浅谈物理教学中的案例教学.doc

浅谈物理教学中的案例教学沈金林（浙江省平湖中学 浙江 平湖 314200）案例源于法学界，作为一种教学方法，被广泛应用于医学、法学、商学等教育领域，特别是对于哈佛大学的MBA，“案例教学”可以说是其代名词。它的最大特点在于就某个现实的问题提供了真实的背景情况介绍，指出面临的困境或几种选择性，给学生留下一个创造性的解决问题的练习机会，锻炼他们的独立决策能力和决策艺术。把案例教学引入中学教学，是当今教育界的一个新动向。那么，在中学教学中如何把握案例教学法的精髓，将其有效地应用教学实践中，笔者试结合物理学科教学的特点，就案例教学的特征、教学设计原则、实施策略等作一探讨。1案例教学的含义和特征案例一词，具有事实、实例等含义。教学案例是指能与教材中的重点内容紧密结合的典型事例。案例教学即是引导学生就是对案例进行研究和分析，找出问题的本质所在，寻找知识形成规律，运用掌握的概念和规律去解决实际问题，由此提高学生分析问题解决问题的能力。案例教学具有以下特征：11 综合性。平时教学中，许多物理教师也应用大量事例来阐述物理规律，但“举例”是一种倾向于精炼和直接了当的信息提取和组织方式。简单的举例，如以汽车突然停止时乘客会向前倾为例，就可以说明物体具有惯性。在这里，教师所提供的信息量比较少。解答中没有显示学生可能有的认知层次，学生一下子就进入到结论性的焦点上。而案例是指教学中提供的事物发展变化相对完整、信息量比较充足的综合性实例，案例的呈现更接近为学生营造一种环境，而不是对某一问题的说明。如果把举例看作是教学信息基础单元或某些基础单元简单组合的呈现，那么案例应该是教学信息基础单元的高级组合后的信息群。12 问题性。教学案例本身既不是纯理论性的内容，又不是简单的事例，而是包含一定需要思考的内容和问题。案例所包含的问题越能诱人深思，越能给学生留下较多的思维空间，教学效果就越好。所以，案例材料的选择可从以下两个角度考虑：第一，与常理和公认的逻辑相悖的事件，特别是与权威的预言和论断相悖的事件，如所附案例莱顿弗罗斯特现象。第二，充满内部矛盾、存在相互冲突的事件，如所附案例飞机动力研究。这类案例故事有一定的奇特性，有引人入胜之处，人们不仅要看个究竟，而且会提出一系列的问题。13 实践性。案例教学是有针对性地运用理论知识去分析实际问题，教学案例是在事实基础上通过精心加工编写出来的，案例的某些情节虽然可以虚构，但其本质性的内容必须依据客观实际。因此，案例能缩短教学情景和实际情景之间的差距，这种来自实践的典型性案例能有效地提高学生分析问题和解决问题的能力。2、案例教学的设计原则21 开放性原则。案例教学是一种动态的开放式的教学方式。案例为学生提供信息是多元性的，所以，教学设计上应考虑多元性的学习方式，并鼓励学生对多元性的知识选择自己方式进行探索研究。如在案例飞机动力研究教学中，学生可以选择自学教材、小组讨论、网上查询、实验探究等多种方式。案例设计中还应考虑在教学内容上的开放性，即应使案例材料保持知识的基础性，又具有发展性，为重组、拓展原概念或生成新的概念提供多种可能性。22 自主性原则。学生主动获取各种学习资源中的信息，以促进学生的探索与建构能力，是案例教学的根本目的。案例只为学生提供一些实际背景、解决问题的线索等，问题的解决需要自己去思考，去争辩，去选择策略做出决策，进而从案例分析中获得某种感悟。知识本身不再是教师“批发”出来的货物，课堂的主活动不是教师的讲授，而是学生自主的探索、解决问题。23 针对性原则。案例教学不能只为案例而教学，否则会异化为例题教学。教学设计应针对教学目标，使知识的概括性与具体性相结合，将传授的新知识转化为学生感兴趣的问题，使静态的教学内容动态化，抽象的内容形象化，使教学目标内化为学生的学习目标，让学生体悟到任何概念、公式、定律等科学的理论都是从实践中来。24 合作学习原则。案例课堂教学实施过程，既是开发每个学生的潜能，发展每一位学生优势的过程，又是综合每一位学生的优势，开发群体潜能的过程。通过合作学习，使学生个体主动适应群体生活，并将自己溶人群体之中，互相协作，互相尊重，增强凝聚力，培养团队合作精神。我们可以把案例教学设计中应提倡的观念和方法归纳如下表：案例提倡的案例不提倡的学生主动获取各种学习资源中的信息学生被动接受由教师单一提供的信息教师是学生学习的指引者教师是知识的传授者学生建构自己的知识体系教师传授现成的知识学生选择自己的学习方式教师按统一的模式教学学生逐步地完成知识建构教师在课堂上呈现知识的全部学生体验到成功的愉悦学生承受考试的压力重视对学习过程的评价只按对知识的接受情况评分集体智慧是学习的共同财富学生封闭性地学习3、案例教学的实施案例教学一般以讨论为主，即以学生为主角，在教师的指导下，运用所学理论知识，对案例进行分析、论证，提出自己的看法，集思广益，发挥群体功能。其基本步骤如下：31 介绍背景情况，拟订讨论题目。进行案例分析前，教师一般先下发案例材料，并介绍案例背景及情况，确定讨论题目。如在教学飞机动力研究这一案例时，教师可播放飞机起飞、飞行和降落的视频剪辑，介绍可参考的资料（教材P153阅读材料），提供可供帮助的网站（中国科普博览：/；科学在线：/；高中物理参考：/index.asp等），经集体讨论并给出本案例三条讨论题（见附后）。在组织案例教学时，最初可选些简单的案例进行分析，讨论的题目亦要求具体些。随着教学内容的推进，逐渐加大信息量、案例综合性及题目难度。32 小组讨论。合作小组是课堂上自主、合作、探究的基本单位。为了最大限度的发挥好讨论的效益，根据实际，可把每46位同学划为一个合作小组，小组的每个成员可以分工协作，进入自己各自的学习领域，并要求简要地谈出结论形成的过程和思考，允许意见不一致甚至相反，指定记录员把意见记录在合作小组讨论记录本上，讨论一致的形成本组意见，有疑问的带入全班讨论。33 全班讨论。全班讨论是小组讨论的继续，是集全体同学的智慧，共同讨论所要解决的问题。由组长汇报本组的观点，同时将本组案例分析过程中遇到的疑难问题提出讨论，全班讨论时教师要鼓励学生多角度、多层次的看问题，通过摆事实的方法讲道理，让不同观点相互补充、相互接纳，形成合力解决问题；继续允许不同意见进行争论。34 总结述评。案例教学的述评可分为两个环节：一个环节由学生完成案例提出的问题，并对案例阅读、分析、讨论过程中取得的收获和感受作出总结；同时把从本案例中学到的知识与其他方式获得的知识相联系，奠定可广泛迁移的知识基础。第二个环节是有教师作全面总结，并对本节课进行评价。教师对案例讨论结果不应简单做结论，而应就整个讨论情况做出评价，指出案例涉及的理论问题及讨论的优点和不足，并对学生提出的问题进一步引导其深入思考，这是保证教学质量的关键所在。4、案例教学中应注意的问题41 案例教学法不能替代系统的理论学习和讲授。任何一种教学模式，追求知识传递的有效性应该是永远的重要目标之一，“问题导学、自主探索”教学模式也不例外。另外，案例教学法的实施要与有一个需要与教学内容相匹配的问题，并不是任何教学内容都适用于案例教学法。42 教师要有正确的角色定位。案例教学中的主活动是学生自主的探索，但教师不能无所事事，任课堂讨论自流，也不能严格控制讨论过程。教师的角色是指导者和推动者，需要平等地参与学生的探索活动，并审时度势，因势利导，引导学生不断反思，调控自己的学习行为，如：当学生讨论冷场时，应及时启发，活跃学生思维，使每个人都能进入角色；当学生离题太远时，要及时调整、控制节奏，以获得最佳效果。43 教师要把好“讲评关”。一个案例可以允许存在多种正确的解决办法，教师对案例讨论结果不应“一刀切”，否则案例教学法又会在本质上回归于传统教学法之中，只有把讲评重点放在学生讨论的质量上、思路上，才能真正有助于提高能力。附：教学案例：1飞机动力研究甲、乙、丙三位学生对飞机（喷气式，下同）如何获得向前推进的作用力，为何能由地面起飞升空，并且能在天空中飞行而不致坠落，各有不同的主张，并展开了如下讨论：对于飞机如何获得向前推进的作用力或加速度，三位同学的主张是：甲：起落架上的轮子必须转动，在地面跑道施给轮胎的摩擦力推动下，飞机才能获得前进的加速度；乙：飞机的螺旋桨或涡轮机必须转动，将周围空气吹向飞机后方，在空气的反作用力推动下，飞机才能获得前进的加速度；丙：不论飞机的引擎周围有无空气，均能使其燃料迅速燃烧，当废气向后喷出时，飞机获得反作用力，因此能向前加速。至于飞机为何能够由地面起飞升空，而在空中时，为何又能维持飞行高度，不会坠落，三位同学的主张是：甲：当废气向后喷出时，飞机获得的反作用力与空气浮力的合力与飞机重力的合力平衡，所以能维持飞行高度而不会坠落；乙：飞机依靠向前的推进力，就能起飞升空，并改变飞行方向，进入一定的轨道，在重力作用下绕着地球飞行。丙：是由于飞机前进时，流过机翼上方与下方的空气速率不同，使机翼下方的空气压力较上方为大。因此，当飞机沿水平方向快速前进时，机翼上方与下方受到的压力不同，可以产生铅直向上的作用力(称为升力)，以克服重力，飞机因而得以升空，并在空中保持飞行高度，不致坠落。根据你所学知识，分析、辨别以上三位同学主张正确与否？讨论题：（1）对飞机如何获得向前的推进力，甲、乙、丙三位学生提出的主张，分别与汽车、轮船、火箭前进时使用的原理类似？（2）如果飞机依照三位学生主张的方式，由地面起飞，则哪些必须有加速的跑道，才能升空？哪些离地升空后，就没有向前的推进力？（3）考虑飞机在近乎为真空的太空中航行的可能性。上述三位所提出的飞行原理中，哪项不能用于太空航行？2奇特的“莱顿弗罗斯特”现象“莱顿弗罗斯特”现象是水滴在高温物体表面上所发生的奇怪的反常现象：当小水滴落在刚从炉火中取下来的赤热的铁勺了里时，第一个水滴可以存在很长一段时间，大约30秒钟才完全汽化，而第二滴只停留10秒钟左右，以后落下去的水滴只保留2秒钟。由于当时历史条件的限制，莱顿弗罗斯特没有对这个现象作出正确的解释。二百多年前观察到的物理现象，长期没有被人重视。直到1965年才有论文记述这一现象，使很多业余科学家对它发生了浓厚的兴趣。在1978年美国第卅七届科学人才选拔赛上，中学生洛克萨尔因此课题而获奖。应用现代科技手段，可以对这一现象进行科学的定量的实验分析。右图是实验中得到的关系图线，试用所学的知识对“莱顿弗罗斯特”现象作出解释。（说明：给出以上材料后，再在课堂上通过实验、观察，并从汽化和热传导的角度去考虑）讨论题：（1）通过实验，可观察到小水滴在高温物体表面上下跳跃，有径向振动，试分析小