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物理教學論文：“信息交合法”在物理教學中的實踐與反思
物理教學論文：“信息交合法”在物理教學中的實踐與反思
黃晶 胡亦民
�。ㄡ又菔械谝恢袑W，浙江嵊州312400；杭州市第二中學，浙江杭州310053）
目前在我國基礎教育中以教師為中心的探究式學習方式使用比例偏多，致使學生創(chuàng)新意識匱乏、創(chuàng)新能力萎縮，創(chuàng)新對大多數學生來說，不僅是“不為也”，而且也是“不能也”，所以在初級創(chuàng)新教育活動過程中，首先要進行創(chuàng)新方法的教育，讓創(chuàng)新有序可循．筆者認為，創(chuàng)造技法中的“信息交合法”是達此目的的較好方法。
所謂“信息交合法”是一種將信息、概念用靈活的手法進行多渠道、多層次的推測、想象和創(chuàng)新的創(chuàng)造技法，它建造一個由多元坐標組成的全方位信息反應場，把某些看來似乎是孤立、零散的信息，通過相似、接近、因果、對比等聯想手段搭起微妙的橋，使之曲徑通幽，將信息交合產生新信息。
筆者嘗試在物理實踐中引入“信息交合法”，較好地啟發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，激發(fā)了學生的創(chuàng)造靈感．
一、在物理教學中的實踐
1．新舊并列異同比較豐富學生原有圖式——啟思
教師需要設計“由低級向高級”、“從簡單到復雜”逐層遞進發(fā)展變化的教學過程來揭示各知識點的內在聯系，讓學生在比較鑒別中認識新舊知識的聯系和區(qū)別，從而不斷完善、豐富學生原有圖式．概括而言，積極的心理狀態(tài)是實現正遷移的前題，重視培養(yǎng)學生的概括能力是基礎，加強認識結構的聯系對比是基本途徑。
案例1選修3-4第十一章第5節(jié)“外力作用下的振動”新課教學片段
依次演示三個實驗：掛在豎直彈簧下砝碼的自由振動，掛在豎直彈簧下砝碼在水中的振動，掛在豎直彈簧下砝碼的受迫振動（如圖1所示），再出示信息交合圖（如圖2所示）。
在前四節(jié)通過彈簧振子和單擺分別從運動描述、受力特征、能量轉換等角度重點研究了簡諧運動以后，新教材為加強學生對振動分類的理解，集中介紹了同屬于外力作用下的“阻尼振動”、“受迫振動”等概念．教師通過“從理想到非理想、先復習舊知識后探究新內容”地設置實驗觀察容易啟發(fā)學生思考，配合信息交合圖則可以加強新舊對比，鍛煉學生概括能力，信息交合圖在本次教學實踐中起到了啟思的作用。
2．按圖索驥循序探究幫助學生深入思考——助思
案例2選修3-1第三章第3節(jié)“幾種常見的磁場”新課教學
通常學生在用小磁針、鐵屑“實驗感知”了條形磁鐵、蹄形磁鐵的磁場后研究電流磁場時會有困難，此時出示信息交合圖（如圖3所示），學生容易繼續(xù)設計實驗得出直線電流和環(huán)線電流磁場的特點，但是在研究通電螺線圈磁場情況時又會難以進行，借助信息交合圖對比通屯螺線圈和條形磁鐵兩者外部磁場的相似性，重新設計實驗探究出螺線圈內部磁感線分布情況，再類比反饋得到條形磁鐵磁場內部情況，最終將磁鐵磁場和電流磁場聯系在一起，概括出磁感線的全部特點．
這樣一波三折的教學設計，在篩選學生舊知中找出思維空白點，運用信息交合圖幫助學生持續(xù)而有序地進行“螺旋式上升”思考和探究，將教學過程轉變成為學生的“亞研究”、“類創(chuàng)造”過程，使學生去重演知識的產生與發(fā)展的過程，從而全面落實三維教學目標．信息交合圖在本次教學實踐中起到了激活學生思維、幫助學生深入思考的作用。
3．開墾擴展搭建深化促進學生知識遷移——引探
新課改倡導生成性教學的新理念，要求用動態(tài)生成的觀點看待教學，有時候課堂動態(tài)生成的問題很有價值，但卻因為課堂的時空有限而不適合在現場展開．此時教師首先不能加以否定，其次也不能草草了事，而應該盡量創(chuàng)造條件配合學生在課外尋找答案。
案例3“復雜運動合成分解”競賽教學片段
在運動合成分解的習題課中筆者精心設計教學環(huán)節(jié)，成功引導學生探究出圖4中1、2、3、4、5這幾個區(qū)域相對應的具體運動情境．課堂結束之時有學生興趣盎然，繼續(xù)提問區(qū)域“？”是什么運動．筆者借勢在學校興趣小組的競賽教學中繼續(xù)開墾擴展了交合圖，還在坐標軸上增添了簡諧運動的要素聯想出7、8、9、10四個探究區(qū)域，最后學生分組合作學習尋找出相應的典型物理運動如表1所示。
兩個勻速圓周的合成運動比較復雜，已超出高中課程要求，但這最后的空白區(qū)域無疑引起了學生的強烈興趣，誘發(fā)了學生的探究欲望，在實際的探究時學生提供的成果遠不止上述幾種，(教學論文 www.htc668.com)比如在區(qū)域4中除等距螺旋線運動外，學生還提出滾輪線的實例，并且衍生出研究滾輪線的課題．在區(qū)域6時有位平時愛讀科普書的同學提出托勒密的“本輪均輪”地心說就是這種運動，借此可以成功解釋火星的逆行，聯想區(qū)域10時有同學聯系了示波器的原理，重新去實驗室做實驗，并且還得到各種頻率不同的簡諧運動的合成圖象——李薩如圖形。
無疑這次動態(tài)生成造就了另一堂精彩別致的競賽輔導課，有效促使學生知識向縱深遷移．信息交合圖在其中搭建了常規(guī)思考和競賽問題的橋梁，引探作用明顯。
4．提煉轉化重組整合優(yōu)化學生認知結構——整合
高三第一輪復習以知識立意為主，它按照原有的章節(jié)順序從基本概念和基本規(guī)律出發(fā)進行復習．這樣，學生形成了一定的物理認知結構，第二輪復習則應以能力立意為主，以提高能力為主要任務，使知識相對系統化、網絡化．這就需要教師更加關注過程、突出過程，堅持以過程為主線的原則進行復習教學，而不僅僅是習題的堆積。
案例4“帶電粒子在磁場中運動”第二輪復習教學實踐
(1)提煉：出示粒子源發(fā)射方式不同而磁場邊界相同的兩道原型題，引導學生對比剖析兩物理情境的異同，提煉出“粒子源發(fā)射方式”和“磁場邊界”兩大重組要素．
(2)轉化：引導學生構建兩個粒子源物理模型，從中分析出粒子源相應的數學特征以及求解的一般思路，如圖5。
(3)重組：教師引導學生對兩例題加以變式，介紹信息交合圖6循序發(fā)散，圖中標明序號的就是我們聯想的區(qū)域，請大家列表格按次序合作學習加以探究。
(4)整合：學生分組合作，從以往作業(yè)中循序找出各種組合對應的具體物理情景如下表2所示，并重新加以求解。
引導學生在體驗、鑒賞、對比、總結中構建粒子源物理模型相應的知識網絡。
(5)聚焦：引導學生對各個聯想區(qū)域逐點評價，實踐時有學生提出還可以增設混雜兩輻射方式的一般粒子源，從而豐富了知識網絡，另外還有學生對圓形邊界表示有濃烈的研究意愿，但在具體習題教學中．教師要根據學生的認知結構與水平，對相關教學內容進行加工、重組，形成一條符合學生學習規(guī)律的“認知序”，例如處理圓形邊界的“磁聚焦和磁擴散”問題時，為突出思維過程可以構建以下習題鏈，如圖7。
實踐表明，第二輪復習教學中也可以借助信息交合法通過課內討論和課外探究互補結合的學習形式，構建起相應的物理模型以及求解方法，同時針對高考熱點進行縱橫深化，信息交合圖在本次教學實踐中起到了整合思維的作用。
二、反思總結
信息交合法是一種較有實用價值的思維技巧，但不可能取代學生的任何思維活動．因此教師應該根據教學實際重點思考兩個問題．
1．是否采用信息交合法
事實上并不是所有的課堂適合采用信息交合法．實踐表明探究性強、信息量大、開放性大的教學中借助信息交合法能幫助學生有效地探究學習．
例如在新教材必修、選修每冊最后安排的課題研究、新課教學中的理論探究環(huán)節(jié)、實驗教學中的方案設計環(huán)節(jié)、復習教學中的原型變式的規(guī)律提煉環(huán)節(jié)，甚至是競賽教學中的新舊知識對比環(huán)節(jié)，都可以依據教學的有效性考慮是否采用．
2．何時采用信息交合法
在物理教學中存在著各種探究活動，不同的探究活動目的、形式、內容和方法存在著差異．教師教學設計中應該側重考慮何時選擇信息交合法介入的時機，以更好地發(fā)揮其在不同探究環(huán)節(jié)中的不同功效．例如在實驗教學中探究前出示“實驗設計單”以體現程序規(guī)范性（如圖8所示），并且方便并列對比中選擇最優(yōu)方案，在探究后出示“評價單”以強調其反饋評價性（如圖9所示），又如案例2中筆者曾經就信息交合圖出現順序進行過對比授課，分別在研究“常見的磁場”前、中、后出示交合圖加以探究，發(fā)現在中間介入效果最好，一開始就呈現交合圖的課堂顯得有些機械，有些按部就班，最后呈現則只突出了信息交合法的整合性，成為形式上的課堂小結．而在研究電流磁場有困難時出示信息交合圖（如圖3所示），既及時小結了磁鐵磁感線的特點，又引導了學生繼續(xù)設計實驗探究電流磁場，在對比通電螺線圈、條形磁鐵磁場時再借助信息交合圖幫助學生深入思考，這樣恰當使用才能發(fā)揮其真正功效。
如果用三角形表示信息交合法，用圓圈表示教學活動，一般而言，交合圖在教學活動前出示起啟思作用，以激活學生思維，交合圖在教學活動中出示起助思作用，幫助學生形成概念和規(guī)律．交合圖在活動與活動間出示可起引探作用，引發(fā)學生縱深思考或者進行新的活動，交合圖在活動最后出示則起整合小結作用，優(yōu)化學生認知結構（如圖10所示）。
三、結束語
顯然，在物理教學中適時適地使用信息交合法有助于培養(yǎng)學生的主體意識和主動精神，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力，我們需要教育心理學原理和現代學習理論為指導，繼續(xù)深入地探索信息交合法在物理教學實踐中使用的必要性和貼切性。
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