学生建模能力低下的成因分析及对策.doc

学生建模能力低下的成因分析及对策 浙江省台州市路桥中学 林先明一、 提出问题的背景在近几年的物理教学实践中发现一个值得引起警觉的不良趋势：有越来越多的学生在解决物理问题时不问物理情景，不会分析物理过程建立物理模型，而是“死搬硬套”一些课堂中作为例子出现过的解题过程或解题方法，依样画葫芦解题，已经到了触目惊心的程度。下面是我校期中考试物理试卷上出现的一道情景并不复杂的有关圆周运动的综合题：如图所示，行车吊着1吨钢材，以2米/秒速度沿水平方向匀速行驶，当行车突然停车时，问吊钩受到的拉力多大?(已知L5米，g取10米/秒2.)教师在课堂上没有讲过同类型的问题，意在考查学生简单的分析物理过程，建立物理模型的能力。结果大出我们的意料，有60%以上同学不会做，典型的错误是知道行车停止运动后工件会往前摆，工件一往前摆绳索就倾斜，绳索拉力与重力的合力提供向心力，如图：（占24%）究其原因，我们在课堂上讲过火车转弯，圆锥摆一类的例子，向心力都是这样合成的。虽然也强调如何确定合力的方向，关键在找圆心。但学生在遇到新情景时照样“死搬硬套”了熟例。更有甚者，竟然用平抛运动的模型去求解。学生建模能力的低下超出了我们事先的想象。二、 学生建模能力低下的成因分析回顾平时的教学，学生这种不管情景如何乱套公式，乱套熟例的现象前几年的学生也时有发生，但现在的感觉是越来越严重，简直到了“蛮不讲理”的程度。我们开始感到很困惑，但仔细分析也不外乎如下几个因素造成的：1、 学生个人的生活经历影响了对知识的合理建构建构主义认为，学生不是空着脑袋走进课堂的，他们在日常生活中和以往的学习中已经形成了相关的知识经验，对任何事情都有自己的看法。即使是有些问题他们从来没有接触过，但当问题呈现在他们面前时，他们还是会基于以往的经验，依靠其认知能力，形成对问题的解释，并提出他们自己的假设的。这些经验和知识包括大量的概念、先见、选择性框架等等，它们是学生学习新知识的唯一基础。由于我国幅员辽阔，人民生活水平差异极大，作为学生学习新知识的基础的经验和知识也呈现出极大的差异。以前影响物理学习的，由于贫穷造成的学生缺乏对现代生产和生活工具的简性认识，现在在西部地区可能还是主要原因，但对沿海发达地区来说已经完全变样。这些地区已进入现代信息社会，现代化的各种生活生产设施往往原理复杂，非专业人士很难知其所以然。加上各种新鲜玩艺儿层出不穷，使得好大一部分学生对身边的生活生产设施缺乏探究的兴趣，似乎已经是“万物皆备于我矣！”这些东西本来就如此，哪来这么多为什么。他们中的大多数还沉迷于电脑网络游戏之中，由于年龄特点，他们玩的游戏又往往是类似“传奇”之类的非益智类游戏。这些游戏以打斗、攻防为主，却不讲攻防细节，不从物理角度分析枪法、刀法、攻击力度、攻击方向等等，而是一味乱砍乱杀，或用玄之又玄的魔法、道法。讲的“理”就是一个人或一件物的攻防属性，属性等级高，不管朝哪儿打朝哪儿砍都行。试想玩这种游戏玩出来的学生，能指望他们细究问题的细节吗？他们已有的概念、先见就是不讲理而讲等级。在物理解题中自然也是符号一样，样子像就行。2、 探究性学习流于形式，教学技术应用不当影响了学生对知识的意义建构建构主义关于学习活动的观点认为，知识不是对现实的纯粹客观的反映，它依赖于认知个体，具有个人性。学习是一个积极主动的建构过程，学生不是被动地接受外在信息，而是根据先前的认知结构主动地和有选择地知觉外在信息，从而建构其意义。所以学习不是行为主义所描述的刺激反映过程，而是一种双向性的建构过程。学习者以自己的方式建构对事物的理解，不同的人看到事物的不同方面，因此不存在唯一的、标准的理解。但是这也不是主张彻底的相对主义，并不意味着任何建构都是合理的，个人的建构活动要在一定的社会文化背景中进行，而且必须与学习共同体的建构相结合，否则很难达到对事物的合理解释。基于建构主义学习理论的教学模式可以概括为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性，积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”目前发展起来的探究性学习就是基于这样一种教学模式的具体教学方法。但是，现实是探究性学习叫得很响，但很多老师教学上持探究之形，行灌输之实。多媒体的应用也只是帮助这些老师传授知识内容，利用动画模拟来帮助学生理解情景为这些老师所钟爱，而不是用来创设情景，进行协作学习和会话交流。在这种教学方法下培养出的学生，习惯于记例题情景，记公式照搬的学习模式。另一方面，电视、网络的广泛应用，多媒体辅助教学技术的不当应用，弱化了学生的抽象思维能力，使他们懒得主动地进行对知识的意义建构。他们变得对解说、活动图象有极重的依赖性。造成没有解说，没有活动图象、空间立体模型的帮助，就无法构建具体的问题情景。他们习惯于等待老师讲出结论好让其记住知识，而不是主动思考物理现象所蕴藏的知识意义，对知识进行意义建构。这些在幼儿班就开始养成的学习习惯，不可能一下子彻底改掉。我们调查文章开头提到的试题出错的同学，结果发现他们有一个共性：就是学习只会死记硬背，平时学习就缺乏举一反三，融会贯通的能力。三、 高中科学教师的教学对策针对学生的现状，我们当然可以大声地疾呼：中小学科学教学都要尽快真正改革，要重视探究，重视培养学生良好的学习习惯，重视培养学生科学建模能力。但具体该怎么做，特别是我们高中科学教师该怎么做，却是值得我们深思的。因为现代社会的信息化特征，自动化特征是大势所趋，你总不能要求降低自动化程度，使用简陋工具，禁止电视文化吧？我们也无法禁止学生玩“传奇”之类的网络游戏。我们的任务是要适应形势，针对学生的思维特点、行为习惯，想出教学对策来改变学生的思维方式、改变学生的行为习惯，这也是教学的重要任务。首先，课堂设计要尽可能真正做到：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性，积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”我们不可能每堂课都要进行探究，也不可能一堂课探究到底，但上述要求要每堂课都尽量体现，特别是要体现以学生为中心，充分发挥学生的主动性、积极性。多媒体技术的应用也要服务于创设情景，会话交流，同时注意不要过分依赖动画，还学生一定的视觉空白和思维空间。但开始跨度宜小一点，台阶要低一点。但不能没有建模台阶，包办代替。那种欣赏性很强，过程全部呈现，没有思考余地的课件是要慎用的。其次，要有意识地培养学生平时观察事物的习惯，教给他们观察的方法。让学生知道“善于观察、善于发现”是一个人必备的科学素养。高技术也是人创造的，现在我们虽然还无法看懂高技术产品，但我们要从观察简单的东西做起，细心留意身边的事物，思考它们的构造为什么要这样？能用我们学过的知识解释吗？当我们的知识