物理教學(xué)運用啟發(fā)式的思路與設(shè)計

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物理教學(xué),貴在啟發(fā)。筆者根據(jù)多年來的教學(xué)試驗,總結(jié)歸納了因不同課程、情境而常用的九種啟發(fā)方式。旨在系統(tǒng)地探索物理教學(xué)的啟發(fā)技藝。
    一、主線啟發(fā)式
    根據(jù)一節(jié)課的教學(xué)目的和知識結(jié)構(gòu),可以設(shè)計許多不同的教學(xué)主線。對不同主線進行權(quán)衡比較,應(yīng)優(yōu)選適于啟發(fā)的教學(xué)主線。如講授電流表的工作原理,可先講電流表構(gòu)造,后講測量原理,這種教學(xué)主線,屬順向注入引導(dǎo),雖層次清楚,但學(xué)生只能被動接受,難以體現(xiàn)思路啟發(fā)。如果采用逆向主線啟發(fā)式即可動員學(xué)生參與儀表設(shè)計,牢固地掌握知識,有利于創(chuàng)造能力的培養(yǎng):先溫故孕新推導(dǎo)出通電線圈在勻強磁場中所受電磁力距的表達式M=BISsina(或定性介紹);第二步啟發(fā)學(xué)生思考:當(dāng)a一定時,M與I成正比,可由M測I,但線圈一旦轉(zhuǎn)動,a隨著變化,為克服此弊,可讓學(xué)生設(shè)計一種輻射式磁場(圖1),使通電線圈無論轉(zhuǎn)到何處M都與I成正比;第三步由力距平衡理論出發(fā)講述游絲的機械力矩及儀表構(gòu)造;第四步觀察演示電流表。這種環(huán)環(huán)緊扣步步深入的教學(xué)主線本身就充滿著啟發(fā),不僅鞏固了磁場力、力距平衡知識,加深了對電磁力矩、電流測量原理的理解,使教學(xué)主線如行云流水邏輯嚴密,更重要的是使學(xué)生在步步力攀中啟迪了智慧,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了培養(yǎng)智能的研究性氛圍。
             
    二、設(shè)卡啟發(fā)式
    教師在講解教學(xué)重點、難點或疑點時,可酌情設(shè)立關(guān)卡懸念,激發(fā)學(xué)生闖關(guān)奪隘。當(dāng)講到關(guān)鍵字眼時必須留下時間間隙:設(shè)卡啟發(fā)。如講到“物體在做直線運動且所受合外力減小時,則它的速度越來越……”,那個“大”字應(yīng)讓學(xué)生思考解答。教師善于設(shè)卡激思,學(xué)生善于“接下咬舌”,教學(xué)本身就具體地增添了精講多練、啟而后發(fā)的色彩。教師板書應(yīng)凝縮教學(xué)內(nèi)容,且關(guān)鍵字眼可留下空白啟發(fā)學(xué)生彌補。這個空白就是教師激勵學(xué)生主動聯(lián)想的興趣焦點,學(xué)生憑借知識積累通過積極思考在筆記本填補空白后,一經(jīng)教師正式填空講解,使學(xué)生更能明辨是非,加深印象。
    三、預(yù)見啟發(fā)式
    課堂演示不應(yīng)是教師的獨角表演,應(yīng)通過預(yù)見激發(fā)學(xué)生嘗試智力潛能的求索。如演示陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)時,應(yīng)動員學(xué)生主動預(yù)見射線的偏轉(zhuǎn)方向,使學(xué)生躍躍欲試地參與預(yù)言判斷。當(dāng)教師按下開關(guān)亮明實驗事實后,預(yù)見正確的學(xué)生會興高彩裂,預(yù)見錯誤的也會汲取教訓(xùn),使理解和記憶都得到強化。
    四、期待啟發(fā)式
    在探索性實驗教學(xué)中,應(yīng)期待啟發(fā)學(xué)生用抽象思維設(shè)計實驗程序和方案。如給學(xué)生伏特表、安培表、電源、變阻器和導(dǎo)線、開關(guān)等,啟發(fā)學(xué)生用這些設(shè)備擬定一個測出伏特表、安培表內(nèi)電阻的實驗方案,如教師把正確答案直接“端給”學(xué)生。那么這個實驗就變?yōu)閷W(xué)生的一種機械性活動。如果教師期待學(xué)生設(shè)計,是教師給予學(xué)生的智力投標,當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生再現(xiàn)伏安法時,學(xué)生就能閃現(xiàn)出“用兩表測量表”的思想火花,而且很快繪制出圖2(可測安培表電阻)和圖3(可測伏特表電阻),此后教師再啟發(fā)學(xué)生考慮實驗注意事項,教師在期待啟發(fā)中感到愉悅,學(xué)生在實驗中體味到探索成功的樂趣。
    五、“發(fā)現(xiàn)”啟發(fā)式
    概念教學(xué)應(yīng)避免硬性注入,應(yīng)有意給學(xué)生創(chuàng)造自己去發(fā)現(xiàn)真理的廣闊“天地”。在講光電效應(yīng)一節(jié)時。我在講明該效應(yīng)實驗原理后,給學(xué)生一組理想金屬(從便于教學(xué)出發(fā))實驗數(shù)據(jù)表,讓學(xué)生根據(jù)此表畫出光電子的大初動能Ek,隨入射光頻率。變化的函數(shù)圖象,啟發(fā)學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)這是一條“函數(shù)圖象”(如圖4),接著讓學(xué)生寫出函數(shù)表達Ek=av-b,然后讓學(xué)生討論該式的物理意義,多數(shù)學(xué)生能發(fā)現(xiàn)av為光子能量,并“與入射光的頻率成正比”。其比例系數(shù)a為6.4×10-34焦耳秒,對該金屬要想發(fā)生光電效應(yīng),入射光頻率必須大于vo=4×104赫茲,這樣的教學(xué),教師只起了指點向?qū)У淖饔?,學(xué)生卻能真正領(lǐng)略到一種探幽索微,有所發(fā)現(xiàn)的樂趣,當(dāng)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)真理,攀上思路高峰時,教師再指導(dǎo)學(xué)生回首遙望,對光電效應(yīng)的規(guī)律給予必要歸納
    入射光頻率v(赫)
    5×1014
    6×1014
    8×1014
    10×1014
    相應(yīng)的反向截止電壓(伏)
    0.4
    0.8
    1.6
    2.4
    光電子大初動能(電子伏特)
    
    六、激揚啟發(fā)式
    輔導(dǎo)時應(yīng)再次啟發(fā)設(shè)疑。當(dāng)講完電磁感應(yīng)的重要公式ε=BLvsina后。學(xué)生似乎已經(jīng)全懂了,在自習(xí)輔導(dǎo)時也無人詢問。但我深知,不少學(xué)生在理解該公式中必有“隱伏的暗礁”。于是我便在黑板上畫出圖5,詢問大家在此情況下,ab兩端的ε值如何?不出所料,不少學(xué)生認為V和B方向夾角為90°,“這還有什么破碇?”我利用欲擒故縱有意把學(xué)生的思路引入陷井后再及時“挽救”。當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生用洛侖茲力的知識重新剖析后,多數(shù)學(xué)生便恍然大悟到ε=0,接著我又讓學(xué)生分析如圖6的。如何時,多數(shù)學(xué)生就能自動寫出ε=BLvsinosin90°的正確結(jié)果。這時我才說明課本中公式ε=BLvsina的V應(yīng)理解為速度在導(dǎo)線垂直方向上的分量,這樣經(jīng)過輔導(dǎo)激疑啟發(fā),又使學(xué)生腦海泛起想象的漣衡,激起思維的浪花。
    七、工藝啟發(fā)法
    我用小黑板書寫了一個例題。如圖7,讓學(xué)生計算流過電源的電流強度,不少學(xué)生從電橋的形式及電阻數(shù)值巧合(R1/R2=R4/R5)出發(fā),誤認為R3上無電流。當(dāng)時我并沒有立即否定學(xué)生的判斷。而是將預(yù)先設(shè)置的白橡皮繩AB、BC、CD、DE、GA段以及套在繩上的白紙筒(表示R1、R3、R5、R6)逐個拉滑改動,這樣學(xué)生的空間想象隨著教師機械的“拉滑”變得縱橫馳騁,當(dāng)教師將圖7改動成圖8后,學(xué)生已變得豁然開朗:原來R2上無電流。
    八、手勢啟發(fā)式
    在課堂講解“導(dǎo)體棒ab(質(zhì)量m,電阻R、長L)在勻強磁場B中沿光滑且不計電阻的傾斜導(dǎo)軌上滑動的極限速度”一題時如圖9,切忌將分析過程和現(xiàn)成答案交給學(xué)生,應(yīng)給學(xué)生留下思考時間,讓學(xué)生先“闖闖”。在這段教師“無事”的過程中,應(yīng)對學(xué)生察顏觀色,以便掌握“不憤不啟、不排不發(fā)”的火候,當(dāng)學(xué)生已感憤排,急待啟發(fā)時,如何才能“導(dǎo)而勿牽,開而勿達?”當(dāng)然教無定法,對此題也可用無聲勝有聲的眼神、動作暗示啟迪學(xué)生的思路:把右手放在圖9中畫有ab的地方,使磁力線穿過手心、姆指順斜軌向下方向,并讓右手斜向下運動,稍后再把左手手心斜向上,且左右手四指方向相同……。事實證明,這種無聲的手勢比繁瑣的語言有時利于啟迪智慧:引導(dǎo)學(xué)生的思維由“靜”到“動”,找到現(xiàn)象間相互關(guān)聯(lián)的奧妙。
    九、迂徊啟發(fā)式
    教師講解難題,不一定開門見山,一下子就解答得水落石出,可用打外圍的遷徊方法使學(xué)生茅塞頓開。有,學(xué)生在課余問我一題:“鐵錘將木樁釘入泥土中,樁受阻力與釘入深度成正比,且每錘落下速度相同,若第一錘釘科10厘米,求第二錘釘入多深?”當(dāng)時我先讓他畫出木樁所受阻力F和釘入深度x的函數(shù)圖象,學(xué)生雖立即畫妥但仍莫名其妙。接著我避開此題又命了一題:“一個人將彈簧拉長10厘米,第二次他做同樣的功又能拉長多少?”由于學(xué)生掌握此題所需的知識基礎(chǔ)(胡克定律、彈力做功)很快就找到問題的癥結(jié)。當(dāng)畫出圖10后,“心有靈犀一點通”,他高興地說:“謝謝你,原題我也會了,我懂得了聯(lián)想!”這樣,他不僅問一題懂兩題,而且額外地得到了搞通一點(原題)、連通一線(解類似題的方法)、照亮一片(聯(lián)想的奧妙)的收獲。