“三环节——五步骤”教学模式.doc

“三环节五步骤”教学模式初、高中物理衔接教学研究四川郫县二中：涂同德 内容摘要：用现代建构教学理论作指导，立足高一学生的认知规律，提出操作性强的“三环五步” 教学模式，降低初、高中物理学习的“台阶”，激发兴趣，培养学生学会学习、学会探索的能力。关键词：认知结构 有序编码 情感建构 情感动力 心智技能 心理意义多年来，“初、高中物理衔接教学”这一课题，已有许多同仁进行过研究，但大多立足于传统的教学观，难免不蒙上一层“应试教育”的阴影，缺乏现代教育理念。本人根据多年的教学实践经验，在素质教育的背景下，立足高一学生的认知规律，用新的课程改革思想及现代建构主义教学理论作指导，提出“三环节五步骤”的教学模式，使高一物理的衔接教学兼具现实性和可操作性。一、问题的提出：实践表明，高一学生满怀美好的憧憬跨入高中，经过一个多月的学习后，不少人就会由衷的感概：物理难学。高一物理究竟难在何处？为了摸清原因，找准初、高中物理的最佳切入点，形成便于操作的教学模式，我们设置了21个问题，在学生的认知规律、教材对比、概念规律及物理方法的理解和形成、学习方法等方面，对我校高一年级538名学生进行了问卷调查；对10名不同层次的学生分别进行了谈话调查和跟踪个案分析（调查目录及统计分析附后），发现了如下一些问题：1、自我概念降低：自我概念是个体对自己认知能力的评估，自我概念高的人，相信自己有获得知识的能力，这种情感动力是正是学生学好物理的力量源泉。然而，调查统计表明高一学生经过一个多月的物理学习，自我概念正在降低，主要表现在：学习兴趣降低了15个百分点，学习压力增加了40个百分点。究其原因主要是：教材枯糙，只有38.5的人能看懂教材；物理方法抽象，只有30的人能理解会运用；难于思维，有36的人觉得适用性不强容易遗忘；习惯于机械的带公式解题的人高达43；习惯于听老师讲而不愿探索学习的人达31难怪愿选理科的只有57。可以想象，经过一些知识的不懂和考试的失败，学生的自我概念会必然降低。如何激励动机，塑造健全人格，是我们探索新的教学模式时必须考虑的问题。2、思维出现障碍：思维是智力活动的核心，它包括分析、比较、抽象、判断、推理等环节，是学习物理的必备心智技能。研究中学生的认知心理可知：中学生正在由形象思维向抽象思维过渡，需要大量直观、鲜明、生动的感性材料作支撑进行思维；他们对未知世界充满好奇，有探究欲望。初中生擅长于形象思维，初中物理所涉及到的物理现象与实际生活联系紧密，物理规律只要求定性理解；研究的问题大多是单一对象、单一过程、静态的简单问题，这很适合初中生的认知水平，因而自我概念较高。高一阶段正处于过渡期，需要借助于丰富的表象进行抽象思维；而高中物理的研究方法是：确定研究对象并进行简化处理抽象出物理模型，分析推证物理规律及数学表达式，讨论规律的适用范围和注意事项；研究解决的问题往往是多个状态、多个过程、动态复杂的问题显然，教材所呈现的方法和高一学生还不显优势的抽象思维之间，存在着显著的不相适应。调查统计表明：高一学生都有不同程度的思维障碍：38的学生难以在头脑中建立图景，22的学生难以分辨相关概念，如速度的变化和速度的变化率，36的学生觉得知识抽象，在实际生活中用处不大容易遗忘；对受力分析、理想模型、正交分解、用图象研究问题、整体与隔离等物理方法：能理解的只有30，59的人感到难以理解；对质点、匀变速直线运动等物理模型：能理解的也只有53；对物理习题的情景想象、识模建模能力：能想象的只有37.7，43的人习惯于机械的带公式，18的人难以建模解题个案分析也表明，高中物理难就难在图景的想象和模型的建立及知识的理解。而物理思维、方法和能力是构成物理知识的要素；因此，降低思维台阶，注意教学过程的直观、形象，分步构建认知结构，让学生理解学习、意义学习，是我们探索新的教学模式时必需考虑的问题。3、学习方法滞后：创新是素质教育的核心；改变学习方式，指导学生进行探索性、创新性学习，是当代课程改革的根本标志；但受传统教学方法的影响，高一学生习惯于上课听讲、下课完成作业。调查统计表明：对于学会学习、学会探索、学会实验：只有45%的人能领悟老师的安排，有31. 4%的人只愿听老师讲课，不会独立学习。因此，培养学生独立看书自学的习惯，科研探索的方法，通过激疑、释疑、质疑培养探究知识、学会思维的能力，使学生学会学习、学会创新，也是我们探索新的教学模式时必需考虑的问题。二、理论依据：建构主义是当代人们普遍接纳的、对教学有指导意义的现代教学理论。它强调以人为本、有序编码和意义学习；学生要学习的是知识结构，知识结构转化为学生大脑中的认知结构需要有序编码、分步构建新知识的心理意义。瑞士的心理学家皮亚杰，“课程结构论” 的倡导者、美国当代著名的教育家布鲁纳，“先行组织者”理论的奠基人、美国教育家奥苏倍尔等科学家，都为教学建构论作出过贡献。其基本观点是：1、学习是认知结构的同化和顺应：学生主体的已有认知结构和研究客体之间发生相互作用，通过对比、分析、批判、选择的重建过程，要么新知识被原认知结构同化，要么原认知结构被新知识顺应，从而使原认知结构得到了完善和拓展，进而构建出新的认知结构。2、强调有意义的学习：学习是学习者主动建构知识的过程，它不是机械的将课本和教师的知识装入学生大脑中，而是在原有认知结构（知识、经验）的基础上，不断理解、意义构建新认知结构的心理过程。原有认知结构是新知识的生长点。3、建构过程是有序编码过程：从信息论的角度看：学习是一个信息的有序输入、编码、贮存、检索、输出的过程。它要求：只有能激起学习兴趣的信息，才能被选择输入，而且整个编码过程还需情感动力维持、调节；可见，学习的过程也是动机、情感、态度的构建过程。知识的增长要和学生学习心理的发展和偕同步，要提高认知结构的有序度，以便于知识的检索和输出；由于认知结构具有主观性、自组织性、变易性的特点，因此，知识的迁移还需重新有序编码。4、结构的独特功能：简索的结构化知识具有再生性；已有的知识结构对新知识的学习具有先行组织者的作用。三、操作策略：既然概念、规律难于理解，学生的思维障碍是造成高中物理难学的主要原因，我们完全可以以人为本，根据建构主义教学理论分步构建概念、规律和方法，让学生逐渐理解它们的意义；通过知识的成功迁移，尝试积极的情绪体验；进而培养独立获知的习惯和能力，达到进行探索性、创新性学习的目的。为此，我提出了“三环节五步骤”的高一物理教学模式。此模式的操作策略表现在：1、大的三环有序：对一些概念、规律和方法，需要在整个高一的教学过程中，通过三个环节的有序渗透螺旋加深，随着学生抽象思维能力的加强，而分步构建新知识的心理意义，使学生逐渐理解和迁移。2、小的五步有序：就某一知识点的课堂教学，也需通过五个步骤的课堂教学程序，有序构建概念、规律和学习、探索的方法，使学生完全理解此知识点的意义而构建出新的认知结构，体验成功，提高兴趣。四、操作程序：在高一的教学过程中，要将知识的发展同学生的学习方法、认知水平、动机态度等，进行有机整合。在大的三环有序递进时，要把握好每一环节知识递进的侧重点；在针对某一知识点进行的五步骤课堂教学时，要明确这一知识点在大的三环中所处的位置，应该达到的深度层次，学生必须理解和掌握的知识点和方法。“三环”如“纲”，“五步”似“目”，它们互相交织形成有序的网络，这种网络非常有利于构建学生新的认知结构。它们的操作程序分别例述于后：1、教学过程的三环有序构建：以“力”的概念为例。力学的知识、方法是高中物理的基础，力的概念特别是受力分析方法是高一学生大呼其难的第一难点。对它完全理解、意义构建的三个环节是：初步概念深入理解迁移拓展。操作程序如下：第一环节，形成力的初步概念：初中学过一些力的知识，高一接着逐一学习三种常见性质的力：重力、弹力、摩擦力；受力分析也只限于单个物体处于静态时分别受到重力、弹力、摩擦力的情况及简单的综合。值得注意的是：学生的“生活经验”“直观感觉”，对正确物理图景和方法的建立有很大的负面影响；如向上抛出的物体，学生总习惯于分析出一个向上的“抛力”，等；要引导学生逐渐体会物理思维的逻辑性和严谨性。ABFf第二环节，深入理解力的概念：当学生逐渐领悟了高中物理的研究方法、思维方法，抽象思维有了提高、特别是学习了牛顿定律后，就要求学生在理解“力是产生加速度的原因”的基础上，深入理解力的概念。如受力分析时要考虑物体的运动状态：与运动状态无关的力叫主动力，如重力；反之叫被动力，如弹力、摩擦力：如超重时的弹力为F=m（g+a），与a有关。还要会用整体法和隔离法对连接体问题进行受力分析：如图A、B两物体保持相对静止，用力F拉着B以加速度a作匀加速直线运动，则B所受的摩擦力为f=ma，与a 有关；若用力F拉着B匀速运动，则B所受的摩擦力为f=0；对A、B或AB整体的受力分析，此略。至此应要求学生会分析连接体、动态类问题的受力情况。第三环节，迁移拓展力的概念：力和运动是贯穿力学始终的两条主线：当力和初速度的方向在同一条直线上时，物体作直线运动，如匀变速直线运动；反之，作曲线运动，如平抛运动、圆周运动。物体的运动总是在一定的时间和空间中展开的，于是就有力的时间累积效应，冲量及动量定理；力的空间累积效应，动能及动能定理。这样，抽象的概念在时空中具有了实际的含义，学生也经历了从直观抽象到思维具体的认识过程，真正拓展并全面理解了力的概念。2、课堂教学的五步有序构建：课堂教学是学生对某一个知识点进行意义构建的关键。“平抛运动”是学生第一次迁移力和运动的知识，用正交分解、化曲为直、等效替代等物理方法，循着科研探索的思路，进行研究学习的课题。以它为例的五步课堂教学的有序构建程序是：找点生力探究建构迁移：第一步，激活原有认知结构，找到新知识的生长点：任何新知识的学习，都是在原有认知结构的基础上，经过意义理解和有序编码而生长起来的；而意义编码的前提是输入信息要能引起学生的兴趣。因此，课前复习旧知识，进行演示实验、直观展示、生活经验的描述等，是学生进入学习情景的必要手段。本节课先复习运动的合成原理，匀速、匀变速直线运动的特点，做了平抛运动的演示实验后，再进入新知的探究。第二步，揭示矛盾，产生认知冲突：学生的认知系统只有开放、有涨落、远离平衡，才能走向有序。通过揭示新课题，当学生感到原有认知结构解决不了新的问题时，在内心深处就会产生一种“认知不平衡”的紧张感，这就是认知冲突。任何人都有好奇心理，都想解除紧张心理。因此，认知冲突是产生认知动机，迸发探索、创新动力的源泉。当通过认知结构的同化和顺应，建构起新知识的心理意义、新的认知结构建构成功时，学生会产生满足、愉悦的积极情绪体验，这是学生进一步学习的心理动力。本节课引入新课后，接着发问：平抛运动遵从什么规律呢？我们怎样来研究和探索呢？“思维从惊奇和疑问开始”，学生就会积极动手、动脑，进行探索。第三步，猜测模型，探索规律：“没有大胆的猜测就没有伟大的发现”。猜测是一种创新性的发散性思维品质。现代课堂要求整合“学会”、“会学”、创新、情感等因素。本节课在学生有了探究动力后，可引导它们循着科研探索的思路：“观察现象发现问题猜测模型实验探究得出规律”，进行探究性学习。先分析平抛运动物体的受力和初速度的特点，鼓励学生在两互相垂直的方向上猜测规律，再借助物理原理、思想和方法进行实验探索，最后通过分析、比较、综合、概括得到平抛运动的规律。第四步，简缩新知，构建新的认知结构：将一节课的知识、方法，以列表或发散递进图等方式进行整合，形成新的知识结构。学生大脑中原有的认知结构，在探索新知识的过程中，经过不断的同化和顺应，随着新的知识结构的形成，也完善、拓展完毕，构建出新的认知结构。简缩的知识结构便于记忆、具有再生性，这就为知识的迁移奠定了基础。本节课的构建图为： 定义 平抛运动 特点 略。 规律 方法第五步，根据情景识模建模，迁移规律解决问题：“初中物理题记住公式就搞定”（个别谈话的学生语）。而解高中物理题不但要记住公式，更重要的是要有较高的思维能力，能灵活运用物理方法。它的解题策略是：分析运动情景抽象物理模型迁移规律、公式列式求解讨论；难怪学生常说：听得懂课，答不起题。可见，解题能力的培养也必需分步构建。高一阶段要逐步培养学生“物理情景形象化分析”“物理过程状态化分析”的分析习惯；要求会画受力分析图和线段分析图，直观形象的分析运动过程。由于认知结构具有主观性、变易性、自组织性的特点，因此要强调知识的适用条件，形成“如果那么”式的条件化知识；这样，在知识迁移时就能迅速重新编码有序输出。有了平抛运动的认知结构后，就可迁移解决诸如“射击提前量”、“猴子的命运”、“测玩具手枪子弹的初速度”等问题。“平抛运动”一节的详细教案附后。五、模式的目标：“三环五步”模式总的指导思想是：立足课改理念，以认知规律为本，将高一必学知识分步构建转化为学生的认知结构。要达到的目标是：1、使绝大多数学生都能达到高一物理课改标准的要求，大面积提高教学质量；2、培养学生掌握科学的学习方法，独立学习的习惯，自我获知的能力；3、养成动脑、动手、动口的求知习惯，培养创新思维、科研探索能力；4、尝试成功，激励动机，提高学习物理的兴趣；5、促进学生主动、积极、健康的发展，提高素质，塑造健全的人格。六、模式的检验：以成都市二00二年秋高一物理统考成绩为例，采用单总体Z检验的方法进行检验。随机抽取