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物理教学,在反思中升华——谈物理教学中如何指导学生反思

作 者:孙美丽 (山东省荣成市第二十九中学 264322)

反思智慧是美国心理学家加德纳于1983年提出的多元智能中的一种智能。它要求人们在掌握知识的同时,更要了解知识的形成过程。反思是对自己的思维过程、思维结果进行再认识的检验过程,是进一步深化、整理和提高的过程,也是一种再发现和再创造的过程。它是学习中不可缺少的重要环节。当代建构主义学说认为,学习不是被动的接受,不是单纯地复制与同化;它要求学生在活动中进行建构,要求学生对自己的活动过程不断地进行反省、抽象和概括。显然,学习中的反思如同生物体消化食物和吸收养分一样,是别人无法代替的。因此,在教学中,教师应该重视学生的反思学习,并积极创造反思条件,引导学生自觉反思。现就学习过程、探究过程中如何指导学行进行反思谈如下几点:
一、学习新知识后的反思
学习活动总是建立在学生的知识准备基础上的。因此,在学习某部分内容时,要引导学生反思自己的知识准备是否达到了活动所要求的程度,包括对物理知识记忆的熟悉程度、对知识本质属性的理解程度、对知识的各种表达形式掌握的程度。在经历一些学习活动后,要反思自己学到了哪些新知识、这些新知识与自己的原有的认识结构是如何联系的,反思自己原有的认识结构有无欠缺,若有,这些欠缺是如何造成的,如何尽快补救。
如,在学过“串、并联电路的特点”后,学生通过对所学内容的对比反思,得出串联电路中除电流相等外,其他物理量均与电阻成正比;并联电路中除电压相等外,其他物理量均与电阻成反比。这就是说,关于电路中物理量的计算和比较,只要求得电阻关系,其他关系就会迎刃而解,使本来分散、凌乱的公式,变得易记、易用。又如《光的反射》一节,学生将光的反射定律用“同面、分居、等角”六个字作了精要概括。如果每次都能对不同背景下涉及的同一对象进行反思,并对反思结果以自己独特的方式加以比较、分析、归纳,就会大大提高对其本质属性认识的深刻程度,久而久之其认知就会越来越深刻,越来越完善,而且知识可迁移性越强。
二、探究过程的反思
在教师的引导下,将学生带入知识再发现过程的教学,让学生观察研究对象、发现问题、提出问题;利用已有的知识,经过深思熟虑对问题作出猜想、提出自己的假设;设计调查或实验方案;实施调查或实验过程验证假设;利用各种形式交流得出科学结论等,是探究教学的重要内容。如在研究“凸透镜成像”的实验中,把蜡烛放在2倍焦距以外,观察到“倒立缩小的实像”,把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间,观察到“倒立放大的实像”,把蜡烛放在焦点以内,观察到“正立放大的虚像”。根据上述实验现象引导学生反思,可总结出以下规律:1.物体由2倍焦距向焦点移动过程中,像逐渐变大。2.物距小,像距大,像变大。反之亦成立。3.2倍焦距是成放大与缩小像的转折点,1倍焦距是成实像与虚像、正立与倒立的分界点。以上规律化的知识,学生印象深刻,为知识的迁移和灵活运用打下了良好的基础。又如复习“组成串、并联电路”实验中,两灯泡串联时发现一只灯泡亮,另一只灯泡暗,学生提出疑问:“串联电路中各处的电流相等,两灯泡会同样亮,怎么会一只亮一只暗呢?”为此,引导学生进行反思,决定灯光亮暗的是灯泡的实际功率。根据P=I2R,串联电路中电流相等,功率的大小取决于灯泡电阻的大小。一亮一暗是因为两只灯泡的电阻不同,亮的灯泡电阻大,暗的灯泡电阻小。如果其中一个灯泡电阻很小,实际功率很小,达不到亮的程度,则出现一亮一灭的现象。通过对上述现象的反思,使学生加深了对决定灯泡亮暗的是实际功率,而不单是电流或电阻大小的理解。在探究活动结束之后,教师应要求学生尽力回忆自己从开始到结束的每一步探究活动,开始是怎么想的,走过哪些弯路,碰到哪些钉子;为什么会走这些弯路、碰到这些钉子,有什么教训可以吸取;自己的思考与老师或同学的思考究竟谁对谁错,哪种方案最优?自己在一些思考的中途能否做某些调节,为什么当时不能做出这些调节;自己在思考中有没有做出过某种预测,这种预测对自己的思考是否起到了作用,自己在预测和估计方面有没有带普遍意义的东西可以归纳等,这样不仅使本探究课题的方案、过程直接得到了改进,而且在评估和改进方案的过程中增长了知识,提高了相关技能,为今后对类似课题方案的优化奠定了较好的基础。对多个实验,可进行联系与比较,反思实验异同点,更易使学生掌握实验的本质,理解实验规律,巩固知识与技能。引导学生思维求异,寻求多种实验方案,然后对实验方法进行反思,找出其特点和不足,从而优化实验方案,选取最佳策略。例如“测盐水密度”实验时,学生可探求以下多种方法。方法一:1.用天平称出空烧杯的质量m1。2.烧杯内倒入盐水称出总质量m2。3.把烧杯内的盐水全部倒入量筒中,读出盐水的体积v。4.计算:ρ=(m2-m1)/v;方法二:1.用天平测出烧杯和盐水的总质量m1。2.把烧杯内的水全部倒入量筒内读出盐水的体积v。3.用天平称出空烧杯的质量m2。4.计算:ρ=(m1-m2)/v;方法三:1.用天平称出空量筒的质量m1。2.量筒内倒入适量的盐水,读出盐水的体积v。3.用天平称出量筒和盐水的总质量m2。4.计算:ρ=(m2-m1)/v;方法四:1.用天平测出烧杯和盐水的总质量m1。2.把烧杯内的盐水倒入量筒中一部分,读出盐水的体积v。3.用天平称出烧杯和剩余盐水的质量m2。4.计算:ρ=(m1-m2)/v。引导学生对以上四种方法进行反思,方法一中,烧杯内盐水倒入量筒时,烧杯壁上沾有盐水,使测出的盐水的体积变小,密度变大;方法三中,由于量筒高,放在天平上称量易发生倾斜、歪倒,容易损坏仪器,不便于操作;方法二、四有些雷同,弃掉了以上两种方法弊端,从实际操作来看,方法四的测量简洁而又贵在准确,确为最佳策略。
三、对探究过程中思想方法的反思
物理思想方法的传播和学习,既要靠教师在长期的教学中提示、归纳和点拨,更要靠学生自己在长期的学习中反思、领悟、吸收和利用。如在研究某一物理量时所用的“揭示有关现象——提出问题——寻找解决问题的方法——抽象出物理量(概念、规律、定律等)——导出物理量计算公式——规定单位——该物理量的测量——典型计算举例——生活科技应用研究”流程;例如:在学习“功率”这一物理量时,可引导学生反思“速度”的得出流程,那么相应知识就会迎刃而解,而且变得易记、易用。研究某些规律时所用的“猜想——反驳——验证”的探究思路;研究某些问题时用到的具体的研究方法,例如:控制变量法,引导学生反思这种方法的含义、特点,这种方法适用于研究哪类问题?以前学习时有没有用过?是在研究什么问题时用的等,以加深对所学物理思想、方法的理解和应用能力。
四、对探究活动结果的反思
对探究结果进行反思,通常表现为思考探究的结果是否会和探究者原有的知识相矛盾?探究结果是否会和日常的经验、现象相冲突?探究结果中各因素之间的关系是否符合逻辑?是否能自圆其说?当发现个别实验数据异常的时候,是深信它是真实的还是对它测量的可靠性产生怀疑?如果经过探究活动得到的结果和假设之间存在差异,引起这种差异的原因是什么?学生关注对探究结果的反思,就是发现和提出问题的前奏,是创造性思维的表现。
五、对探究活动中相关问题的反思
若要避免“一知半解”式的学习,必须将思维的触角伸展开,在活动结束后应对哪些相关的问题进行反思,以拓展学生的视野,使学生在将知识与生活、经验相交融的过程中,培养学生的能力,延伸学生的思维,使学生在学习活动中既解决了问题,又在此基础上产生新的问题。因此,在探究活动将要结束时要留有一定的时间让学生通过对所学内容的反思,看除了这些问题外还有哪些未解决的问题,能提出什么新问题,还想知道或弄清哪些有关的问题,既通过“我还想了解什么?”“我还有什么想法?”“我不同意……”“关于…我想应该…”等激活学生的思维,培养学生发现问题、提出问题的能力。如在学完《温度计》后,学生提出“为什么水银温度计里的水银不像酒精温度计一样把里边的液体染成红色?”“温度计的外壳不用玻璃而用透明塑料不是更好吗?”等许多拓展性的问题,使学生带着问题、带着探究的欲望离开课堂,把对问题的研究延伸到课外,既延长学生思维的时间,扩大其思维空间,同时也暗示了创新没有止境,探究没有尽头。
总之,“反思”这一环节使我们的物理教学工作不再是简单的循环或者重复,而是在不断提高和升华。在“思”中学习,在“改”中探索,应当成为教学工作中必不可少的部分。