教师智慧在物理教学中的应用

教师智慧是指教师创造性地挖掘教科书、处理教科书的能力,是前瞻性地预测出学生的中远期发展趋势,并给予相应诱导使之成才的能力.接下来,笔者就以万有引力卫星问题为例,谈一谈教师智慧在物理教学中的应用.

一、教师智慧在具体问题中的应用

我们先来看一道例题：a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星,a和b的质量相等且小于c的质量,则（ ）

A.b所需向心力最小

B.b、c的周期相同且大于a的周期

C.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度

D.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度

解题过程：

本题考查的是人造卫星的加速度、周期和轨道的关系,根据万有引力提供向心力GMm/r2等于ma等于mv2/r等于mr（2π/T）2,可比较出周期、向心加速度、线速度的大小.根据F等于GMm/r2,可知c所需的向心力大于b所需的向心力,a、b质量相等,所以A错.根据 GMm/r2等于ma等于mv2/r等于mr（2π/T）2,a等于GM/r2,

,可知b、c周期相等,且大于a的周期；b、c加速度相等,且小于a是加速度；b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度,故C错误,B、D正确.

在万有引力卫星群问题中,有很多类似的问题,学生在判断正误的过程中,推导过程重复.笔者针对万有引力定律和匀速圆周运动的规律引导学生推导卫星运动的向心加速度、线速度、角速度、周期与半径的关系,总结了“三反一同”的规律,目的是为了增强学生学习物理的兴趣,让学生知道很多知识是有规律可循的,引导他们自主推导归纳的过程,让学生体会到乐趣和成就感,从而增加了学生的学习兴趣和对学习物理的信心.

二、教师智慧在班级对照中的分析

为了对比教师智慧对优化学生学习效率和激发兴趣的作用,笔者分别在两个学生程度基本一致的班中进行了对照实验.在普通班中,虽然讲过万有引力定律和匀速圆周运动规律,并且也讲过上述例题,但是没有进行分析总结及规律的总结；在实验班中,讲授例题时,注重引导学生观察半径变化的特点,总结了“三反一同”的规律.

在万有引力卫星问题中,笔者的教师智慧正是帮助学生针对该问题,从推导过程出发,从大量的计算中认知规律,发现规律,使学生有一种“顿悟”的感受.在两个班级讲授例题后,笔者又对学生的一次练习时间和练习准确率做了对比.从对比结果可以看出,实验班通过教师智慧的应用,完成练习的时间明显比普通班少,既增加了课堂的效果,又使学生很好地掌握了知识.

三、教师智慧体现了教育的魅力

在接受学习和发现学习理论中,接受学习的特点是教师直接以教科书形式讲授,不需要学生再思考、整合,而发现学习是学生通过教科书、计算、分析、操作等过程中发现问题,产生疑问,教师引导学生积极主动地思考,对知识进行加工、改组、归纳、找寻规律,最终达到发展能力、培养兴趣以及掌握知识的目的.从新知识的接受学习到应用过程中的发现学习,起主导作用的是教师,所以一直以来教师智慧的应用都深受重视.

笔者认为,教师智慧在物理学的应用具有三点作用：第一,帮助学生更好地理解知识,系统地总结知识；第二,进一步总结学习,从中发现物理学习的奇妙,养成学生乐于自我探究的习惯；第三,当学生掌握方法后,学生学习的高效性和准确性得到保证,完成了教学目标,从而也促进学生学习的发展,树立学生学习物理的信心,达到良性循环、长期发展的效果,也达到发现学习的效果.

心理学家皮亚杰曾经指出：“学生在认识事物知识方面存在着‘同化’与‘顺应’两个过程.同化是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程；顺应是指个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程.”学生的认知结构就是通过同化与顺应过程逐步建构起来,并在“平衡—不平衡—新的平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展.

学生在已有的认知水平和能力基础上会产生定式迁移,思维固式重叠,公式简单套用.在学习过程中,可能缺乏新鲜感,产生求知疲劳.在一些物理题目中,反复的推导公式的过程中,会让学生有机械学习的感觉,使得学生的认知欲越来越没有主动性.这个过程就是学生在教师新知识传授下的平衡再到大量练习枯燥下的不平衡.

教师的教学是一把双刃剑,传授正确科学的知识是教师的首要职责,但是机械性的重复劳动,对教师自身发展不利,更是对学生的不负责任.教师随着经验的积累,更应该在备课过程中充分地备学生,应用教育智慧,在教学过程中激发学生的兴趣,减轻学生的课业负担,并且充分地引导学生理解知识,更好地应用知识,并能通过教育智慧的应用将学生从认知过程中的不平衡转变为对旧知识应用过程中跟随教师智慧新体验的重新平衡.正是这种“平衡—不平衡—新的平衡”的模式,促使教师深入思考教育智慧的应用.

在一些需要大量推导公式的物理问题中,发现问题所在,通过教师多年的经验和教师智慧的应用,总结并归纳出解决此类问题的方法,让学生体会物理学习过程中的新意和奇妙,养成独立思考的习惯,进而更加热爱物理学习,并达到自主学习和高效学习的双重目标.（责任编辑 韩大勇）