初中物理新教程教學(xué)信道干擾分析

   陜西省商洛市商州區(qū)中學(xué)  蘇安良

    商洛市商州區(qū)硯池河中學(xué)  王峰

       初中物理新課程的顯著特點是創(chuàng)設(shè)了有利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)的環(huán)境，強調(diào)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流及分析解決問題的能力。增強了與社會進(jìn)步、科技發(fā)展、學(xué)生經(jīng)驗的聯(lián)系，拓寬視野，引導(dǎo)創(chuàng)新與實踐。但課程“新”，并不代表教法同步“新’’，學(xué)法隨之“新"。“三新’’的不同步、不協(xié)調(diào)、不和諧，勢必給教學(xué)造成阻礙。因此，研究學(xué)生接收物理教學(xué)信息的信道干擾，探討教學(xué)最優(yōu)化方法是十分必要的。

       一、運用系統(tǒng)工程方法探討中學(xué)物理教學(xué)規(guī)律

      “信息論、控制論、系統(tǒng)論”的三條基本原理仍然是探求初中物理教學(xué)最優(yōu)化的理論基礎(chǔ)。

       以系統(tǒng)論觀點看，整個學(xué)習(xí)可以看成一個系統(tǒng)，它是教學(xué)系統(tǒng)、傳授系統(tǒng)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)等幾個子系統(tǒng)的集合。每一子系統(tǒng)又是由多個子集以及子集中的要素構(gòu)成的。例如，學(xué)習(xí)系統(tǒng)是由學(xué)生的原有知識水平(亦稱前科學(xué))、技能水平、心理動力(非智力因素)、認(rèn)識水平(智力因素)、身體素質(zhì)等子集構(gòu)成；而學(xué)生的心理動力這個子集就是由學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)動機、興趣、意志力、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)的創(chuàng)造精神等要素構(gòu)成的。由多個子系統(tǒng)集合構(gòu)成的物理教學(xué)系統(tǒng)，其中任一個子系統(tǒng)或任一個子集或任一個要素都影響著整個教學(xué)系統(tǒng)。但是，在不同階段，各系統(tǒng)中的各要素起的作用是不同的，教師的任務(wù)是要明確各個時期、各個系統(tǒng)的作用及相互關(guān)系，找出可能弓f起系統(tǒng)間關(guān)系紊亂的因素，最大限度的盡力調(diào)節(jié)、發(fā)展和完善教學(xué)系統(tǒng)，確保教學(xué)信道暢通無阻。

        以信息論觀點看，初中物理教學(xué)過程是教師與學(xué)生交流信息的過程。在這個過程中，充滿著信息的輸入、處理、貯存翱輸出，學(xué)生在這個信息交流的系統(tǒng)里，不但獲得知識(貯存信息)，而且還在獲得知識的過程中形成能力、發(fā)展智力(處理信息)。教師應(yīng)用各種教學(xué)媒介(教學(xué)設(shè)計)，通過教學(xué)信道的傳輸把教學(xué)內(nèi)容、目的等信號傳輸?shù)叫潘抟灰粚W(xué)生腦中。理想的輸出是信宿百分之百地接收信號源輸出的信息，但是由于干擾的存在和影響，理想的傳輸是不存在的。然而，增多學(xué)生有效信息的輸入量，其關(guān)鍵是教師要把握住教材要求，掌握學(xué)生的心理特征，知道干擾之所在和干擾之原因，從而依據(jù)學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，設(shè)計出最優(yōu)教學(xué)程序，適當(dāng)提高教學(xué)活動的頻率，控制信息的輸出速度，增大信息的貯存量，來有效地控制干擾，提高教學(xué)信息的傳輸效率。

      二、初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理中的干擾因素分析

      依系統(tǒng)工程方法論來看，干擾的主要原因是系統(tǒng)中各要素不協(xié)調(diào)或發(fā)展不平衡，如教材內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)識規(guī)律不協(xié)調(diào)，教師對教材的處理和學(xué)生認(rèn)識水平不一致，交叉學(xué)科互用知識教學(xué)進(jìn)度不統(tǒng)一等。具體分析如下：

      1、教材系統(tǒng)：(1)新課程，雖然將部分系統(tǒng)知識進(jìn)行了分化(如將部分電學(xué)安排在初二)，這樣可以起到分散難點的作用，但這樣分化由于受時空限制，拉大了承上啟下傳授知識的時間，不利于學(xué)生一步一個腳印地扎實前進(jìn)，從而對學(xué)生系統(tǒng)掌握知識形成新障礙，容易形成新的難點堆集。(2)新課程體系的思維方法是以形象思維為主，輔之以抽象思維。主要通過對實驗和插圖的觀察和分析，使學(xué)生建立物理概念和規(guī)律，因而獲得的知識多數(shù)為本原性的。正因為如此，教材有許多地方都是“欲說而止”，貴在“自悟”。但由于配套器材的嚴(yán)重短缺，以及插圖的“呆板”，許多本原性的知識轉(zhuǎn)化成學(xué)生的理性知識，必須讓教師構(gòu)建成物理理論模型體系，這勢必要求學(xué)生具有足夠的邏輯判斷能力和抽象思維能力，這是形成學(xué)生掌握知識一難再難的主要原因。(3)新課程物理題以探究說理為主，輔之以簡單的代數(shù)計算。但是，由于相關(guān)學(xué)科進(jìn)度不協(xié)調(diào)，學(xué)生回答問題往往語無論次，不著要害，表達(dá)能力極差，學(xué)生害怕說“理’’，已成為教學(xué)中一個難克的堡壘。(4)新教材很大程度的縮短了課本導(dǎo)語敘述，許多理性分析包含在實驗導(dǎo)語和豐富的插圖中，這對提高學(xué)生自主探索是十分必要的。但學(xué)生的差異很大，絕大多數(shù)學(xué)生閱讀實驗導(dǎo)語和析圖能力很差，過分小的課本容量也不能刺激他們預(yù)習(xí)研讀，這勢必形成新的學(xué)法障礙。

       2、傳授系統(tǒng)。在傳授系統(tǒng)中起主要干擾的因素是教師的知識水平和教學(xué)能力，以及對大綱、教材、學(xué)生情況的掌握能力。教師對大綱及教材挖掘不深，理解不透也就難以駕馭知識。教學(xué)中隨意拓寬和加深教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生“望而生畏”，“跳而不得’’，學(xué)生心有余而力不足，無法接受；教學(xué)中有意縮減和降低教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，使學(xué)生“不跳而獲”、“伸手可得”’，學(xué)生會覺得一直在“炒冷飯”，也提不起學(xué)習(xí)興趣；教學(xué)中不了解學(xué)生的想法，只一味照教案去操作，結(jié)果學(xué)生會用自己的理解去另行解釋教師的意圖，這勢必導(dǎo)致教與學(xué)難以默契、協(xié)調(diào)；教學(xué)上過分強調(diào)定義、概念、規(guī)律的記憶，而不去努力教會學(xué)生探究知識的方法；或簡單地要求學(xué)生自學(xué)、討論，而不給予自學(xué)方法的指導(dǎo)和培養(yǎng)。如此等等都會造成干擾因素。

       3、學(xué)習(xí)系統(tǒng)。物理教學(xué)中的思維定勢表現(xiàn)為學(xué)生思維的一種趨向性與專注性。以教育心理學(xué)而論，“定勢’’就是在教學(xué)過程中學(xué)生應(yīng)用知識技能時既定心理的準(zhǔn)備狀態(tài)，這種心理狀態(tài)使學(xué)生按照一定的習(xí)慣思路去考慮和認(rèn)識問題。正確利用這一思維規(guī)律，有助于學(xué)生運用記憶中儲存的知識信息促進(jìn)正遷移，縮短知識的更新周期，產(chǎn)生積極作用，然而，由于思維定勢的形成常伴隨著思維惰性和“功能僵化”，形成負(fù)遷移，造成“定勢錯覺’’，囿思路于陳規(guī)陋習(xí)，產(chǎn)生消極影響。因此，學(xué)生的原有經(jīng)驗和能力的復(fù)雜性、隨機性，也是產(chǎn)生干擾的因素，主要表現(xiàn)在：

       (1)“先入之見”干擾。初中學(xué)生的抽象思維正處于由“經(jīng)驗型’’向“理論型”過渡的階段，往往偏重記憶知識的結(jié)論，忽視認(rèn)識的過程，這樣就難以抓住事物本質(zhì)，將一定范圍內(nèi)成立的經(jīng)驗僵化地固定或不加證明地擴充，造成思維定勢消極影響。例如，學(xué)生在教師的講解下，雖然知道“力是物體運動的原因”是錯誤的，但一到實際運用中，仍往往根據(jù)“先入之見”，一因而出現(xiàn)如“飛行的子彈受到向前沖力”的錯誤結(jié)論。這實際上是未弄清“運動狀態(tài)’’和“運動狀態(tài)的改變”和“力”的關(guān)系。

        (2)“相關(guān)知識”的相互干擾。因為過去的感知對當(dāng)前事物的感知所形成的習(xí)慣影響，即“定勢錯覺"的產(chǎn)生，往往使學(xué)生對問題的表現(xiàn)相似，而本質(zhì)有別的事物難以分辨，受假想誘惑，造成知識的負(fù)遷移，因而影響知識的擴展和延伸。例如，把“影"和“像”、“電流’’和“電能”、“熱量’’和“溫度”、“溶解’’和“熔解”、“水蒸汽”和“水霧”等等相混淆。

       (3)學(xué)生群體“想法各異”的干擾。學(xué)生的思想不象空白石板那樣自然地接受教導(dǎo)，相反，在課堂上，他們是用自己已有的想法去理解所碰的經(jīng)驗。同時，這些想法也從多方面影響他們學(xué)習(xí)新的東西，包括對物理現(xiàn)象的觀察；對這些觀察的解釋和獲取新信息的策略；包括閱讀課本、做實驗。例如，教學(xué)中，我們就發(fā)現(xiàn)學(xué)生對光概念出現(xiàn)兩種不同的想法：一種是把光和光源，光效應(yīng)或一種狀態(tài)相提并論；另一種則認(rèn)為光是存在于光源和它產(chǎn)生效應(yīng)之間的空間的獨特實體。

       (4)對物理“模型”理解不足的干擾。一個新信息的吸收方法取決于信息本身的性質(zhì)和吸收者的模型結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個學(xué)生說出幾個矛盾的想法時，這是不同的模型在起作用。教學(xué)實踐證明，學(xué)生對科學(xué)模型認(rèn)識不足，往往會產(chǎn)生錯誤的理解和想法，如圖，甲、乙兩個模型是完全一致的，但我們驚奇的發(fā)現(xiàn)學(xué)生卻認(rèn)為它們不是同一模型。學(xué)生認(rèn)為甲圖中通過R：的電流，一部分通過R3，一部分通過心；通過R，的電流，一部分也通過R3，一部分通過＆。也就是說學(xué)生認(rèn)為R。和＆中既有R，的電流，又有R2的電流。因此，他們認(rèn)為R，和R‘3、＆的并聯(lián)電路串聯(lián)，R2也和R3、＆的并聯(lián)電路串聯(lián)。

       對乙圖，學(xué)生認(rèn)為R，、R2的電流匯集后，又重新在R、＆上分配，因此，該圖為R，、R：并聯(lián)后，再與_R13、凡的并聯(lián)電路串聯(lián)在一起。

        4、非智力因素。學(xué)生學(xué)習(xí)的動機、意志、興趣和自制力等因素。如果發(fā)生失控，也會產(chǎn)生干擾。特別是市場經(jīng)濟的影響，以及中差生對前途的憂慮，都會使一些學(xué)生在困難面前畏縮，失去學(xué)習(xí)動力。

        三、根據(jù)教學(xué)規(guī)律、尋找控制方法，減少信道干擾

        依據(jù)初中學(xué)生的身心特點及新教材的編制特點，注意應(yīng)采取以下措施：

       (1)了解學(xué)生想法，調(diào)整教學(xué)策略。

      注重學(xué)生學(xué)前已有想法，是使教學(xué)更好地切合學(xué)生的策略之一，這要注意以下幾個方面：

        ①對概念教學(xué)的選擇。要認(rèn)真研讀大綱與教材，教學(xué)中注意合理的不深化、不縮減。誓如，不必再引進(jìn)“熱平衡方程”、  “左、右手定則”、“帕斯卡定律”、“熱膨脹”、“熱傳遞的類型"等；．又如，不必把本屬于用基本概念和規(guī)律所能推出的一般結(jié)論(如“電壓、電功率分配原理’’)，讓學(xué)生當(dāng)成新的規(guī)律去記憶和應(yīng)用，否則，  不僅會沖談知識的主次、從屬、派生關(guān)系，而且會造成知識混亂，加重學(xué)生負(fù)擔(dān)。

       另外，教師要注意教材的循環(huán)性、遞進(jìn)性，能夠統(tǒng)觀全局“敲碎知識點，聯(lián)成知識線、組成知識面，構(gòu)成知識體”為系統(tǒng)地掌握物理知識提供良好的實踐環(huán)境。

        ②對感性材料的選擇。如果知道學(xué)生原來的錯誤想法，就可以提出和他們的期望相反的經(jīng)驗，幫助他們從思想上完成重新組建對自然現(xiàn)象的認(rèn)識。在提供廣泛的、涉及關(guān)鍵性概念的經(jīng)驗方面，科學(xué)的教育能起到一個重要作用。事實上，有關(guān)學(xué)生想法的知識，不僅可以使我們選擇更能讓學(xué)生朝我們預(yù)定的方向去理解的教學(xué)活動，更能使我們放棄一些學(xué)生將不按我們期望的方向理解的傳統(tǒng)材料。

       ③有的放矢的安排教學(xué)活動。教學(xué)時頭腦中想著學(xué)生的想法是必要的，但不容易真正做到。因為教師有責(zé)任將全班看成一個整體，而要把每個學(xué)生的各種想法都考慮到是不現(xiàn)實的。因此，教學(xué)中應(yīng)致力于參照學(xué)生的共通思維走向，設(shè)計有效的學(xué)習(xí)活動并促進(jìn)課堂內(nèi)的思想溝通是十分重要的。

        (2)改革教學(xué)方法，注重能力培養(yǎng)。重視能力培養(yǎng)，學(xué)生將形成優(yōu)化的智能結(jié)構(gòu)，就會如鋒刀利劍一樣，促進(jìn)知識的掌握和品德的形成。新教程以實驗和插圖為主，但每節(jié)課的授課方法仍然是靈活選擇的，而且必須采用不同方法從不同角度去尋找能適應(yīng)學(xué)生心理發(fā)展的好的教學(xué)手段。應(yīng)該明白，任何一種教學(xué)方法都不是萬能的，應(yīng)根據(jù)每節(jié)課的深淺、難易程度及果型特點、學(xué)生的原有知識及不同時期的心理活動特點、教師自身的授課水平等對教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)制，充分考慮在每一個細(xì)節(jié)上用什么方法去處理它，這樣才能收到最佳效果。

         (3)培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，促成自主學(xué)習(xí)。教學(xué)中既要注意“教向反饋”，又要注意“學(xué)向反饋’’，對不同類型的學(xué)生應(yīng)采用不同的方法或利用不同的時空教學(xué)，物理教學(xué)中學(xué)生提出的問題多是具體的知識性問題，這就要求教師不能“就問答問”、“就疑解疑”，答疑時著重弓I導(dǎo)他們的思維方法，提高他們分析問題的能力，啟動學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)生在解題時，容易“直來直去’’，一旦解不出，要么放棄，要么“不思悔改”，而很少轉(zhuǎn)化思維角度，這樣就會陷入僵局。于是教師應(yīng)根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗，吸收各種解題技巧和思維方案，教給學(xué)生一些獨特的方法，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，也能提高學(xué)習(xí)興趣。應(yīng)該注意的是培養(yǎng)“自主學(xué)習(xí)”能力，并不是培養(yǎng)“自學(xué)”能力，因為“自學(xué)”能力只是“自主學(xué)習(xí)”能力的一部分。教學(xué)實踐證明，培養(yǎng)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”’的能力，關(guān)鍵要讓他們動手、動腦，積極參與學(xué)習(xí)，無可辯駁的事實說明，課堂相互討論是培養(yǎng)“自主學(xué)習(xí)”的關(guān)鍵。這就要求課堂“形散而神不散”，也就是討論一定要有方向性、目的性、可收斂性。教學(xué)實踐證明有許多討論與類比分不開，但是，處于青春期的學(xué)生不覺得類比特別有用，這一方面是他們不能迅速地用邏輯推理從一個物理系統(tǒng)推論到另一個物理系統(tǒng)，另一方面是用來類比的知識過于貧乏，難以類比。因此，教師了解學(xué)生所用類比的局限性及其令學(xué)生類比感到困難的地方是很重要的。例如，用水流類比電流中，學(xué)生感到困難之一是：“導(dǎo)電體不是空心的而水管是空心的。”更危險的是，一些學(xué)生把一個類比同原有的一個錯誤概念混同起來從而支持它。由此可見，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，必須在教師的引導(dǎo)、幫扶下逐步形成。

        (4)改革作業(yè)風(fēng)格，引導(dǎo)創(chuàng)新實踐。事實證明，教學(xué)效果f{]教學(xué)意圖成功與否必須經(jīng)過作業(yè)效果來反饋，教師要克服學(xué)個細(xì)節(jié)上用什么方法去處理它，這樣才能收到最佳效果。

        (3、)培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，促成自主學(xué)習(xí)。教學(xué)中既要注意“教向反饋”，又要注意“學(xué)向反饋"，對不同類型的學(xué)生應(yīng)采用不同的方法或利用不同的時空教學(xué)，物理教學(xué)中學(xué)生提出的問題多是具體的知識性問題，這就要求教師不能“就問答問”、“就疑解疑”，答疑時著重弓I導(dǎo)他們的思維方法，提高他們分析問題的能力，啟動學(xué)習(xí)的積極性和主動性，學(xué)生在解題時，容易“直來直去’’，一旦解不出，要么放棄，要么“不思悔改”，而很少轉(zhuǎn)化思維角度，這樣就會陷入僵局。于是教師應(yīng)根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗，吸收各種解題技巧和思維方案，教給學(xué)生一些獨特的方法，這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，也能提高學(xué)習(xí)興趣。應(yīng)該注意的是培養(yǎng)“自主學(xué)習(xí)”能力，并不是培養(yǎng)“自學(xué)”能力，因為“自學(xué)”能力只是“自主學(xué)習(xí)”能力的一部分。教學(xué)實踐證明，培養(yǎng)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”的能力，關(guān)鍵要讓他們動手、動腦，積極參與學(xué)習(xí)，無可辯駁的事實說明，課堂相互討論是培養(yǎng)“自主學(xué)習(xí)”的關(guān)鍵。這就要求課堂“形散而神不散”，也就是討論一定要有方向性、目的性、可收斂性。教學(xué)實踐證明有許多討論與類比分不開，但是，處于青春期的學(xué)生不覺得類比特別有用，這一方面是他們不能迅速地用邏輯推理從一個物理系統(tǒng)推論到另一個物理系統(tǒng)，另一方面是用來類比的知識過于貧乏，難以類比。因此，教師了解學(xué)生所用類比的局限性及其令學(xué)生類比感到困難的地方是很重要的。例如，用水流類比電流中，學(xué)生感到困難之一是：“導(dǎo)電體不是空心的而水管是空心的。’’更危險的是，一些學(xué)生把一個類比同原有的一個錯誤概念混同起來從而支持它。由此可見，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，必須在教師的引導(dǎo)、幫扶下逐步形成。

       (4)改革作業(yè)風(fēng)格，引導(dǎo)創(chuàng)新實踐。事實證明，教學(xué)效果和教學(xué)意圖成功與否必須經(jīng)過作業(yè)效果來反饋，教師要克服學(xué)生考試中產(chǎn)生的壓力，就必須重視平時課業(yè)的設(shè)計。依據(jù)新教材及大綱要求，結(jié)合章節(jié)教學(xué)特A，教師設(shè)計試題中應(yīng)注意以F)-t點：①注意作業(yè)題的綜合性。實踐性和思想性，尤其是物理知識與生活、生產(chǎn)、技術(shù)、社會的綜合以及跨學(xué)科交叉綜合。②注重開放題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。③“探索型’，和“設(shè)計型"的實驗題對于培養(yǎng)和提高思維能力有得天獨厚的優(yōu)勢，因此，作業(yè)中應(yīng)有計劃、有目的練習(xí)。④關(guān)注物理研究方法，物理研究方法是培養(yǎng)創(chuàng)新思維的主要途徑，因此，應(yīng)將觀察法、實驗法、科學(xué)猜想法、等效法、控制變量法、理想模型法、類比法、推論法、概括法等重要的研究方法結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計在課業(yè)中。(5)注重論述題。表達(dá)能力、推理能力和論述

能力是一個人的基本素質(zhì)，學(xué)>--j物理就要能以“物”，說“理”，以“理”服人，說理題可以考查思維的清晰程度和精確程度，因此，課業(yè)中應(yīng)充分重視。提倡作業(yè)設(shè)計，目的在于掃清學(xué)生前進(jìn)道路上的荊棘，為學(xué)生考試提供充足的心理準(zhǔn)備和知識準(zhǔn)備，但絕不能使學(xué)生陷入題海戰(zhàn)術(shù)中。

        另外，采用平時考核和升學(xué)考試相結(jié)合的新的評價機制，對減輕學(xué)生心理壓力，排除學(xué)習(xí)中心理干擾也是十分重要的。平時考試應(yīng)注意以人為本，對不同層次的學(xué)生設(shè)計不同的“達(dá)標(biāo)"標(biāo)準(zhǔn)，使他們都能在教師的教導(dǎo)下順利達(dá)標(biāo)，這對大面積提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性是十分必要的，也是素質(zhì)教育的出發(fā)點和歸縮點。