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物理教学论文：“信息交合法”在物理教学中的实践与反思
物理教学论文：“信息交合法”在物理教学中的实践与反思
黄晶 胡亦民
（嵊州市第一中学，浙江嵊州312400；杭州市第二中学，浙江杭州310053）
目前在我国基础教育中以教师为中心的探究式学习方式使用比例偏多，致使学生创新意识匮乏、创新能力萎缩，创新对大多数学生来说，不仅是“不为也”，而且也是“不能也”，所以在初级创新教育活动过程中，首先要进行创新方法的教育，让创新有序可循．笔者认为，创造技法中的“信息交合法”是达此目的的较好方法。
所谓“信息交合法”是一种将信息、概念用灵活的手法进行多渠道、多层次的推测、想象和创新的创造技法，它建造一个由多元坐标组成的全方位信息反应场，把某些看来似乎是孤立、零散的信息，通过相似、接近、因果、对比等联想手段搭起微妙的桥，使之曲径通幽，将信息交合产生新信息。
笔者尝试在物理实践中引入“信息交合法”，较好地启发了学生的创新意识，激发了学生的创造灵感．
一、在物理教学中的实践
1．新旧并列异同比较丰富学生原有图式——启思
教师需要设计“由低级向高级”、“从简单到复杂”逐层递进发展变化的教学过程来揭示各知识点的内在联系，让学生在比较鉴别中认识新旧知识的联系和区别，从而不断完善、丰富学生原有图式．概括而言，积极的心理状态是实现正迁移的前题，重视培养学生的概括能力是基础，加强认识结构的联系对比是基本途径。
案例1选修3-4第十一章第5节“外力作用下的振动”新课教学片段
依次演示三个实验：挂在竖直弹簧下砝码的自由振动，挂在竖直弹簧下砝码在水中的振动，挂在竖直弹簧下砝码的受迫振动（如图1所示），再出示信息交合图（如图2所示）。
在前四节通过弹簧振子和单摆分别从运动描述、受力特征、能量转换等角度重点研究了简谐运动以后，新教材为加强学生对振动分类的理解，集中介绍了同属于外力作用下的“阻尼振动”、“受迫振动”等概念．教师通过“从理想到非理想、先复习旧知识后探究新内容”地设置实验观察容易启发学生思考，配合信息交合图则可以加强新旧对比，锻炼学生概括能力，信息交合图在本次教学实践中起到了启思的作用。
2．按图索骥循序探究帮助学生深入思考——助思
案例2选修3-1第三章第3节“几种常见的磁场”新课教学
通常学生在用小磁针、铁屑“实验感知”了条形磁铁、蹄形磁铁的磁场后研究电流磁场时会有困难，此时出示信息交合图（如图3所示），学生容易继续设计实验得出直线电流和环线电流磁场的特点，但是在研究通电螺线圈磁场情况时又会难以进行，借助信息交合图对比通屯螺线圈和条形磁铁两者外部磁场的相似性，重新设计实验探究出螺线圈内部磁感线分布情况，再类比反馈得到条形磁铁磁场内部情况，最终将磁铁磁场和电流磁场联系在一起，概括出磁感线的全部特点．
这样一波三折的教学设计，在筛选学生旧知中找出思维空白点，运用信息交合图帮助学生持续而有序地进行“螺旋式上升”思考和探究，将教学过程转变成为学生的“亚研究”、“类创造”过程，使学生去重演知识的产生与发展的过程，从而全面落实三维教学目标．信息交合图在本次教学实践中起到了激活学生思维、帮助学生深入思考的作用。
3．开垦扩展搭建深化促进学生知识迁移——引探
新课改倡导生成性教学的新理念，要求用动态生成的观点看待教学，有时候课堂动态生成的问题很有价值，但却因为课堂的时空有限而不适合在现场展开．此时教师首先不能加以否定，其次也不能草草了事，而应该尽量创造条件配合学生在课外寻找答案。
案例3“复杂运动合成分解”竞赛教学片段
在运动合成分解的习题课中笔者精心设计教学环节，成功引导学生探究出图4中1、2、3、4、5这几个区域相对应的具体运动情境．课堂结束之时有学生兴趣盎然，继续提问区域“？”是什么运动．笔者借势在学校兴趣小组的竞赛教学中继续开垦扩展了交合图，还在坐标轴上增添了简谐运动的要素联想出7、8、9、10四个探究区域，最后学生分组合作学习寻找出相应的典型物理运动如表1所示。
两个匀速圆周的合成运动比较复杂，已超出高中课程要求，但这最后的空白区域无疑引起了学生的强烈兴趣，诱发了学生的探究欲望，在实际的探究时学生提供的成果远不止上述几种，(教学论文 fanwen.weiyujianbao.cn)比如在区域4中除等距螺旋线运动外，学生还提出滚轮线的实例，并且衍生出研究滚轮线的课题．在区域6时有位平时爱读科普书的同学提出托勒密的“本轮均轮”地心说就是这种运动，借此可以成功解释火星的逆行，联想区域10时有同学联系了示波器的原理，重新去实验室做实验，并且还得到各种频率不同的简谐运动的合成图象——李萨如图形。
无疑这次动态生成造就了另一堂精彩别致的竞赛辅导课，有效促使学生知识向纵深迁移．信息交合图在其中搭建了常规思考和竞赛问题的桥梁，引探作用明显。
4．提炼转化重组整合优化学生认知结构——整合
高三第一轮复习以知识立意为主，它按照原有的章节顺序从基本概念和基本规律出发进行复习．这样，学生形成了一定的物理认知结构，第二轮复习则应以能力立意为主，以提高能力为主要任务，使知识相对系统化、网络化．这就需要教师更加关注过程、突出过程，坚持以过程为主线的原则进行复习教学，而不仅仅是习题的堆积。
案例4“带电粒子在磁场中运动”第二轮复习教学实践
(1)提炼：出示粒子源发射方式不同而磁场边界相同的两道原型题，引导学生对比剖析两物理情境的异同，提炼出“粒子源发射方式”和“磁场边界”两大重组要素．
(2)转化：引导学生构建两个粒子源物理模型，从中分析出粒子源相应的数学特征以及求解的一般思路，如图5。
(3)重组：教师引导学生对两例题加以变式，介绍信息交合图6循序发散，图中标明序号的就是我们联想的区域，请大家列表格按次序合作学习加以探究。
(4)整合：学生分组合作，从以往作业中循序找出各种组合对应的具体物理情景如下表2所示，并重新加以求解。
引导学生在体验、鉴赏、对比、总结中构建粒子源物理模型相应的知识网络。
(5)聚焦：引导学生对各个联想区域逐点评价，实践时有学生提出还可以增设混杂两辐射方式的一般粒子源，从而丰富了知识网络，另外还有学生对圆形边界表示有浓烈的研究意愿，但在具体习题教学中．教师要根据学生的认知结构与水平，对相关教学内容进行加工、重组，形成一条符合学生学习规律的“认知序”，例如处理圆形边界的“磁聚焦和磁扩散”问题时，为突出思维过程可以构建以下习题链，如图7。
实践表明，第二轮复习教学中也可以借助信息交合法通过课内讨论和课外探究互补结合的学习形式，构建起相应的物理模型以及求解方法，同时针对高考热点进行纵横深化，信息交合图在本次教学实践中起到了整合思维的作用。
二、反思总结
信息交合法是一种较有实用价值的思维技巧，但不可能取代学生的任何思维活动．因此教师应该根据教学实际重点思考两个问题．
1．是否采用信息交合法
事实上并不是所有的课堂适合采用信息交合法．实践表明探究性强、信息量大、开放性大的教学中借助信息交合法能帮助学生有效地探究学习．
例如在新教材必修、选修每册最后安排的课题研究、新课教学中的理论探究环节、实验教学中的方案设计环节、复习教学中的原型变式的规律提炼环节，甚至是竞赛教学中的新旧知识对比环节，都可以依据教学的有效性考虑是否采用．
2．何时采用信息交合法
在物理教学中存在着各种探究活动，不同的探究活动目的、形式、内容和方法存在着差异．教师教学设计中应该侧重考虑何时选择信息交合法介入的时机，以更好地发挥其在不同探究环节中的不同功效．例如在实验教学中探究前出示“实验设计单”以体现程序规范性（如图8所示），并且方便并列对比中选择最优方案，在探究后出示“评价单”以强调其反馈评价性（如图9所示），又如案例2中笔者曾经就信息交合图出现顺序进行过对比授课，分别在研究“常见的磁场”前、中、后出示交合图加以探究，发现在中间介入效果最好，一开始就呈现交合图的课堂显得有些机械，有些按部就班，最后呈现则只突出了信息交合法的整合性，成为形式上的课堂小结．而在研究电流磁场有困难时出示信息交合图（如图3所示），既及时小结了磁铁磁感线的特点，又引导了学生继续设计实验探究电流磁场，在对比通电螺线圈、条形磁铁磁场时再借助信息交合图帮助学生深入思考，这样恰当使用才能发挥其真正功效。
如果用三角形表示信息交合法，用圆圈表示教学活动，一般而言，交合图在教学活动前出示起启思作用，以激活学生思维，交合图在教学活动中出示起助思作用，帮助学生形成概念和规律．交合图在活动与活动间出示可起引探作用，引发学生纵深思考或者进行新的活动，交合图在活动最后出示则起整合小结作用，优化学生认知结构（如图10所示）。
三、结束语
显然，在物理教学中适时适地使用信息交合法有助于培养学生的主体意识和主动精神，培养学生的创新意识和创造能力，我们需要教育心理学原理和现代学习理论为指导，继续深入地探索信息交合法在物理教学实践中使用的必要性和贴切性。
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