基于费曼教学理论新教学模式和方法的构建研究

基于费恩曼教学思想物理学新教学模式和方法的构建研究王兆敏【1】张淑芳【2】徐州工程学院数理学院摘要：在概述了影响物理课教学、总结了目前物理课教学现状的基础上，在分析了费恩曼物理教学思想、目的、方法的基础上，提出并构建了“融合教学法”的思想和实施方法。以调节、控制、保持学生听课的注意力，达到愉快教学，提高课堂教学质量的目的，收到了较好的效果。关键词：融合教学法注意力教学相长快乐教学引言高质量的教学是各类学校办学的崇高目标，提高教学质量是各类学校奋斗的方向，高质量的教学是名校的标牌，教学质量高的学校是学子所求。课堂教学是高质量教学的重要环节之一，课堂教学过程则是一种思维严谨、灵活多变、生动有趣、“余音绕梁”的实践性复杂过程。1、影响课堂教学的因素课堂教学受到诸多因素的影响，主要来源于两个方面。一是教师的教学过程；二是学生的学习过程。1.1教师的教学过程对教学质量的影响教学质量是一个综合性指标，它是由每次课的教学作为基础而逐渐积累的。每次课都有其主题，都有其要完成的任务。完成每次教学任务，让学生理解和掌握本次课的概念及理论，主要依赖于教师对教学过程的设计。每次课传授怎样的知识，传授的知识量为多少，怎样传授法，都是由教师作出具体的安排。教学过程设计不同，会直接影响到教学内容的传授、影响到教学精度和高度、影响到学生对教学内容的理解和接受。这就是同一教学内容，不同教师讲授，所产生教学效果各有不同的原因。教师只有深刻钻研、熟练掌握教材内容，“有的放矢”、“因材施教”、“积累经验”、“总结教训”，认真细致的做好每次课教学过程的设计，才能收到较好的教学效果，才能使教学质量得到逐步提高。1.2学生的学习过程对教学质量的影响学生的学习效果是提高教学质量、保证教学质量的主要因素。学生的学习效果取决于学生的求知欲望，取决于学生学习时的注意力。强烈的求知欲望，能使学生增加信息的获取量，能促进学生对所获信息有更深一步的理解。学生学习的注意力决定学生对所学问题是否弄清楚了、全面了。有关专家认为，人的大脑在正常活动时，其注意力集中大约为15分钟。因而，教师在教学时要注意调节学生的注意力。另外学生的自学能力也是提高教学质量的重要因素之一，因为教学质量的高低，要从学生的学习成绩、学生对问题的分析能力、解决能力、对知识的综合应用能力、自我创新能力等方面体现出来。学生的自学能力来源于自身所具备的知识基础，来源于主动学习过程中的培养，来源于一定的实践过程的培养。学生的自学能力强，接受能力自然也作者简介：王兆敏，男，江苏沛县人，1956.11.教授，主要从事物理教学与实验。中图分类号：04文献标识码：A强。再者学生所处的学习环境对学生的影响不可忽视。“近朱者赤，近墨者黑”，学校和教师要为学生营造一个良好的学习环境。2、物理学教学现状思考物理学是理工科院校都要开设的基础课。近些年来，物理学教学质量下降是普遍现象。究其原因，有以下几个方面：2.1学校“专升本”带来的冲击高校为了适应社会的发展，实现“专升本”。学校为了谋求较快的发展，不断的开设新专业，不断的扩大招生数量，甚至“文理兼收”。学生对于学习物理学所具有的基础知识、智力等参差不齐。学生具有的自然知识及生活经验少。物理学课程为公共基础课，对各专业的直接应用不多，学生的学习兴趣不浓。这对物理学的教学带来了冲击。2.2教学方法及手段的影响高校教学目前依然提倡“启发式”、“讨论式”、“研究式”教学。在平时的教学中我们体会到，“启发式”教学，需要学生具有一些自然科学知识和生活经验。这样在你从侧面阐述某一理论或概念时，学生才能领悟你所指的是什么，想要讲什么。而学生恰恰缺乏相应的自然科学知识和生活经验，往往是“启而不发”。“研究式、讨论式”教学，能采用的方式有两种：一是教师以讨论、研究的方式讲述教学内容；二是教师与学生互动进行教学。就实际情况看，前者同样不能引起学生的注意，而后者须建立在学生课前已基本熟悉要讲的内容，同时要具备较好的学习基础。“研究式、讨论式”教学实际情况下难于实现，尤其在专升本，学校规模迅猛扩大的一类学校中。这就出现了有力的教学方法与麻木的学生相结合的不匹配现象。就教学手段而言，教师大都利用多媒体教学，所使用的课件基本上是自制的PPT。前些年，用PPT作课件，将板书改为光影投放，稍加一点动画，学生还感到新颖，长此以往，学生已习以为常。PPT课件在展现教学内容时，满幕的文字和公式，教师仅对重要的教学内容作口头解释。这就不能有张有弛的向学生传递信息，影响了教学效果。2.3对学习“物理学”的认识不足在与学生的交流中知道，物理学是理工科院校的公共基础课，学生所学专业中应用不多，因而不受重视。在2004年，纪念费恩曼逝世16周年的“科学家与科学传播·费恩曼科学思想研讨会”上，有关专家指出“我国人民教育出版社的一项调查显示，８０％的学生认为物理是最头痛的课程”，这是因为“物理学知识过于古老，这些物理基础知识往往在工程技术中用不上；我们的教师激发学生兴趣的工作又基本上没做”。物理学是其它科学的研究基础，有“自然科学之母”之称。物理学是一门包罗万象的课程，它不仅含有大量的自然科学信息，而且充满了智慧和美感。理工科院校开设物理学的目的，象费恩曼所说的那样：“第一是为了学会怎样动手做测量和计算，及其知识在各方面的应用；第二是培养科学家，他们不仅致力于工业的发展，而且贡献于人类知识的进步；第三认识自然界的美妙，感受世界稳定的实在；第四是学习怎样由未知进到已知的科学求知方法；第五是通过尝试和纠错，学会一种有普遍意义的自由探索和创造精神。给出对于这个奇妙世界的一些欣赏，以及物理学家看待这个世界的方式，我相信这是现今时代里真正文化的主要部分”[1]。3、费恩曼物理教学思想的赏析人们公认费恩曼是现代最聪明,最不崇拜权威,影响最深远的物理学家。人们赞誉：他站在物理舞台的中央,而且一站就是40年,统治着战后时代的科学-----在这40年里,研究物质和能量的物理界走上了一条未曾想到的暗淡又诡异的道路。[2]费恩曼被教育界誉为“物理教学大师”，对费恩曼的教学方式，人们进行了广泛深入的研究。费恩曼的教学“生动活泼、幽默、形象、充满乐趣”是人们的共识。3.1费恩曼主要物理教学思想探索性与原则性思想。费恩曼的成功除了天赋以外，最重要的是他那独特的“原创”思想和对科学的一丝不苟。他非常喜欢狄拉克的一句话:“看来这里需要全新的思想”[3]。在实际的物理教学和研究中，对一些模糊不清的问题，费恩曼力求从头开始，后来他创立了量子电动力学理论。他在论述物理学和物理教学到底是什么这个问题时写到：“在对科学的学习中，你学会通过试验和误差处理问题，养成一种独创精神和自由探索精神，这比科学本身的价值更巨大。你还要问自己有没有更好的方法来做”。[1]物理教学要与自然相遇的思想。费恩曼非常重视理论与实验和现象的联系，提出了物理教学要使学生与自然相遇的重要观念。物理教学与自然相遇，就是物理教学与自然现象及物理实验相联系。物理教学与自然相遇，才能使教学更生动有趣，才能使学生更清楚更深刻的理解物理理论，才能使学生对知识的应用能力、创新能力得到更好的培养。物理教学应该是令人愉快的思想。物理学的学习和研究本应该是愉快的事，现实教学中却出现了象费恩曼所说的：“低水平的物理教师，枯燥呆板的教材，缺乏学习动机的学生，三者结合必然是一种应付考试的学习模式，没有愉快而言。学习变成痛苦和焦虑”。[2]愉快的物理教学有助于提高学生的学习兴趣，有助于培养学生的乐观与自信。有了这种思想方法的指导，任何好的教师都会积累和创造出一些好的方法和例子，使学生有愉快的学习环境。教学相长的思想。教学对象发生了改变，教学方法也要随之改进。对同一个理论或同一个概念讲述多次后，就应该体会出对什么样的学生，采用怎样的讲述方法，才能得到好的教学效果。费恩曼这样说道：“你可以思考一些已经很清楚的基本东西。这些知识很有趣，令人愉快，重温一遍又何妨？教学能给旧的知识新生命，如果你真的有什么新想法，能从新角度看事物，你会觉得很愉快。学生问的问题，有时也能提供新的研究方向”。[2]4、物理学新教学模式和方法的构建研究如何改变目前物理学教学的“三结合”状态，如何降低学生在物理学学习中的困难，如何激发和保持学生学习物理学的兴趣，“看来这里需要全新的思想”。4.1物理学新教学模式和方法的构建思想搞好物理教学，提高物理教学质量是一项艰巨而复杂的任务。我们也已知道，激发学生学习的主观能动性，激发学生的学习兴趣，保持学生的注意力是非常重要的。如何做到这一点是我们所思考和所要解决的。在实际的课堂教学过程中我们发现，对于冗长的理论分析和数学推导，学生就显得焦躁，时间长了就干脆不听了。而当我们举一些依照物理学的某一理论创造出了某一项成果或某一项现代技术时，大部分学生就抬起头听的很认真。我们不仅要做到善于讲课，也要善于观察研究学生的听课状态，总结经验获得更多的做好教学工作的灵感。根据实际教学情况，我们试着设计了课堂教学的新模式和方法，即适当的改变过去“启发式、研究式、讨论式”公式化的教学模式，重新研制一套非教学课件。本课件是不含有教学内容，而又能反应教学理论，既具有科学性、知识性，又具有趣味性的课件，使学生与自然相遇。将真实的自然现象与教学内容相结合，以激发学生的学习兴趣，降低学生听课的思维疲劳，延长学生听课的注意力。我们称这种教学法为“融合式教学法”。“融合式教学法”的核心是以费恩曼“生动活泼、幽默、形象、充满乐趣”的教学法为基础，以含有稀奇自然现象的课件作为课堂气氛的调节剂，结合“启发式、研究式、讨论式”教学法进行教学的一种新模式。4.2改变学生首先改变自己由于“专升本”，对于学习物理学学生所具备的基础知识有较大差异，对学习物理学在思维方式上有一定差别，这对实际教学带来了困难。我们的教学对象发生了变化，而教师没有根据教学对象的变化去进一步的研究教学方法，就不能做到“因材施教”。要提高物理教学水平，首先要提高教师的授课水平。一味的“公式化”教学，满口的学术术语，就会导致学生思维的过早疲劳，就会导致“三结合”现象。教学工作对教师的要求是很高的，一名物理教师仅仅具备能够讲好物理课的科学知识是远远不够的。物理教师也应多看一些散文、诗歌、古诗词等书籍，闲暇之时看一些好的相声小段，研究其“说学逗唱”。以丰富自己的语言，增强语言表述能力。象物理学家杨振宁就有及其丰富的文学知识。物理教师也应具有幽默感，幽默能使人轻松愉快。一次上课中，一名学生拿出手机查短信，我就说他，你应该很好的感谢麦克斯韦，没有他，你的不见面的姻缘就不便维持和延续。不少学生爽朗大笑，接下来课堂变得安静。教学就能持续较长的时间，拿手机的学生也能好好听课，这要比严厉斥责产生更好的效果。物理教师“琴棋书画”都要懂一些，以更好的适应不断变化的教学对象。4.3课件的研制与运用在具体的课堂教学中，我们注重物理学经典理论的整体性与日新月异发展的现代技术的合理取舍，精讲经典物理学内容，充实物理学在现代工程技术中的应用。为体现费恩曼：物理教学应与自然相遇和学习物理学应是愉快的思想，我们研制了两类课件。一类是对物理学的总体内容进行概括性的课件；另一类是与物理学课堂教学内容相关联的课件。第一类课件作为第一次上课的“前言”，第一类课件有两个版本。第一个版本的内容包括：宇宙中的地球、地球大气层的形成、地球四季的更替、物理学与人类文明、美与物理学、学习物理学的意义等。具体内容主要来源于网络视频和自行拍摄视频，时间为90分钟。目的是让学生了解宇宙形成的近代理论、了解银河系太阳系及地球的运转状态、了解物理学对人类进步所起的作用、了解物理学的另一侧面——美、明确物理学的学习目的。第二个版本的内容包括：美与物理学（这部分内容主要引用杨振宁在清华大学“美与物理学的报告”）[5]、自然奇观（这部分内容汇集了一些自然奇观：火山的爆发、冰雹的形成、雷电奇观、龙卷风、海啸等自然奇观）。通过杨振宁的报告和自然奇观的展示，让学生感受到通过物理学看到自然秘密时的那种庄严感、神圣感和恐惧感；通过学习物理学，了解物理学对那么多复杂的自然现象