耗散结构理论在物理教学中的应用初探

《耗散结构理论在物理教学中的应用初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、以科学方法提高教学质量总结报告耗散结构理论在物理教学中的应用初探江苏省木渎高级中学郁建石摘要：根据耗散结构理论，人脑也是一个耗散结构。学习的过程实际上是一个从无序到有序的过程。本文从耗散结构理论的角度分析了提高中学物理教学效率的措施：首先要想方设法拓展教育时空，全方位地开放学生的思维系统；其次必须不断更新教学手段和教学方法，多渠道增加信息的输入量；另外要设法构建思维的非稳态，以调动学生的学习积极性；同时要注意及时复习巩固，科学合理地减少遗忘量。关键词：耗散结构理论中学物理教学信息量非稳态遗忘量1．耗散结构理论以及与物理学习的关系1969年比利时学者普利高津首先提出和创立了

2、“耗散结构”的概念和理论。耗散结构理论认为：一个远离非平衡状态的开放系统，只要通过不断的物质和能量交换，在外界条件变化达到一定的阈值时，系统就可以产生突变，从原有的混沌无序状态转变为更为高级的有序状态。根据耗散结构理论，人的学习过程实际上可以看成是输入负熵的过程。人脑可以看作是一个耗散结构，对从事学习过程中的学生来说，其大脑中知识熵的变化可分为两部分：由于不可避免的遗忘而产生的熵增加dis和由于学习时吸收信息而得到的负熵des，其关系为：ds＝dis＋des。根据物理学习的有序原理，学生学习物理的过程，实际上是将表面上杂乱无序的物理知识，根据其内涵、本质及内在相互联系，逐

3、步变成有序的知识结构的过程。因此，如果将耗散结构理论应用到中学物理教学中，将会更有效地提高教育教学的效率，给物理教学带来新的生机。2．如何应用耗散结构理论指导物理教学2.1全方位开放学生的思维系统耗散结构理论认为，提高系统的有序度的关键是系统的开放，只有开放系统才可能走向有序。任何一个系统只有处在开放状态时，通过与外界不断地进行物质、能量和信息的交流，系统才具有勃勃生机，才能不断向前发展。因此，在物理教学中，必须想方设法促进学生思维系统的全方位开放，使学生的大脑处于积极主动的思维状态，从而更加广泛而有效地摄入更多的信息。要有效地开放学生的思维系统，必须拓展教学的时间和空间

4、，拓宽教学的视野。把课堂教学和课外学习结合起来，把理论学习和观察实验联系起来；把物理教学从课堂延伸到课外、从校内扩展到校外。平时，让学生留心我们的日常生活、衣食住行，分析有哪些学过的物理知识和原理；通过各种媒介，了解物理学领域的最新进展；利用一些难得的机会，做一些有益的观察和思考。比如，让学生以“身边的物理”或“生活中的物理”为题，用学过的物理知识写一些科普小文章；让学生搜集报刊杂志或网上的与物理有关的科技新闻，在教室的学习园地或橱窗定期登载；利用预告的特定的天象或气象，进行有计划的观察和实验；利用外出郊游或参观等机会，做一些有益的调查和思考。记得有一次出现日食，我组织学

5、生进行观察，学生以少有的热情踊跃参加，并且收获很大：如有同学观察到在日偏食时，树阴下树叶的缝隙间的亮斑是月牙形的（平时看到的是圆形的），这是无法从课本上得到的；有同学写出十分详细的观察日记；有同学在毕业后给我的来信深有感触地写道：“那次观察使我终身难忘，也从此使我坚定了学习物理的决心和信心。”2.2多渠道增加信息的输入量首先要注意输入信息渠道的多样化，通过阅读、讨论、练习和实验等多种教学方法，运用录音、挂图、录像和电脑等多种教学媒体，尽可能让有关信息通过视、听、嗅和触等感觉器官多渠道地输入学生的大脑。比如在讲授“平抛运动”这一内容时，可以先做有关平抛运动的实验演示，让学生

6、通过观察（看运动轨迹，听落地声音），得到一些有关“平抛运动”的感性认识；接着让学生分析课本上关于“平抛运动”的频闪照片，研究其运动特点——知其然；然后再让学生进行思考和讨论，研究“平抛运动”为什么有这些运动特点——知其所以然；在此基础上，还可以让学生观看有关的电脑多媒体课件，有声有色地模拟一些诸如“飞速丢炸弹”、“猎枪打动物”等有趣的问题；最后再配合所讲内容做一些练习；而对那些对物理特别感兴趣的学生还可以让他们用此方法去研究斜抛等类似问题——能够“举一反三”。这样讲授，多渠道地输入信息，使学生多感官协同作战，从而大大增加了信息输入量。其次要注意教学方法的灵活性和多样化。机

7、械单一的教学方法，学生感到枯燥乏味，当然教学效果也就可想而知了。因此必须讲究教学的艺术性，针对不同的内容、不同的学生、不同的时间，采取灵活多变的、切合实际的教学方法，从不同角度、用不同方式力求给学生提供生动形象、丰富有趣的信息，从而最大限度地激发学生的注意，增强了输入信息的效率。2.3设法构建思维的非稳态比利时学者普利高津认为：“非平衡是有序之源”。当系统处于远离平衡的非稳态时，更加有利于负熵流（信息量）的输入，从而达到更为有序的状态。在物理教学中，如果学生的思维处于高度的非平衡状态，怀着极大的兴趣参与学习活动的话，那么，学生