理论教育 高中生物理建模能力及其培养对策

高中生物理建模能力及其培养对策

时间:2023-08-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:虽然,很多教育工作者认同学习兴趣和动机对学生能力的持续、长效发展的重要作用,但由于它们对提高学生的考试成绩很难产生实时效益,且课标和教材中没有明确提出相关内容的培养要求,教师不会着力培养这些物理建模能力中的非认知因素。创设建构主义学习情境的第一步是让学生表达自己的思想,与他人充分交流,即允许课堂中发生合理的噪声和骚动。

高中生物理建模能力及其培养对策

1.对学生成就动机和专业兴趣的培养不足

高考和升学压力之下,教师把“以落实书本知识的掌握为本”作为教学的方向,忽视对学生学习兴趣的激发,抑制了学生参与科学实践活动的动机和需要。当下社会学校、家长对教学质量的评价依据依然是学生的成绩,提高学生的学业成绩成为教师教学的首要目标。教师投入大量时间和精力在书本知识的教学上。书本知识是教材中的显性知识容易培养,教师对书本知识投入的时间和精力容易产生立竿见影的效果。虽然,很多教育工作者认同学习兴趣和动机对学生能力的持续、长效发展的重要作用,但由于它们对提高学生的考试成绩很难产生实时效益,且课标和教材中没有明确提出相关内容的培养要求,教师不会着力培养这些物理建模能力中的非认知因素。在日常教学中,不乏个别教师为了保证教学的秩序和教师的权威,而抑制和打压学生的学习兴趣和激情,他们喜欢听话的、按部就班、安分守己、成绩稳定的学生,而那些好奇心重、喜欢思考、乐于动手、充满奇思妙想的学生经常被认为是“爱搞事儿”,而受到教师的数落、批评。

在访谈中,个别教师不经意间就透露了他们对学生积极尝试参与科学实践活动或充满热情地探究问题时采取的约束和限制行为。Z老师认为:“掌握基础知识最重要,一定要夯实基础,不要好高骛远。对于接受较慢的那些学生,就好好把该记的东西记得滚瓜烂熟,考试时把该得的分拿到手,就OK了。有一天晚自习,一个学生拿着课外参考书来问我问题,我问他‘把我留的题都弄明白了吗?’一句话挡回去了。学生连基础的问题都没搞明白,就想搞难题,自己不知道自己该干啥。”也许Z老师的想法有他的道理,但很明显,学生的学习兴趣受到严重打击,以后可能就不会轻易再向老师请教问题了。我们发现即使有些学生克服了成人社会的偏见坚持自己的兴趣,致力于解决自己感兴趣的问题,他们的行为在长期得不到教师和家长的支持和肯定的情况下,最终也会在“考试成绩”为第一的情况下,放弃曾经的兴趣和追求,长此以往学生再也没有了科学实践的热情和动机。

2.忽视学生性格和意志力的培养

人的性格特征是一种为人、处事稳定的态度和习惯化的行为方式,它的发生和发展有先天的生物学根源,也有后天生存环境的作用和影响。在影响性格发展的各种后天环境因素中,学校教育对它的形成和定性具有主导作用。学校教育虽然不能改变学生的先天遗传因素,但它可以通过德育、智育、美育、体育、劳动教育的过程以及良好的校风、班风等各种形式潜移默化地影响学生个性的发展方向和水平。在“高考”和“成绩”,“速度”和“效益”的多重压力下,教师的注意力更多地放在如何训练学生用整齐划一的思维方式解决问题的技能上,而无暇顾及学生坚韧的性格和意志力的培养。有的学校过渡关注“应试”和“分数”,学生每天生活在考试和竞争的氛围中苦不堪言,学校、教师和家长只把注意力放在学生的考试成绩上,却没有人付出更多的努力,创设更多的教学情境磨砺学生的性格,以促进他们不断地形成勇于面对困难的性格和意志力,以及承受挫折的抗压能力。

即使我们设计了一些实践活动,初衷很好,但操作过程却走了样,使美好的设想又落回到分数和效率的现实中。例如,科学探究活动本应是培养学生敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的态度和行为习惯的有效方式和途径,但在过分关注学生分数和教学效益的简化设计后,它对学生良好品质和性格特征的培养功能都被消磨殆尽。有为数不少的学校把更多的时间和精力投入到营造学习竞争的环境和氛围里,成就更多高分数的“优等生”,至于如何使学生形成坚定的性格,务实的态度,顽强的品质,似乎只停留在课程标准的美好愿景中,而不是物理教育者的实际工作内容。

3.忽视学生交流与合作能力的形成与发展(www.daowen.com)

我国传统课堂由各种填鸭式、满堂灌、题海战术构成,注重学生对专业知识的识记,而忽视学生自我思想的表达,及学生间的交流与合作。学生被明确要求“可以”或“不可以”说话,如果课堂上学生未经教师同意就发表意见或语言表达未指向问题都会被认为是故意扰乱课堂或分心的表现。建构主义所支持的学习环境是一种既自我导向又互惠的情境,既尊重了学生的自主行为,同样也鼓励了学生一起工作、彼此聆听,并在他人基础上形成和表达自己的想法。创设建构主义学习情境的第一步是让学生表达自己的思想,与他人充分交流,即允许课堂中发生合理的噪声和骚动。灌输式教学不需要学生表达,不关心学生的想法,学生是如何将知识结构化以及结构化的程度如何,这些信息教师都不掌握。经常出现教师在不了解学生学情的情况下,直接把结论灌输给学生,学生的科学思维得不到训练,长此以往会助长学生的懒惰和依赖心理。学生在与他人交流时,通常会有很多语言表达,在兴奋或真正投入的时候甚至会很大声的交谈,互相争辩、讨论,在教室里叫喊。但教师往往将安静、秩序井然作为良好学习环境的标准,而不允许学生在课堂上随意说话、交谈。

问卷调查和访谈中,还发现物理教师除了不关注学生表达能力的培养外,也不重视交流与合作。教师更强调独立、自主的思考和解决问题,而不鼓励合作讨论。在学校中到处充满着“考试竞争”的学习氛围,教师缺少设计合作学习活动,很少给学生提供充分交流的机会和学生自我表达的平台。课堂提问环节,也只是在预设答案的框架内让学生有限度的表达,或者为节省时间而设置回答机会的上限。在这样的教学环境中,学生间逐渐形成的是竞争而不是合作关系。相关专家认为,相互作用,相互影响的鼓励、互惠的教学环境中才能支持从假科学转向真正地做科学。

4.过度操控的教学抑制了学生自我发展的能力

高中物理课程标准要求学生“能计划并调控自己的学习过程,通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题,有一定的自主学习能力。”然而,日常教学中教师为了降低学生理解物理学的难度,提高课堂教学效率,往往直接把结论灌输给学生,而不是让学生通过探究理解其推理过程。教育不是授与收的过程,而是个体主动和建构的过程,虽然这在现代教育中是人尽皆知的事实,但在实践中却又不断地被违背。要培养学生自主学习、自我发展的能力,就需要一个宽松的教育平台。当下,无论是物理考试题还是课堂习题,学生面对的问题基本上都是常规问题,问题的情境被过度简化,问题条件非常明确,无需学生从丰富的信息中进行筛选,使学生可以直接套用公式得出结论。总是面对这样的问题,学生就丧失了自我判断、自主思考的意识和能力,形成了一种思维的惰性,一旦遇到非常规问题就手足无措,轻易放弃。

5.对学生模型思维的培养重视不够

我国教师充分认同专业知识的重要性,也很重视对学生专业知识的教学。在顺利实现物理建模的过程中,“专业知识”诚然很重要,但“模型思维”更重要。模型思维是最能体现物理建模能力不同于化学、生物、天文建模能力的重要指标。每个学科的模型思维都具有各自领域的独特性,例如,物理模型思维强调个体要具备描述对象、描述运动、描述相互作用一解释变量一寻找运动公式一明确初始和约束条件一建构模型一验证模型的思维路径和相应的建模策略,而化学模型思维则要求个体具备从分子式、结构式到空间分子结构,再到对空间分子结构的化学理解的思维路径和相应的建模策略,二者有质的区别。如果把“专业知识”比作盖房子的建筑材料,那么“模型思维”就是房子的钢架结构。专业知识和模型思维是构成物理建模能力的“专项能力因素”的重要两翼,缺一不可。专业知识是用来认识和解释物理现象的必备基础,是个体获得物理模型能力的知识基础。模型思维则是个体要顺利完成物理建模活动的思维和策略基础。问卷调查发现,教师对“专项能力因素”的培养非常重视,特别是对“专业知识”的培养力度很高,但教师对学生“模型思维”的培养重视不够。另外,课标也没有明确培养学生“模型思维”的相关要求。然而,只注重专业知识的掌握,而不关注学生模型思维的培养,不利于学生建模意识的树立,建模思路和建模策略的形成与发展,必将严重影响学生参与建模实践活动的体验以及完成建模的质量。

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