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物理学科教学的最优化，是指运用系统的基本观点研究和处理物理学科教学过程的结构，促使教学整体最优化的一系列方法。根据物理学科特征，综合探讨物理优化的思路和具体策略。本文重点探讨物理学科教学优化的理论涵义、实施策略等问题。
一、物理学科教学最优化的含义
巴班斯基指出：“教学过程最优化是在全面考虑教学规律。教学原则、现代教学形式和方法、教学系统的特征以及内部条件的基础上，为了使过程从既定标准看来发挥最有效（即最优的）作用而组织的控制。”这一阐述实质上抓住了教学论的关键问题：怎样通过合理地组织教学过程，既保证教学的最大可能效果，又不致于造成师生负担过重。最优化并不意味着对课堂教学作局部的改进和完善，而是有科学根据地、自觉地挑选和实施一整套措施体系。 首先，我们系统考察物理学科教学具有的一些共性，如目的性、有序性、矛盾性、多样性等。
（1）物理学科教学大纲以文字形式描述了教学目标，并以此规划了若干项基本要求，包括知识、技能掌握的程度，学生能力、兴趣、态度、方法等培养的内容，形成了物理学的逻辑联系，逐级“解体”系统目标，直指具体的每一堂课，进而构成学期目标、单元目标、课堂教学目标“三位一体”的系统网络，以此评价教学效果。
（2）为保证对上述具体目标的达成度进行有效的控制，物理教学的有序化十分重要。系统方法认为，系统由较低级的结构转变为较高级的结构，称为有序。而封闭系统随过程的发展，将趋于无序，导致结构劣化，与外界有信息交换的开放系统，才有可能优化。因此，从宏观考察，物理教师的知识更新，精心备课，启发讲授，体态自然，情感丰富；学生思维活跃，兴趣盎然，勤学苦读，都是促进信息反馈的积极途径。
（3）由于物理教学过程的功能比较复杂，物理教学系统中诸因素之间的矛盾关系较为明显，如与知识“授受”过程相联系的师生相互作用，教师的能力结构与教学方法选择性之间的矛盾，教学需要与教学“媒体”之间的矛盾等，都不同程度地影响教学过程的最优实现。 （4）物理教学过程的多样化常常体现在解决教学过程矛盾的具体过程中。教学有法，但无定法，这就是教学过程多样性的生动体现。
其次，分析物理学科特征对教学过程的影响。物理知识系统是一个以经验知识（物理现象、事实）、基本概念、基本关系（原理、定律、公式、规则）等为中心并以归纳、类比、演绎为基本结构要素组合而成的逻辑体系。就中学物理而言，知识与技能是并重的两大要素，其中以物理实验为的主要成分。实验既是物理科学赖以产生和发展的基础，又是引导学生认识物理概念、物理理论，培养学生的科学态度，掌握科学的研究方法，训练分析问题、解决问题能力的重要手段，体现了物理学科教学过程的复杂性。
二、物理教学最优化的基本策略
1、系统规划学生发展的重点内容。系统规划学生知识、技能和品德、能力等方面发展的重点内容。知识包括语言知识、读写知识、史料知识、概念、原理、规律等等；技能包括听说技能、阅读技能、书写技能、计算技能、实验技能等等；品德、能力诸方面的发展包括帮助学生形成辩证唯物主义世界观，培养爱国主义情操，发展思维能力、自我评价能力以及良好的兴趣、情感、意志、修改等非智力因素。
2、综合设计物理课堂教学目标。物理课堂教学目标是衡量教学的内容效度、控制教学进程和检查教学成败的重要依据。人们常常根据教学大纲、教材内容、学生现有知识和潜在能力，综合制定目标体系。其操作程序是：确立目标层次分类（知识、技能、态度、方法等），分析教材整体及各章节的知识构成；建立知识、技能与学习能力；按目标界定的要求进行教学；目标到达与否检测；教学评价及目标优化等等。
物理目标优化的思路是，制定与学生实际情况相适应的目标体系，力求使每一位学生在原有基础上都有较大的提高，减少教学时数，选择最简捷的教学途径实现目标；突出目标的具体性、可操作性和可测性，以利于实施教学、诊断和评价教学。
3、合理构建物理教学方案。形成教案首要的工作不是分析教材的内容表述，而是研究该单元或该节课的具体到达目标与学生的实际情况：与本课目标G密切相连的先前目标A、B各是什么？学生的掌握情况如何？不经复习能否直接导入新课？G目标达成与否如何检验？学生对G目标学可能产生的“反应”有哪些？通过分析上述问题，不难获得各种可能的学习途径，再经比较、选择，从中找出一到两种较合理的方案，尝试其可行性。
4、优选组合物理教学方法。过去，由于人为地割裂教学过程与教学方法的整体联系，曾有过一些极端的做法。从以老师为主的“填鸭式”到丢掉课本盲目“发现”、追求外国“时髦”的教学方式，对传统一概否认等等，严重地妨碍了教学过程的最优化。对此，国内学者深刻指出：“其实‘传统’并不一定是贬义，只是相对于‘现代’而言。接受学习不一定是机械的，……发现学习不一定是有意义的。”这是颇具启示的。
5、评价物理教学优化的程度。巴班斯基将教学最优化的标准定为两条，即教学效果和教学时间，分别定义为“解决教学和教育任务的效率和质量”和“师生在解决这些任务时所消耗的时间和精力”。效果评价又有两重含义，从绝对意义上看，学生成绩不得低于国家统一大纲规定的最低要求（及格标准）；从相对意义上看，学生智力因素、非智力因素在原有基础上均应有较大的发展。因此，效果评价的主要依据仍是数学目标和以目标为基础的各类测验。
总之，评价是通过分析物理学系统的两大变量“效果”和“时间”所提供的综合信息，判断系统优化的程度，进而成为下一阶段教学的重要依据，学习新的知识或进行“补偿”教学，从而使教学在现有条件下取得相对最好的效果。
本文运用系统方法论原理，分析了物理学过程最优化的涵义，进而探讨物理学优化的基本策略，从中获得的启示是：物理教学最优化是一个全新的教学观念。它着眼于整体，着眼于实际，着眼于未来。集各家理论之精华，在实践中不断发展。
一、物理学科教学最优化的含义
巴班斯基指出：“教学过程最优化是在全面考虑教学规律。教学原则、现代教学形式和方法、教学系统的特征以及内部条件的基础上，为了使过程从既定标准看来发挥最有效（即最优的）作用而组织的控制。”这一阐述实质上抓住了教学论的关键问题：怎样通过合理地组织教学过程，既保证教学的最大可能效果，又不致于造成师生负担过重。最优化并不意味着对课堂教学作局部的改进和完善，而是有科学根据地、自觉地挑选和实施一整套措施体系。 首先，我们系统考察物理学科教学具有的一些共性，如目的性、有序性、矛盾性、多样性等。
（1）物理学科教学大纲以文字形式描述了教学目标，并以此规划了若干项基本要求，包括知识、技能掌握的程度，学生能力、兴趣、态度、方法等培养的内容，形成了物理学的逻辑联系，逐级“解体”系统目标，直指具体的每一堂课，进而构成学期目标、单元目标、课堂教学目标“三位一体”的系统网络，以此评价教学效果。
（2）为保证对上述具体目标的达成度进行有效的控制，物理教学的有序化十分重要。系统方法认为，系统由较低级的结构转变为较高级的结构，称为有序。而封闭系统随过程的发展，将趋于无序，导致结构劣化，与外界有信息交换的开放系统，才有可能优化。因此，从宏观考察，物理教师的知识更新，精心备课，启发讲授，体态自然，情感丰富；学生思维活跃，兴趣盎然，勤学苦读，都是促进信息反馈的积极途径。
（3）由于物理教学过程的功能比较复杂，物理教学系统中诸因素之间的矛盾关系较为明显，如与知识“授受”过程相联系的师生相互作用，教师的能力结构与教学方法选择性之间的矛盾，教学需要与教学“媒体”之间的矛盾等，都不同程度地影响教学过程的最优实现。 （4）物理教学过程的多样化常常体现在解决教学过程矛盾的具体过程中。教学有法，但无定法，这就是教学过程多样性的生动体现。
其次，分析物理学科特征对教学过程的影响。物理知识系统是一个以经验知识（物理现象、事实）、基本概念、基本关系（原理、定律、公式、规则）等为中心并以归纳、类比、演绎为基本结构要素组合而成的逻辑体系。就中学物理而言，知识与技能是并重的两大要素，其中以物理实验为的主要成分。实验既是物理科学赖以产生和发展的基础，又是引导学生认识物理概念、物理理论，培养学生的科学态度，掌握科学的研究方法，训练分析问题、解决问题能力的重要手段，体现了物理学科教学过程的复杂性。
二、物理教学最优化的基本策略
1、系统规划学生发展的重点内容。系统规划学生知识、技能和品德、能力等方面发展的重点内容。知识包括语言知识、读写知识、史料知识、概念、原理、规律等等；技能包括听说技能、阅读技能、书写技能、计算技能、实验技能等等；品德、能力诸方面的发展包括帮助学生形成辩证唯物主义世界观，培养爱国主义情操，发展思维能力、自我评价能力以及良好的兴趣、情感、意志、修改等非智力因素。
2、综合设计物理课堂教学目标。物理课堂教学目标是衡量教学的内容效度、控制教学进程和检查教学成败的重要依据。人们常常根据教学大纲、教材内容、学生现有知识和潜在能力，综合制定目标体系。其操作程序是：确立目标层次分类（知识、技能、态度、方法等），分析教材整体及各章节的知识构成；建立知识、技能与学习能力；按目标界定的要求进行教学；目标到达与否检测；教学评价及目标优化等等。
物理目标优化的思路是，制定与学生实际情况相适应的目标体系，力求使每一位学生在原有基础上都有较大的提高，减少教学时数，选择最简捷的教学途径实现目标；突出目标的具体性、可操作性和可测性，以利于实施教学、诊断和评价教学。
3、合理构建物理教学方案。形成教案首要的工作不是分析教材的内容表述，而是研究该单元或该节课的具体到达目标与学生的实际情况：与本课目标G密切相连的先前目标A、B各是什么？学生的掌握情况如何？不经复习能否直接导入新课？G目标达成与否如何检验？学生对G目标学可能产生的“反应”有哪些？通过分析上述问题，不难获得各种可能的学习途径，再经比较、选择，从中找出一到两种较合理的方案，尝试其可行性。
4、优选组合物理教学方法。过去，由于人为地割裂教学过程与教学方法的整体联系，曾有过一些极端的做法。从以老师为主的“填鸭式”到丢掉课本盲目“发现”、追求外国“时髦”的教学方式，对传统一概否认等等，严重地妨碍了教学过程的最优化。对此，国内学者深刻指出：“其实‘传统’并不一定是贬义，只是相对于‘现代’而言。接受学习不一定是机械的，……发现学习不一定是有意义的。”这是颇具启示的。
5、评价物理教学优化的程度。巴班斯基将教学最优化的标准定为两条，即教学效果和教学时间，分别定义为“解决教学和教育任务的效率和质量”和“师生在解决这些任务时所消耗的时间和精力”。效果评价又有两重含义，从绝对意义上看，学生成绩不得低于国家统一大纲规定的最低要求（及格标准）；从相对意义上看，学生智力因素、非智力因素在原有基础上均应有较大的发展。因此，效果评价的主要依据仍是数学目标和以目标为基础的各类测验。
总之，评价是通过分析物理学系统的两大变量“效果”和“时间”所提供的综合信息，判断系统优化的程度，进而成为下一阶段教学的重要依据，学习新的知识或进行“补偿”教学，从而使教学在现有条件下取得相对最好的效果。
本文运用系统方法论原理，分析了物理学过程最优化的涵义，进而探讨物理学优化的基本策略，从中获得的启示是：物理教学最优化是一个全新的教学观念。它着眼于整体，着眼于实际，着眼于未来。集各家理论之精华，在实践中不断发展。