物理教学中“教育因子”的发掘

1、物理教学中“教育因子”的发掘朱建廉（江苏省南京市金陵中学 210005）从某种意义上说，包括物理教学在内的所有教育活动，其根本的目的都是为了通过教学活动对受教育者施加某种影响，而在教育活动中对受教育者能够施加某种积极影响的往往是教育活动过程中的某些因素，笔者将这一类因素称之为“教育因子”.成功的教育与教学活动，其实就是指在教学活动过程中“教育因子”发掘与利用的比较充分的那一类.本文所探究的就是如何在物理学科教学过程中有效地发掘与利用“教育因子”.一、教学设计中“教育因子”的发掘随着教学经验的积累，笔者越来越深刻地体会到:教学过程是复杂的，复杂的教学过程是需要精心设计的，而在预设复杂的教学过程时

2、，就应该从主观上努力地去发掘教学活动过程中可能出现的那些能够对学生产生积极影响的“教育因子”，以利用其更好的服务于教学目标的达成.案例一“电势差与电场强度的关系”教学的教学设计中“教育因子”的发掘对于本节课的教学，通常情况下会把相关的教学内容与相应的教学活动做这样的处理:首先利用在匀强电场中移动电荷时电场力做功的两种计算方法，建立起电势差与电场强度间的关系;然后再利用所建立起来的关系解决相关的问题，以达到帮助学生确认与理解上述关系的目的.笔者认为这样的教学处理无论是教学目标的达成，或者是通过“教育因子”施加的教学影响，都显得比较“单薄”，隐含在教学内容和教学过程之中的“教育因子”没能够充分地发

3、掘和利用.笔者的教学实践中做的是如下设计.1.关系存在的论证欲建立起两种事物间、或者是某一事物的两个侧面间的关系，首先应该确认其间确实存在着某种关系.电场强度量化了电场的力的特性，电势量化了电场的能的特性.运用朴素的哲学观点就可以判断:作为量化同一事物(电场)的两个不同侧面(力与能)的物理量，电场强度与电势差之间必然存在着某种联系.2.关系探究的方法关系实质上就是所谓的规律.从逻辑学的角度看，探究并建立某两种事物或事物的某两个侧面间的关系，通常情况下需要借助于某个媒介来进行，而对于媒介，则要求能与双方都有着某种联系.为了把描述电场力特性的电场强度和描述电场能特性的电势间的关系建立起来，我们选择

4、的媒介是“功”一方面是因为做功必须有力;另一方面还因为做功必然引起能的转化.3.关系建立的过程如图l所示，在电场强度为E的匀强电场中，将电量为q的带正电的点电荷从A点沿着电场线方向移动到B点，若A、B两点间距离为d，电势差为U，则(l)根据功的定义计算，电场力所做的功为W=qEd(2)根据功能关系计算，电场力所做的功为W=qU.比较上述功的两种表述可得电势差与电场强度间的关系4.关系本意的确认事物间关系的本意是建立在某几个独立事物的本意的基础之上的.欲明确关系式的物理意义，则应该先明确该式中各个物理量的物理含义:E为匀强电场的电场强度，U为匀强电场中两点间的电势差，d为匀强电场中两点间沿着电场

5、强度方向上的垂直距离.明确上述各量的物理意义后，学生对关系式的本意就有了较为准确的理解.5.关系通俗的类比只有对某种关系的本意理解透彻，才能够随心所欲地做出通俗的、贴切的类比.在理解关系式的本意后，将电势差与电场强度间的关系和高度差与坡度间的关系加以类比，使学生对关系式的物理意义的理解得到升华.6.关系运用的要点关系只有在正确的运用过程中才能够使学生达到真正意义上的理解.选择合适的例题，运用关系分析求解，在关系的运用过程中让学生再一次体会关系的本质含义.这样的教学设计，不仅仅是借助于所建立起来的电势差与电场强度间关系来对学生施加学科知识的影响，更重要的是从教学设计中发掘出构建事物间关系的一般操

6、作流程，而以此作为“教育因子”来影响学生，显然其能力培养的力度更大.二、教学内容中“教育因子.的发掘随着课程改革的逐步深人，笔者越来越明确的认识到，学科教学的根本任务，已不再是仅仅完成教材中所呈现的教学内容本身的教学，而应该是借助于这部分内容的教学，从相关的教学内容当中、从相应的教学过程当中发掘出更多的“教育因子”，以便在教学活动中对学生施加更多的积极影响.通俗的说，如果传统的教学所要求的是“教教材”，那么，课程改革带来的新的教学理念则要求“用教材教”.案例二“分子间的相互作用力”教学的教学内容中“教育因子”的发掘在本节教材的教学内容中，有一个“分子间的引力、斥力以及分子力随分子间距离的变化曲

7、线”.通常情况下的教学处理，往往是针对教材提供的图线，按照教材设计的思路，对图线做出相应的分析，从而帮助学生把握分子间的引力、分子间的斥力以及分子力随分子间距离的变化规律.笔者认为教材中所提供的图线，除了其本身能够反映出分子力变化的特征外，对图线的分析过程也具备着极强的教育功能.因此，笔者通过如下的教材处理，试图在引导学生对图线的物理意义做出正确分析的同时，发掘出其间的“教育因子”以更好地、更有效地服务于教学目标的达成.在教材提供的图线中分子力表现为引力且取得极值处，加上相应的横坐标值，如图2所示，然后在三个区间0<r<ro、r0<r<rm、r>、和两个点r二r0

8、、厂一rn，处分析分子间的引力、分子间的斥力、分子力随分子间距离的变化特征.1.分子间的引力和斥力均随着分子间距离的增大而单调减小.2.在。<<八的区间内，分子力表现为斥力，这是因为分子间的斥力大于引力;表现为斥力的分子力在此区间随着分子间距离的增大而减小，则是因为分子间的斥力减小得比引力更快.3.当r一r0时，分子力为零，这是因为分子间的引力和斥力大小相等而达到平衡.4.在ro<r<的区间内，分子力表现为引力，这是因为分子间的引力大于斥力;表现为引力的分子力在此区间随着分子间距离的增大而增大，则是因为分子间的斥力减小得比引力更快.5.当r一r。时，表现为引力的分子力取

9、得极大值，这一方面是因为此时分子间的引力大于斥力，另一方面还因为此时分子间的引力和分子间的斥力随着分子间距离的增大而减小得一样快.6.在r>rn、的区间内，分子力表现为引力，同样是因为分子间的引力大于斥力;表现为引力的分子力随着分子间距离的增大而减小，则是因为在此区间分子间的引力减小得比斥力更快.把作为教学内容而呈现出的“分子间的引力、分子间的斥力以及分子力随分子间距离的变化曲线”做上述处理，不仅给出了分子力变化规律的准确表述，更重要的是使学生进行了一次“运用简单的数值分析方法，分析复杂的曲线变化过程，进而得出相应规律”的有益尝试.相对于“得到规律”，“尝试分析方法的运用”显然是物理教学

10、内容的处理中所发掘出的更为重要的“教育因子”.三、教学方式中“教育因子”的发掘传统的教育观念习惯于把教学过程当作“教师教的过程”.随着教育理念的不断更新发展，笔者越来越感悟出:对于教学过程，与其把它理解为“教师教的过程”，倒不如把它理解为“学生学的过程”.基于这种认识，学科教学的方式选择就应该注意到学生的“主体性”特征的体现，就应力求使学生能够真正的在教学活动中主动的去探究，并通过探究获得相应的积极影响.案例三“曲线运动复习课”教学的教学方式中“教育因子”的发掘绝大多数“曲线运动复习课”的操作程序都是在复习了平抛物体的运动和匀速圆周运动的基本规律后，运用相应的规律解决对应的曲线运动问题，在问题

11、的解决中使学生体验规律的意义及应用规律的要点.应该承认这样的操作程序有一定的合理性，但就教学过程中学生主体性特征的发挥;就教学方式的选择及所选择的教学方式中“教育因子”的发掘等，都存在着很多不足.笔者的选择的方式是，放手让学生自主研究，在指导学生的自主研究中发掘更多的“教育因子”以期对学生施加影响.1.在教学的各个环节中提出探究的问题出于教学安排上的整体思考，在“曲线运动”一章的教学活动中，依次在教学的各个环节提出相应问题，以便使学生逐步明确曲线运动的复习课时所需探究的若干问题.(1)在完成“曲线运动”一节的教学后提出问题:曲线运动比直线运动更为复杂，其原因何在?我们怎样把“曲”转化为“直”?

12、(2)在完成“平抛物体的运动”一节的教学后启发思考:平抛物体的运动其轨迹、速度、加速度等，各具备怎样的特征?为什么会具备这样的特征?(3)在完成“匀速圆周运动”一节的教学后做出比较:如果说对平抛物体的运动的研究最终从运动学角度给出其两个分运动的运动学规律，那么，对匀速圆周运动的研究呢?如果说对平抛物体的运动的分解是在固定的直角坐标系内分解其位移、速度、加速度，那么，对匀速圆周运动的分解呢?(4)至此，逐步提出相对完整、相对统一的课题:两种曲线运动的比较.2.合作探究在完成整章教学的基础上，在教学复习回顾过程中依次提出上述问题，再由学生自发组成研究小组做进一步深人的比较研究.3.个性指导，集体交

13、流在学生初步研究的基础上，在学生初步研究过程中所给予的个性指导的前提下，针对各个研究小组存在的某些共性问题，开“研究性学习指导课”，进行集体交流与指导.教学实践表明:上述教学方式的成功之处就在于能够使学生在相应的教学活动中最充分的发挥其主动性与能动性，因而也就能够最大限度的在所选择的教学方式中发掘出相应的“教育因子”以促进教学活动取得成功.在学生的生动活泼的自主研究中，所总结出的两种曲线运动间的异同、所经历过的科学研究过程、所感悟出的比较研究方法的真谛、所体验到的有所发现的快乐等，无不作为“教育因子”而对学生施加着积极的影响.四、教学设问中“教育因子”的发掘教学过程中最为精彩的应该是“精心设计

14、后提出的设问”与“心领神会而给出的应答”所组成的片断，提问角度的刁钻和应答表现的智慧都能给学生久远的影响.因此笔者认为:在教学预设中精心设置教学设问，也将会给“教育因子”的发掘与利用留下广阔的空间.案例四“运动学的基本概念”教学的教学设问中“教育因子”的发掘在“直线运动”第一节的教学中，教材要求讲清诸如“参考系”、“位移与路程”、“时间与时刻”等运动学基本概念.为了最大限度的在运动学基本概念的教学过程中发掘与利用“教育因子”，笔者紧紧抓住“运动”这个核心概念，设计了一组无论是提问的角度或者是提问的方式都较为新颖、独特的设问，通过一连串的问题，把学生的认知过程自然而然的引导到认知规律的坦途，取得

15、了很好的教学效果.1.提出问题运动是什么?要求学生了解教材给出的运动的定义物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动.2.再次提问运动是什么?引导学生粗略的、最简捷的给出回答物体的位置变化叫做运动.进而引人“位移”概念用以描述位置变化、描述运动.3.继续提问运动是什么?启发学生对“位置”做出限制而给出回答相对位置的变化叫做运动.自然的提出“参考系”概念，帮助把运动描述清楚.4.仍然追问运动是什么?启发学生对“变化”做出修饰而给出回答相对位置随时间的变化叫做运动一方面能使学生体会到:任何“变化”都必须以时间作保证.另一方面还能使学生体会到:研究运动就必须引人时间与时刻的概念;了解运动就应该了解位置变化(位移)与时间的关系;描述运动就可以用位置变化(位移)与时间组合起来的速度这个物理量.5.再次追问运动是什么?启发学生在“运动”和“变化”间建立联系;启发学生对“运动”中的“变化”做更深层次的思考.这样，学生就有可能给出合理答案对于更为复杂的运动来说，其“相