论高中物理课程目标中过程与方法的教育 高中物理课程标准2018
时间：2019-02-10 03:18:21 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
世纪之交,我国启动了新一轮基础教育课程改革,高中课程改革也已向全国推广。课程改革强调知识与技能、过程与方法、情感态度价值观课程三维目标的教育。 站在知识的码头上,遥望能力的彼岸,过程与方法就是连接两地的桥梁。《普通高中物理课程标准(实验)》前言第一句话就指出,物理学所研究的是物质的最基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律,以及所使用的实验手段和思维方法。“课程性质”中又指出,高中物理课程有助于学生体验科学探究过程,了解科学研究方法。现代课程观不再强调静态的“跑道”――预先设定的,由学生记诵的内容,而是强调围绕“跑道”跑的动态过程、跑的经验。在教育工作第一线的工作者们也深刻认识到高中物理课程三维目标中“过程与方法”教育的重要性和必要性。
一、过程与方法教育的意义
1.使学生逐步明确“过程与方法”在获取知识、理解知识、运用知识,进一步认识社会和适应社会的过程中的作用和意义。
学生要真正学好知识,必须会运用这些知识去解决实际问题,探究未知领域。要做到这一点就要懂得解决问题的过程、掌握解决问题过程中所用的方法。许多学生在听教师讲课时似乎明白了,但在做练习、考试时却不知道如何下手。实际上,他们并没有掌握解决实际问题的过程与方法,似懂非懂。还有一些学生,遇到一个问题,不是先根据问题的条件和已知的规律在头脑中建立起一幅合理的物理图景,而是拿起公式就套,结果往往出错。不管是研究一个问题,或者是解一道练习,都有一定的程序,就是通常所说的方法。一般来说,首先是进行思想实验,即根据问题的条件建立起相应的物理图景,构思出过程的细节和情境。接下来是猜想,猜想要用什么定律、知识作为解决问题的基础,分析必须满足什么条件才能运用这些知识。然后用这些定律、知识给出其数学关系,建立方程,最后进行数学推导和求解。这一过程既要有由实际问题到物理模型的抽象,又要有由物理模型到实际问题的直观;既要有严密的数学推理,又要有非逻辑的判断。这种把形象与抽象、逻辑与直觉结合起来的方法,是自然科学中所常有和特有的。
通过对这些过程与方法的不断了解、积累,学生会形成一种心理定势,能快速获取知识,并通过一定的知识网络结构,深刻领会和掌握知识,从而产生一种对问题的敏感性,并能够迅速抓住问题的要害,找出解决问题的途径。这样的一种心理定势,就是学生一种能力的表现。所以,掌握过程与方法,与学生发展能力、更好地适应社会直接相关。
2.使学生逐步了解和掌握常用的解决问题的过程与方法,提高学生的智能水平。
课程标准中所说的科学过程是从事科学活动的智力劳动过程。科学方法,指的是人类认识客观世界、影响客观世界的一些基本观点和基本方法。例如处理实验基础与逻辑结构关系的方法、处理具体事例与一般规律关系的方法等,也包括科学工作中通用的,带有技能性的方法,如利用图像处理数据的方法等。把科学方法和科学过程引入物理教学,能使学生有身临其境之感,而且能领略科学前辈的研究方法、科学思想、科学精神,得其精髓,提高学生智能活动的水平。课程还不应该忽视人类对科学发展的历史过程的教育,不应该让科学家们曲折顽强而又闪烁智慧的创造性思维和实践过程被公式和条文所遮盖。
科学的概念、定律等知识,是人们赖以进行科学思维的基本元素。但是只有知识还不行,还必须掌握一定的获取知识的过程与方法,使这些知识与科学的问题相互沟通,对知识进行选择、组合、运用,才能解决问题,形成人的智能活动。知识的智能价值的实现,需借助于智能活动的动态过程,离开过程与方法,就无法进行思维,智能活动就要停止,智能价值就无从谈起。
3.通过过程与方法的教育,帮助学生逐步提高科学素养。
科学的观点、态度,并不抽象、空洞,而是体现在一个人对世界的反应,表现在他的行为、他的工作方法和作风之中。教师要通过进行过程方法的教育,为学生的终生发展,应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。
二、过程与方法教育的实施建议
过程方法与一般的科学知识不同,它所涉及的不是物质世界的本身,而是人类认识物质世界的途径和方式,是高度抽象的。如果只是从传授知识的角度进行教学,学生也可能从中学到一些科学的方法,但只能是零星的,不连贯的,收效甚微。但若离开了具体的学科知识,而只讲过程方法,会造成学生学习上的困难,而且不能成为自然科学,而成了方法课。因而进行过程方法教育,一方面应注意不要脱离科学知识的教育过程去另搞一套,而是要寓过程方法教育于知识教学之中,另一方面又不能只顾传授知识,而应该把过程方法视为拥有和知识同等重要的地位。教师应按照科学方法所展示的路子,去组织教材,安排教学过程,即是把方法教育,视为教学活动的核心。要做到这一点,应特别注意如下几个方面。
1.注重获取知识的过程,培养学生的科学思维。
过程与方法的获得并不是直接由学科的知识内容来表达的,它往往隐藏在知识的背后,支配着知识的获取、知识的应用等。作为教师不仅要看到探究活动的结果,而且要看清知识的来龙去脉(如概念、定律、公理的得出过程),其中使用的方法(如定义物理量的比值定义法等),善于用学生能接受的方式和语言,把它展示给学生,让学生自己去领略其中的奥妙。新课标教材正是不求以“简明、轻快”的方式给出知识的结论,而是努力把得到知识的过程适当展现给学生。关于得到知识的过程,它有两方面的含义。一是学生个体在学习中的活动过程、思维过程,如教材中“做一做”、“说一说”、“思考与讨论”等,二是历史上人类认识某一规律时科学家群体的活动过程、思维过程,如在天体运动、万有引力等问题的研究中,主要在“科学足迹”、“STS”等栏目中介绍,把这些历史材料放到当时大的社会背景中,从当时社会的经济、文化环境中认识科学史中的事件。
物理规律的得出要充分考虑到这一点。如课标教材人教版必修2,对于万有引力定律的得出安排了三节内容,犹如一部壮丽的科学史诗,它歌颂了前辈科学家的科学精神,也展现了科学发展过程中富有创造而又严谨的思维过程,是发展学生思维能力难得的好材料。第一节“行星的运动”,介绍了科学家们观察行星运动、描述行星运动规律,经历了“地心说”到“日心说”,直到十七世纪初开普勒在前人观察、研究的基础上提出行星运动的三大定律,这是发现万有引力定律的基础。第二节“太阳与行星间的引力”,按照牛顿的足迹去“发现”万有引力定律。先进行了猜想,太阳与行星间的引力肯定与它们间的距离有关,是什么定量关系呢?接着为了研究进行了假设,假设行星绕太阳作匀速圆周运动,而这个引力就等于行星的向心力。接着牛顿凭借他深厚的经典物理学基础和扎实的数学功底,进行推理,得出了太阳与行星间引力大小表达式。第三节,介绍牛顿进行“月地检验”,对万有引力进一步演绎、推广,得到广泛适用的万有引力定律。把牛顿发现万有引力定律的过程与方法呈现给学生,让学生体验科学发现的过程,体会科学发现中的方法,从中受益。万有引力定律得出之后如果让学生总结其发现中的过程与方法,教师再站在一定高度作一些点拨,让学生的认识进一步升华,那么这对学生以后认识社会会产生很大影响。
课程目标重视对物理结论形成的过程和方法进行优化设计。如课标教材人教版必修2中,为了得出曲线运动速度方向是沿曲线某点的切线方向这一结论设计了以下过程。过程1,列举砂轮上炽热微粒、链球等圆周运动物体实例,猜想曲线运动速度方向可能沿曲线的切线方向。这之后没有匆匆形成结论,因为过程1列举的是圆周运动的情况,圆周运动是曲线运动的一种特例,通过一个特例概括出普遍结论,不利于形成学生的科学思维。另外,这仅仅是一种实验现象,只有把实验现象和理性分析结合起来形成结论,才是更科学的方法。接着进行过程2――实验,用一个有普遍意义的任意曲线轨道进行实验,观察到小球脱离轨道后沿切线方向运动。过程3――理论分析,过曲线上A、B两点作割线,当B点非常靠近A点时,割线便成了过A点的切线。过程4――概括形成结论。过程1可以看成是根据部分事实得到的猜想,过程2和过程3是对该猜想所进行的实验和理论上的证明。这样得到的结论让学生感到真实可信。
2.重视学生的学习过程,注意教学程序与过程方法逻辑的一致。
学生各种能力的发展,是和他们在学习中的相关行为联系在一起的,要发展某种能力,就必须经历相关的过程。例如,只有在物理实验中独立地收集了实验数据,才能体会实验数据是在预定时间通过观察预定目标而得到的;只有去图书馆查阅了资料,才能真正掌握从图书索引、章节目录中找到所需信息的方法;只有上了因特网,才可能学会怎样从因特网中检索需要的信息。这在相关资料上称为“体验学习”。因而在物理教学中如何设计一些教学过程,让学生进行某些活动,让学生从中得到体验,让教学程序与过程方法逻辑一致,这对提高学生的能力是至关重要的。
例如在课标教材人教版中讲述自由落体运动,按照因果逻辑关系设计如下的程序让学生体验。
(1)让学生观察落体的运动:小段粉笔下落,纸片下落,纸片揉成小纸团下落,毛钱管实验演示。
让学生思考讨论,明确:空气阻力使物体下落表现得很复杂,科学研究的第一步是忽略空气阻力。
(2)学生做重物自由落体实验,分析纸带上的实验数据,交流讨论得出结论。
这样一个程序,对经验事实用逻辑方法进行理性分析,得出正确结论,实验过程设计巧妙,这比单纯用思辨的方法容易接受,这更能让学生充分领略到物理学这种逻辑与直观、抽象与形象相结合的论证方法,使学生的认识上升到更高的层次。
3.强调让学生在科学探究中学习,注意创造良好的学习情境。
过程与方法教育也体现在科学探究中,不亲身经历这种探究过程,很难领略科学探究的要素及关键之所在,无法领会科学探究的奥秘。科学课程中的科学探究,是让学生经过自己的探索获得知识和技能,体验其中的曲折和乐趣,体验科学思想和科学精神。与科学的结果相比,教学中的探究更重视的是过程,因为探究活动在教育中的主要作用在于播种一种行为,收获一种习惯。
学生的科学探究能力的形成,需要一个培养的过程,既不是把什么都直接告诉学生,牵着学生走,又不是事事都要他们去独立探索,而是创造出一个好的学习情境:提出一系列符合科学逻辑发展过程的问题,预先计划好要做的实验、观察、讨论、思考等活动程序,注意学生心理、态度等非智力因素的调动和控制,让学生置身于这一情境之中,主动进行探究,不知不觉地顺着科学的思路、方法去感知、思考、解决问题,获取知识,不知不觉地领略探究的过程与方法。学生完成全部的探究课题之后,如果教师对学生的活动作一个总结,提出不同课题所侧重的能力目标,学生的探究能力会得到更进一步地提高。
4.重视科学知识的应用过程,注重渗透物理思想、物理方法。
物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然,又不联系生产、生活,远离科学探究乐趣,甚至根本不可能存在的“思辨游戏”式的难题和怪题的笼罩之中,他们是不可能热爱物理课程的。
对于学生而言一个好的习题就是一个科学问题,犹如一个科学问题对于科学家而言,就是一道习题一样。从自行车到火车、汽车、飞机等交通工具的运动,从投出篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船,从收音机到电视机、计算机、各种程控设备,从柴油发电机到火力发电、水力发电、风力发电、核电,都可以结合所学知识加以运用。在这些结合生活、生产实际的物理习题教学过程中进行过程与方法的教育,教师应注重渗透物理思想、物理方法。一道好的物理习题往往包含着丰富的物理过程,学生循着物理过程分析、思考,找出其中过程的联系和解决问题的方法,会有一种“柳暗花明又一村”的感觉。在习题教学中教师应站在一定的高度,精选例题、习题,对学生进行逻辑思维和非逻辑思维、集中思维和发散思维、正向思维和逆向思维、局部思维和整体思维的训练,全面提高学生的分析解决问题的能力。这也是学生摆脱题海的良策。
例如课标教材人教版必修1第94页第5题,这是一条考查思维能力的应用题,结合实际,有较强的综合性;迷惑性大,既有概念规律的迷惑性,又有过程状态的迷惑性;题文短、意义明确,内涵丰富。有部分学生往往感到无从下手,原因是他们不是从分析物理过程开始的。题目讲得很清楚,有两个过程,先自由下落后匀减速运动。自由下落时加速度等于重力加速度g,铅球完全失重,所以,球对手无作用力,人没有受到压力的感觉。后来座舱做匀减速运动,由运动学公式求得加速度,再根据牛顿第二定律就可求得手对铅球的作用力。还有些学生不是概念不清楚、规律不熟悉,而是思维方法的缺陷造成失误。
总之,教师在传授物理知识的同时,如果有意识地、适当地进行过程与方法教育,那么学生所收获的就不仅仅是物理知识――真理本身,而且有探索真理的方法、研究真理的能力、献身真理的精神,而这正是我们的希望所在。
