论物理英才的素质教育.pdf

江苏省苏州中学主办 内部资料 苏出准印 JSE 0004362 刊头题字 顾廷龙 2006 年 12 月 4 日 星期一 本期导读 论物理英才的 素质教育 朱浩 秋游天池 五 律 李淦华 S SU UZ ZHHOOU U Z ZHHOON NGG X XU UE E 2006 2007 学年度第一学期第 15 期 总 686 期 编者按 编者按 朱浩老师的 论物理英才的素质教育 是关于如何培养物理英才的文章 他 的许多见解和做法揭示了培养物理奥赛金牌得主的成长规律 这是他多年来的心得体会 文中指出物理英才的素质教育包括非智力因素培养及物理学科的专业类素质训练两大类 一类是看似与物理知识无关的 如动机 兴趣 情感 意志 性格 理想 信念 价值观 等 可称为非智力因素 该内容已在本报第十三期进行了介绍 另一类是与学习物理知识 密切联系的 如观察 记忆 思维 想象等能力 可称为物理学科的专业类素质 该内容 将在本期进行详细介绍 以飨读者 论物理英才的素质教育 论物理英才的素质教育 朱 浩 专业类素质训练 物理学科的专业类素质训练 包括知识 与能力二个方面 集中到一点就是培养英才 的能力 能力是指人所完成某一活动的心理特 征 能力分为两种 一种是基本能力 即为 一个人完成自己经常性活动必须具备的能 力 以及完成某一活动要求人必须具备的能 力 从心理学角度说 记忆力 想象力 思 维力 观察力 是人们共有的心理能力 即 为基本能力 这些能 力的强弱体现了一 个人的智力高低 另 一种是特殊能力 即 超过一般人所具有 的能力 以及完成特 殊活动要求人必须 具备的特殊的能力 它不是每个人都能 具备的 从心理学角度说 各人具备的基本 能力的心理机制是各不相同的 有的人在某 一方面或某些方面具有特别强的心理机制 便是特殊能力 一般能力和特殊能力是有机 联系的 一般能力越是发展 就越是为特殊 能力的发展创造了有利条件 在实践活动中 发展特殊能力的同时 也能促进一般能力的 发展 要在高层次的物理竞赛中取得优异的 成绩 就需要有一种由各方面的一般能力相 互渗透而组成的特殊能力 各种能力的完备 结合称为 才能 才能的高度发展就是英 才 物理竞赛的优胜者必须是一位物理方面 的英才 毋容置疑 物理竞赛 是需要大量的知 识 而且还需要许多专业化的高深知识 但 是仅有丰富的知识是远远不够的 我们在培 养物理英才的过程中 既要注意到知识与能 力的有机联系 又要充分认识到知识和能力 江苏省苏州中学 是两个完全不同的概念 知识是人类社会历 史经验的总结和概括 而能力是人们完成某 一活动的个性心理特征 对一个物理优秀生 来说 要获取大量的知识并不困难 但要提 高他们的一般能力尤其是特殊能力就不那 么容易了 我们说能力是知识和智力的结 晶 就是指能力是由各种知识 智力和心理 品质综合而成的 人的能力是较长时间内逐 渐形成的 它不象知识可以突击获得 而是 要靠系统训练和逐步培养才能形成 能力的 增长虽然比较缓慢 但是人们一旦获得某种 能力后 便具有较长的稳定性 那么到底怎 样才能使学生在获取知识的同时尽快增强 它们的一般能力尤其是特殊能力呢 我主 要采用超前自学和实验探究的方法 一 超前自学 超前自学 首先 我要求物理竞赛小组的学生在课 外进行大量自学 早在公元前 4 世纪 古希 腊的苏格拉底明确强调过 好的 正确的 教学不是传递 而是对学生自学辅导 我 一贯强调学生要学会自学 讨论 探究 我 辅导的物理竞赛选手 学到的物理知识 最 多只有三分之一是在辅导时听我讲授的 其 它一律由他们自学获得 到了一定阶段 我 就指定几个学得比较好的学生轮流给其他 同学讲课 课的前半部分由主讲同学围绕某 一主题讲解物理习题 课的后半部分由听课 同学提问 讨论 在讨论的过程中要求听课 的同学提各种各样的问题 比如题目中的某 一个条件若发生了变化结果会怎样 题目 答案的物理意义是什么 题目的答案在部 分范围有效 还是在所有的情况下都成立 等等 开展这项工作时 我主要是和主讲的 同学一起确定讲课的主题 估计同学们可能 会提些什么问题 怎样解答 最后再与同 学们一起总结这次活动的成败得失 比如缪 亚立 辛宇 杨硕龙在高二阶段就给其他同 学作过多次讲座 缪亚立在赴哈佛求学前夕 连续几天向小学友介绍物理中的一些新进 展 以及他当时学习过程中曾与同学激烈争 论过的问题 使听课的同学大受裨益 又如 辛宇在 2005 年暑假为 2006 届 2007 届同 学讲了一个星期的课 他既讲物理知识 又 介绍国家物理集训队队员奋发学习的感人 事迹 使同学打开眼界 从心理学的角度看 自学与听课有以下 不同 一是人类的思维活动表现为分析 综 合 比较 抽象 概括等过程 一个学生在 自学某一个新的物理内容时 少不了理解 思考 建立正确的物理模型的过程 这里面 充满了分析 综合 比较等过程 因此 相 对听课而言 自学对学生的思维活动提出了 更高的要求 从而使他们得到更大的锻炼 二是人们的注意可分为无意注意 有意注意 和有意后注意三种 事先没有预定的目标 也不需要作意志努力的注意 叫无意注意 有预定的目标 在必要时还要作一定的意志 努力的注意叫有意注意 一个学生在自学 时 他的目标一定十分明确 而且需要一定 的意志努力 因此学生自学时 可保证在绝 大多数时间内都处于有意注意的状态 这一 点对提高学习的效率和学习能力都有很大 的好处 许多物理竞赛的学生在自学时往往 十分投入 进入一种忘我的境地 相对而言 这种情况在听课时就比较少见 一个学生坚 持自学一段时间之后 便能渐渐地从有意注 意转移到有意后注意 而不需要意志努力也 能够将自己的注意力长期保持在这项工作 上 有意后注意是一种高级类型的注意 它 既有明确的目的 又不需要用意志努力来维 持 是人类从事创造活动的必要条件 学生 一旦进入这种状态 他们的物理学习效率就 会大大提高 其次 物理竞赛选修课以老师的专题讲 座为主 讲授内容在课前已要求学生自学 众所周知 国际物理奥赛 IPhO 亚洲物 理奥赛 APhO 大纲的要求远远超出全国中 学生物理竞赛 CPhO 大纲的要求 由于 CPhO 大纲的要求也远远超出高中物理课程 标准 补充大量的物理知识及相关的数学知 识是必不可少的 由于物理竞赛的理论部分 是以解题为主要内容和形式的 如何看待解 题 怎样提高竞赛选手的解题能力 使之善 于攻克难题就成为取得好成绩的关键 在辅 导过程中 明确强调 着眼于发现和培养第 一流人才 通过培训 加强基础 提高素质 2 江苏省苏州中学 开拓视野 逐步形成严谨的科学作风和良好 的思维习惯 因材施教 因势利导 为了把上述指导思想付诸实施 竞赛选 修课时间短 内容多 要求严的特点 我在 讲授时 不仅注意正确的叙述 恰当地点评 力求课程严谨正确 系统完整 并且适当地 介绍物理学史料和前沿进展 使学生对提出 问题和分析解决问题的背景 物理思想 研 究方法以及近代发展有所了解 这种讲课方 式要求老师知识面宽 治学严谨 经验丰富 厚积簿发 它要求学生不断提高学习的能 力 效率和质量 能够在较短的时间内掌握 大量的知识 抓住关键 形成逻辑体系 并 能灵活应用 同时 我也用较多的时间和精力提高学 生的解题能力 解题是教学中的一个环节 对于深入理解基本内容 培养分析问题和解 决问题的能力 以及摄取广博的实际知识都 具有不可替代的作用 只有那些见多识广 善于分析 方法正确 逻辑性强 思维敏捷 的学生在解题时往往得心应手 游刃有余 反之则不知所措 解题能力的提高是许多方 面综合的结果 正所谓功夫在题外 我在选 题时 侧重于三个方面考虑 首先 加强基 础 提高素质 根据大纲的规定和要求 精 选数量不多的典型例题 不厌其详 深入解 剖 务求透彻 使学生有一个牢固的框架和 扎实的起点 养成良好的思维习惯 这是笨 办法 却行之有效 教学本无捷径 其次 拓宽视野 增强适应性 在选题时 不仅内 容上应力求类型齐全 而且应尽可能涉及不 同风格 形式 提问角度乃至叙述方式的各 类难题 阐明竞赛要求的 边界 指出边 界的突破会在物理上乃至数学上带来什么 困难 这要求老师掌握较丰富的背景知识 不断积累 善于总结 否则无从判断和引导 第三 在赛前集训阶段 有时让学生自编习 题 设身处地体会命题者的意图 并引领他 们设想各种可能的提问方式 以及可能加深 展开的范围 若有可能 还适当联系物理学 家推动物理学发展的某些典型事例 使学生 体会到科学研究与提出问题 解决问题密不 可分 应该用研究的精神来学习知识 提高 解题能力 二 实验探究 实验探究 物理学是一门实验科学 物理学中概念 的建立 规律的形成和原理的确立主要依赖 于实验 目前 普通高中物理课程内容标准 安排了相当数量的演示和学生实验 主要存 在的问题是 教材中大多数实验为配合所学 内容安排的 目的是帮组学生加深所学内容 的理解 因此 学生不易通过这些实验掌握 一些重要的实验方法 每个学生实验的实验 原理及操作步骤交待的很清楚 这样的实验 只能增加学生的感性认识 锻炼学生的动手 能力 而对学生的创新意识和创造性思维训 练上不够的 也无法真正培养学生解决实验 问题的能力 目前教材上大多数是验证性实 验 教学功能只要弄懂教材上的定律 一般 都能轻而易举地完成实验 这样安排违反了 教育应该走在学生智力发展前面的原则 针 对以上不足 我们对实验教学内容和教学方 法进行改进 使实验教学为发展学生的智 力 提升学生的素质服务 在实验内容的改革方面 我们主要做了 三点 第一 加强重要实验方法教学 在实 验领域中有一些重要的方法 如减小系统误 差的方法 减小偶然误差的方法 实验探究 规律的方法 迂回测量的方法等 这些方法 在许多实验中都有应用 具有普遍性 在必 要时 我们往往根据实验方法安排实验内 容 集中安排几个某种方法体现比较典型的 实验 这样便于学生深刻领会和熟练掌握某 一种实验方法 第二 重视实验误差讨论 物理实验离不开测量 测量是实验科学最本 质的属性 从某种意义上讲 结果准确的实 验才是成功的实验 反之为不成功的实验 因此 在物理教学的过程中 应该尽量让学 生掌握必要的误差的基本知识 在设计实验 方案时 要求学生尽量消除系统误差 在选 择器材时要考虑它的精确度 在处理实验数 据时 要尽量采用科学的方法 第三 对参 加物理竞赛辅导的学生安排一系列特殊实 验 高二第二学期 每周安排一次进行相关 实验的规范化训练 我们为每次实验准备好 一些讨论题 在实验后供同学们讨论 每年 3 江苏省苏州中学 暑假省物理夏令营 我们组织物理竞赛学生 系统地参加实验培训 在实验教学改革方面 我们主要做了三 点 第一 在课堂上创设一些实验问题让学 生探究 如在讲功率一节时 要求测定人骑 自行车的功率 在自行车由静止启动的过程 中 人做的功除了增加人和车的动能之外 还要克服空气阻力和地面的摩擦力 其中哪 个是主要因素 哪个是次要因素 怎样测 定人克服空气阻力所做的功 怎样测风的 阻力和车速成正比的比例因素 在整个实 验过程中 除了实验题目由老师提出之外 实验方案和解决问题的途径都是由学生讨 论研究出来的 第二 对教材上一些重要实 验进入深入研究 用简单的伏安法电路测量 电阻 无论是采用电流表内接还是电流表外 接 都存在系统误差 结合这个问题 我给 学生介绍了补偿思想 然后学生自己设计了 电流补偿和电压补偿两种线路 补偿法解决 了由于实验电路不完善带来的系统误差 但 电流表和电压表不够准确的问题上升为主 要矛盾 经过进一步研究改进 大家认为可 用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和 电流表 再辅以灵敏度很高的电压表 便可 以明显提高实验结果的准确度 这就是惠斯 通电桥 接下来学生分别用简单伏安法 补 偿伏安法和惠斯通电桥测量同一个标准电 阻 比较测量结果 可以证实原先的想法 第三 参加物理竞赛选修的学生 在赛前一 段时间 集中精力进行实验的理论培训 以 历年全国中学生物理竞赛专辑中复赛 决