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美国高中物理课程中对特殊学生的教学策略         ★★★ 【字体:
美国高中物理课程中对特殊学生的教学策略
作者:佚名    文章来源:互联网    点击数:1968    更新时间:2009-9-22    

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摘要:本文运用文献研究的方法,分析了美国高中物理课程中针对特殊学生进行的教学设计。这些特殊学生包括视力障碍、听力障碍、学习障碍、英语困难和智力超常五种类型。结果揭示了教学设计所体现的教学策略:突出观察实验的教学策略;加强参与体验的教学策略;注重直观形象的教学策略;提倡自主学习的教学策略;组织合作学习的教学策略。
  
  关键词:美国;物理课程;特殊学生;教学设计;教学策略
  
  一、问题的提出
  
  高中物理课程肩负着提高全体学生的科学素养、促进学生全面发展的重任。物理课程旨在从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生的科学素养,为他们终身发展,应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。在物理课程所面对的全体学生中,视力障碍、听力障碍、学习障碍和智力超常等学生是不容忽视、需要关注的特殊群体。如何针对他们各自的身心特点以及物理课程的特点,按照《普通高中物理课程标准》(实验稿)所确定的三维目标进行有效地教学,是一个摆在从事特殊教育的物理教育工作者面前的问题。
  
  1996年美国历史上首次颁布《国家科学教育标准》,这是一部面向所有美国学生的科学教育标准。不论学生的年龄和性别、文化差异和种族背景、健康与残疾等,都应该达到标准中所阐述的目标。本文通过美国高中物理教材《物理学的原理和问题》(学生、教师用书合定本)这一窗口,借鉴别国特殊教育在物理教学中的经验与做法,对我国特殊教育中的理科课程与教学提供有益的启示。
  
  二、介绍基本内容
  
  美国高中物理教材《物理学的原理和问题》分为学生用书和教师用书两个版本。教材在1996年《美国国家科学教育标准》颁布后进行了重新修改,以期符合国家科学教育标准在宏观和微观层面上所提出的相关目标,之后在1999年再版发行。普通学生和特殊学生在高中选修物理课程时都可以使用这本教材的学生用书。在教师用书中,教材编写者针对五类特殊学生以“因材施教”的栏目作为载体共给出了72个具体的教学设计。下面选择其中一些进行介绍。
  
  1、视力障碍
  
  案例1,对于“简单机械功与能”的内容,建议教师在教学中将自行车倒置后放置在地上,使其两个轮子可以自由旋转。请视障的学生一手握住脚踏,另一手放在后轮上。转动一圈脚踏,同时注意后轮转动的距离和对手的作用力的大小。提示学生简单机械的作用可以通过减小力来增加物体移动的距离。
  
  案例2,对于“气体分子动理论”的理解,建议教师采用一个演示实验。在一个盘子上滴几滴薄荷油,另一个盘子上滴几滴鹿蹄油。把前者放在一个发热的物体上,后者放在一个有冰块的烧杯上,两者与学生的距离相等。学生首先闻到薄荷油的气味,而且气味很重,请学生解释其原因。
  
  案例3,声音的响度、音色和频率可以通过乐器振动发声来理解。请视障学生到乐器室用耳观察各种乐器的发声。管乐器空气柱的长短、弦乐器弦绷紧的程度都能决定乐器的基频。尝试着使各种乐器发出声音,感受如何控制声音的响度、音色和频率。
  
  案例4,原子中电子轨道的能级是一个抽象的概念。对此可以进行一个简单的演示帮助学生理解。从三个不同高度分别释放学生使用过的旧笔记本,请视障学生分辨三个声音的大小。所处高度比较高的本子发出的声音大,从而代表电子从较高能级向较低能级释放的能量比较大,演示的过程与电子轨道的能级跃迁有类似之处。
  
  2、听力障碍
  
  案例5,干涉是光学中的一个重要内容。让学生花一些时间观察肥皂膜的干涉现象,五颜六色会激发他们对美妙自然的兴趣,帮助学生理解物理内容。听障学生对视觉效果格外感兴趣。
  
  案例6,这个活动可以让听障学生观察抛体运动的轨迹。让学生在米尺的相等间隔处系上细线,它们之间的间隔代表了相等的时间间隔。线的长度比是1:4:9……代表了抛体竖直下落的距离正比于水平运动的距离的平方。让学生在线的末端系上一个小球,与水平成不同角度摆放这个米尺,学生能够观察到抛体以不同发射角发射后其运动的轨迹。
  
  案例7,为了帮助听障学生更好地理解二级管的单向导电性,联接一个简单的串联电路。在这个电路中有两节直流电池,一个变阻器,一个发光二级管。给发光二极管加上正向电压就能看见二极管发光。加上反向电压发光二极管就不亮。用小灯泡替换发光二极管,比较它们两者之间的相同点和不同点。
  
  3、学习障碍
  
  学习障碍的学生是指在发展、言语、阅读及社交等方面欠缺的学生,不包括视力和听力障碍的学生。
  
  案例8,利用游戏活动能够帮助学习障碍的学生理解金属导电的本质。让学生围坐成一个圆,每个人手中拿着一个硬币。当一个学生将手中的硬币传给旁边的学生时,拿到硬币的学生应该将手中原来的硬币传给下一个学生,以此不断延续下去。硬币的这种连续运动与导体中电子从一个原子到另一个原子的定向运动类似。这是金属导电的微观解释。
  
  案例9,通过制作简单、直观、形象的模型可帮助学习困难的学生理解原子的微观结构。具体做法是:用纸剪出三个颜色不同的小圆,它们的直径为1/4英寸,分别代表原子的质子、中子和电子。让学生在笔记本上画出一个直径为1/2英寸的圆,粘贴代表质子和中子的小圆,而代表电子的小圆纸贴在本子的最边缘处。向学生解释原子的实际模型为:电子应该在距离原子中心416英尺处,因为原子的直径是原子核直径的10,000倍。
  
  案例10,让一个学习障碍的学生坐在小车上,同时手里拿着一把豆子,另一个学习障碍的学生手持秒表每秒钟下达一次命令,坐在车子上的学生就随着命令释放一个豆子?;褂幸晃谎】赡茉人俚乩判〕?。请学生设计表格填写释放的豆子所在位置和时间数据。并做出运动图像和斜率。拉车的学生再以较快的速度拉小车并比较结果。
  
  4、智力超常
  
  案例11,一些智力超常的学生可能会提出矢量是否可以乘除,请他们参阅大学物理的教科书,自学矢量的运算。要求学生以小论文的形式归纳总结并应用矢量的运算。
  
  案例12,请有能力的学生收集行星运动的数据,然后计算当它们围绕太阳运动时的向心加速度和向心力,要求学生用表格呈现数据。
  
  案例13,让有兴趣和有能力的学生研究心电图仪、脑电图仪和视网膜仪的原理??梢酝ü枋?、比较来确定三者之间的细微差别。将研究结果进行展示并与同学分享。
  
  案例14,要求有天赋的学生研究罗伯特·密立根油滴实验的方法,阐述怎样用实验数据和汤姆逊的荷质比q/m计算电子的电量和质量。
  
  案例15,麦克风的设计研究有了很大的发展,这些从生产企业的广告便可略知一二,让有兴趣和有能力的学生研究不同类型的麦克风设计。如时间允许,学生可以向班级同学介绍自己的发现和为什么喜欢某种类型的麦克风的理由。
  
  5、英语障碍
  
  美国是一个移民国家,因此在课堂上有些学生的母语是非英语的。针对这类学生的物理教学,适当加强对一些英语词汇的理解是十分必要的。
  
  案例16,“核裂变”、“冲量”、位移和速度图像中的“斜率”等物理概念所涉及的词汇,要求英语水平不高的同学自己查阅字典,尽可能多地理解这些词的各种含义,并且运用它们造句?!爸柿俊焙汀爸亓俊闭饬礁龈拍钤谄绞钡娜粘I钪芯;煜?,让英语水平有限的同学自己查阅字典,然后用自己的理解描述它们。有些物理词汇的构词比较特殊,让学生查阅“等位或等势”(equipotential),以及两个词根“equi”和“potential”,学习英语构词法。一些单词在生活中的含义和在物理学中的含义是不同的,例如,对于大多数同学来说,“significant”的意思是重要的。而在科学中,“significant”的意思往往与测量有关,如有效数字。
  
  三、分析各类教学设计的特点
  
  1、突出观察实验的教学策略
  
  研究表明,盲人的听觉注意和听觉表象能力比正常人好。听障儿童的视觉注意、视觉表象、运动表象和视觉记忆能力更强。就目前为止,没有研究发现一个通道障碍会影响其他正常通道的功能。因此,充分发挥视障和听障学生的正常感官功能是有效的教学策略。
  
  物理学是一门以观察和实验为基础的科学,物理教学必须以观察和实验作为出发点。对于视障学生,物理教学充分利用他们的听觉、触觉和嗅觉,使他们获取感性认识。对于听障学生则利用视觉、触觉和嗅觉来获取感性认识。包括对所有的特殊学生,突出观察实验的教学策略,可以提供符合认识规律的环境,发展学生的思维能力和观察、实验能力,培养学生实事求是的科学态度和严谨的科学作风。
  
  2、加强参与体验的教学策略
  
  将物理课程的有些内容设计成为游戏活动,让这类学生参与、感受和体验,可以使抽象的内容具体化、简单化,有利于他们对物理概念、模型、微观理论的理解。研究表明:学生不直接接触材料而是看老师做,与学生直接接触具体材料相比,前者就显得抽象得多了?;斡刖咛逍问降难?,可以有效地强化学生的记忆和理解。这对学习障碍的学生尤为重要。
  
  另外通过参与活动过程,也有助于各类特殊学生掌握一些基本技能和研究方法,如时间、长度、力、电压、电流等基本物理量的测量技能和观察、实验、数学计算、作图和控制变量等基本的科学研究方法。
  
  3、注重直观形象的教学策略
  
  视障、听障和学障的学生由于不同的损伤,使他们在一定程度上割断了与外部世界的联系。他们的智力发展相对正常学生会受到影响。根据皮亚杰对儿童认知发展四个阶段的划分,他们可能主要处于具体运算阶段甚至更低。如果个体没有达到某个发展阶段而去强行发展有关能力是比较困难的。根据皮亚杰的观点,如果课程目标是发展学生的抽象思维,而学生的认识还停留在具体运算阶段,这样就会使学生失去兴趣而在学习上不能进步。因此,注重采用直观形象的教学策略符合学生的认知水平。
  
  调查表明,在所有高中开设的课程中物理是最难的一门课程。物理内容对学习者的想象力、抽象性、逻辑性思维的高要求使学生望而生畏。注重直观形象的教学设计,包括直观形象的语言、画图、模型、实物、演示、表演、多媒体手段。这个教学策略对英语困难的学生学习物理也是很有帮助的。
  
  4、提倡自主学习的教学策略
  
  创设超常学生健康、全面成长的客观条件是物理课程的一个侧重点。在所有72个教学设计中有26个涉及这类学生,占总数的36%,居首位。由于超常生抽象思维灵活,在思考的技巧、思路的选择、思维的方法与结论上具有独特之处。他们擅长抽象思维、形象思维和直觉思维等形式的综合运用,发散思维和集中思维的辨证统一,使得他们的物理学习游刃有余。因此,物理教学对这类学生提倡自主学习、探究发现、交流合作分享的学习方式,使他们的聪明才智能得以更好地发挥,又可以在积极的人际交往中培养健全的人格。
  
  5、组织合作学习的教学策略
  
  研究表明,合作学习总是优于个人独立学习。因为它能够在学生中建立多个最近发展区,帮助形成学习支架;它对学生成绩、问题解决和理解力的提高有积极的影响;可以减轻学生学习的认知负担;促进自发的、积极的学习;降低对学习的忧虑;更加吸引在传统课堂上落后的学生;发展学生现实生活中需要的各种技能。通过参与教学设计中组织的合作学习,有助于特殊学生之间的人际交往、语言交流、合作意识和合作技能的培养。这对他们来说是尤为重要的。
  
  四、结束语
  
  “为了不放弃每一个孩子,尊重他们作为个体的权利,让每一个生命都有价值”,这是特殊教育的基本理念。为此,需要通过学校各门课程的协调实施来完成。中学物理课程责无旁贷地担负起提高所有学生科学素养的重任。美国高中物理课程中对特殊学生的教学设计和教学策略对我们具有借鉴和启示作用。

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