学生做出的答案是30m，少部分学生的答案是40m，两个答案哪个是正确的呢？叫甲学生在黑板上画出汽车的运动示意图，并标明运动性质，并分析那个答案是正确的；叫乙同学在黑板上画出汽车运动速度时间图像，并分析那个答案是正确的；其他的学生完成这两个学生的学习任务。学生最后发现汽车在4s时已经停下，5s到6s汽车处于静止状态，所以答案应该是40m。再让学生分析错误答案为什么是30m？学生发现错误原因是把汽车看做前4s做的是匀减速直线运动，5s到6s汽车又反向做匀加速直线运动，将数值带入位移公7式2021attvs算出的，显然与实际运动不相符合。三、创设物理学习情境，将学习物理学习任务置于情境中。物理来源于生活，在物理教学中，我们要把物理教学回归生活，注重物理知识的实用性，创建真实问题情境，激发学生学习的兴趣和求知的欲望。通过特定的情境，激活学生的问题意识，形成学习任务，展开学习活动；通过特定的情境，使物理问题与学生的经验产生联系，“同化与顺应”新知识，改组或重建认知结构，这是