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物理化学实验中涉及热力学、动力学、表面化学及结构化学,知识面广,实验项目多,都是由一个任课教师进行全面指导,这就要求指导教师要精通所有实验项目的内容、详细操作及可能存在的问题,还需要在实验前准备各实验项目所需的实验仪器及试剂。这样的上课方式,不利于实验项目的更好进行,毕竟每个老师都不是全才,严重增加了教师的准备工作。要求任课教师完全弄懂每个实验项目,对实验指导教师提出了更高的要求,也不利于教师的发展。
2学生实验积极性不高
一般在实验的第一节课已经向学生说明实验前要预习,进实验室时要有预习报告。但是学生对实验的积极性不高,预习报告完全是为了应付检查才写的,这是目前大学生普遍存在的一个现象。教师进行原理、实验内容讲授时,少部分学生属于游离状态,教师在演示实验操作时,学生没有认真注意细节内容,真正到他们进行实验时,问题出现了,不懂得如何解决,而一味的在书本上找答案,还是没能最终解决问题。遇到此类情况,甚至有些学生干脆就不思考,任由错误的发生。由于需要分组进行实验,小组中有个别学生基本都没有亲自动手操作过,在实验过程中表现得很不积极。
3学生抱“应付”心理进行实验数据处理
物理化学实验中测定数据多,这就要求学生具有一定逻辑思维能力对实验数据进行处理,这也是探究实验机理、剖析实验内容的必需步骤。有部分学生完全不理会实验数据处理是否正确,只是一味凭感觉简单处理;有一部分学生是没有真正明白原理,引起处理数据不完整;还有一部分学生查阅后采用软件进行处理,但是由于不知所云,所以很多也都只是给出了图形。比如在三液系组分相图的绘制中,很多采用了某些理论课提供的软件画图,只是纯粹的画图,当问到三角坐标中每个点具体代表什么,学生没法回答。基于以上的情况,主要的根源还是学生要完成实验报告的任务,只能这样的应付了事。这对培养学生技能及解决问题的能力,起不到任何作用。但是基于现状,有些事情无法完善。因此,某些时候,针对这些好学又不是很明白处理原理的学生,需要更加耐心指导,注重不同类型学生心理素质的培养[3]。
4简单的考核方式
物理化学实验课程一般都是考查课,通常采用平时实验报告及平时表现进行综合给分。但是实验报告都是组员之间相互讨论给出,甚至有些都是抄袭过来的,并且对于平时的表现也不好衡量,该课程考核结果不是很满意,所以应该思考下能否改变现有的考核方式。
5针对存在的问题,提出可能性的应对方案
物理化学实验过程中可以很好地将理论课程上所学习到的定律、公式应用到解决实际问题上.以蔗糖水解反应的速率常数为例,第一组同学按照传统教学过程,首先学习一级反应动力学方程ln[A]0[A]=kt,讨论一级反应动力学的特点以及半衰期等.学会利用动力学方程求算时间、物质浓度、速率常数、半衰期等数据,然后按照给定的实验步骤进行蔗糖水解反应速率常数的测定实验.第二组同学参照实验设计教学过程,首先提出目标,需要测定蔗糖水解反应的反应速率常数k,然后学习一级反应动力学方程的推导过程,介绍一级反应动力学的特点.学生讨论如何设计实验测蔗糖水解反应的反应速率常数k:蔗糖在酸的催化下的水解反应可看作准一级反应,利用一级反应动力学的公式ln[A]0[A]=kt,从公式ln[A]=-kt+ln[A]0中可以看出以ln[A]对t作图得到一条直线,斜率为-k,因此需要测量不同t时刻[A]的浓度,然后以ln[A]对t作图得到一条直线,通过斜率即可求得反应速率常数.此时教师可提出测量某一时刻物质的浓度一般有两种方法:化学法与物理法,其中物理法更方便操作.
所谓物理方法就是利用某些物理性质与物质浓度的依赖关系,使用物理仪器快速准确测定出某一时刻的物理性质,再转换成物质浓度与时间的关系.根据蔗糖水解反应中反应物和产物都是有旋光性的,可以选择旋光度这个物理性质作为浓度和时间之间关系式的桥梁.利用旋光度与浓度的关系将反应动力学方程中浓度和时间的关系转换成旋光度和时间的关系,因此只需要测定不同时刻体系的旋光度值就可以求算出反应速率常数k.学生选择需要的实验仪器和实验材料,设计具体的实验步骤,教师对整个流程进行评价和改进,最后在具体的实验过程中验证结果.实验结束后讨论问题:为什么要进行零点校正,可用什么物质进行零点校正,蔗糖的初始浓度对实验测定有没有影响等等.在学完二级反应动力学以后,教师还可提出延伸问题:如何利用电导率测定乙酸乙酯皂化反应(二级反应)的速率常数?第二组同学大致可以提出相应的实验过程,而第一组同学则大都不知道该如何处理.两组学生比较,第二组学生对公式的利用、实验过程的处理等都较第一组学生要好.通过整个实验设计流程,学生可牢牢记住相应的动力学方程公式,同时会对具体的实验操作过程进行积极探索,对以后理论知识的学习也有很好的促进作用.
2激发学生自我学习和自我思考的兴趣
很多时候,学生不知道物理化学中的理论和定律有什么具体用途,因此学习起来没有兴趣,只是被动地背诵公式定律.物理化学实验设计过程的教学环节能够激发学生的主观能动性,提高学生自我学习和思考的能力.以燃烧热的实验测定为例,两组学生首先学习理论课程中燃烧热的定义,理解恒压热效应与恒容热效应的区别.利用氧弹式量热器分别测定待测样品和基准物质在量热器中完全燃烧引起的温度升高值,再利用基准物质已知的燃烧热来计算待测物质的燃烧热.现在的实验装置大都采用自动化和计算机处理,第一组学生除了简单掌握量热器和压片机的使用方法外,对物性燃烧热方面的信息知之甚少,学生也没有太大兴趣去深入讨论和研究.第二组学生采用实验设计过程的教学方法,首先指导教师介绍燃烧热在实际生活中的各种应用,例如燃烧焓的测定广泛应用于各种热化学计算中,测定有机物的燃烧焓,可计算相应的生成焓数据,从而可以了解其稳定性、反应性、生成机理、分子结构、能量规律等特点,对于掌握该化合物特定组成等有重要意义.氧弹量热法也广泛应用于污泥、废物、煤发热量的测定等等方面,对于泥煤的深度开发和综合利用有广泛意义.通过这些知识的讲解,让学生首先对即将学习的实验有一个背景认识,知道将来在哪些方面可以有广泛的用途,从而激发学生的主动学习兴趣.然后再介绍氧弹技术的原理和燃烧热测定实验的基本过程,这时学生对实验课程的理解和掌握就会有明显提高.采用这种教学过程的第二组学生与第一组学生相比,首先在听课过程中注意力就有明显提高,思维也能随着教学内容灵活转换,在实验过程中也能够自己分析和处理一些常见问题,这些都是学习兴趣被激发出来的结果.因此,实验设计教学过程可以激发学生的学习兴趣.
3提高学生的科研创新和分析解决具体问题的能力
创新是科研工作的灵魂,教学过程中应加强培养和提高学生的科研创新能力.对于物理化学的各个研究方向来说,物理化学的实验设计过程在不同程度上会对学生的创新精神和分析解决实际问题的能力具有积极的作用.以凝固点降低法测物质相对分子质量实验为例,两组同学首先同时学习稀溶液的依数性:加入少量溶质引起溶剂性质的改变,例如蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高以及渗透压的改变.这些性质的改变值只与溶质的数量有关,而与溶剂的性质无关.利用一相为纯物质时两相平衡温度与组成的关系可以推导出相应的定量关系式.其中,凝固点降低这个依数性质是一种常用的测量相对分子质量的实验方法.第一组同学学习凝固点降低公式,知道凝固点降低的改变值与溶质的质量摩尔浓度成正比,能够通过题意利用公式求解出相应的数值.第二组同学在学习完凝固点降低公式后,引导学生利用此公式进行溶质相对分子质量测定的实验设计.
首先从公式推导中可以看出,公式中有我们需要最后求的MB,凝固点降低常数Kf可以查得.所需要的就是纯溶剂的凝固点和加入少量溶质后溶液的凝固点Tf的值.所以整个实验设计的关键就在于如何测定液体的凝固点.所谓凝固点是指一定压力下,随着温度的降低,液体中逐渐出现凝固现象,固液两相平衡时的温度.引导学生自己选择实验器材设计实验:要想测得凝固点,就需要将待测液体放到一定的冷却介质中,例如冰水混合物,还需要精密温度计随时监测液体中温度的变化.此时教师给出提示:凝固点的准确测定并不容易,包括固液平衡的判断以及凝固热的放出对测量的影响等等,因此采用步冷曲线法测定相应的凝固点更为常用.学生讨论具体的实验步骤,教师进行指导修正,完成实验设计过程.两组同学同时开展凝固点降低法测定溶质相对分子质量的实验,通过实验过程中的比较可以看出,第一组同学大都只能按照书上的步骤进行机械操作,在操作过程中不知道何种因素会对实验产生影响,更不明白怎样对实验进行改进.而经过实验设计过程的第二组同学大都对实验细节比较注意,例如为什么需要冷冻管和空气套管,冷冻管要竖直放置,不要靠在空气套管上,还有冰浴槽的温度、磁子的搅拌速度对实验测定的影响等等.在实验结束后,第二组同学在实验数据的分析处理上也较第一组好,能够利用步冷曲线法合适地得到相对准确的凝固点数值.第一组同学在思考题的解答上也与第二组同学有明显差距,大都不明白一些针对实验过程的问题如何进行分析解答:例如溶质的量是否加入的越多越好,冰浴槽的温度过高或过低对实验数据有什么影响,高温高湿季节做此实验是否会影响准确度等等.
4结语
该模式为学生提供了很大的自由度,充分调动学生做实验的积极性和兴趣。学生可以最大限度的按照自己的意愿来管理实验课程,在整个实验过程中有了更高的参与度,学习积极性相对过去传统的排课式有了很大的改善,对实验内容的理解和掌握比之前有明显的提高。在线预约平台的开发和应用也在很大程度上解决了开放式实验给管理带来的难题,学生、管理员和教师三方面通过网络平台有机的结合起来,实验相关信息的传达效率相较于传统的发通知传达有了质的提升。
2存在的问题
在教学实践中我们发现“全面开放”模式存在一定的问题,物理化学实验课程安排中,部分实验之间存在相同的知识点和操作,譬如“溶液粘度测定”和“酯皂化反应动力学的研究”使用相同的控温装置,又如“不同外压下液体沸点的测定”和“环已烷-乙醇二元气液平衡相图”则使用相同的恒压装置,在“全面开放”模式下每个同学完成实验的进度和顺序皆不一致,带课教师无法掌握所有学生的实验完成情况,遇到这类情况只能每次重复讲解。另外实验课程在设置时是遵循一定的层次和框架来进行的,学生的自主选课随机性很强,容易忽视各实验之间的关联所在,不利于培养学生对课程整体的把握能力。
3“有序开放”管理模式
3.1“有序开放”管理模式的引入
鉴于以上这些情况,我校物理化学实验中心近年来尝试使用一种“有序开放”管理模式。该模式下各种动作方式于“全面开放”模式基本一致,主要的改变在于以“实验组合”取代单个实验作为选课单元,供学生选择。实验教师可以按照实验类型、操作和难易程度对每学期的实验进行分类和组合,每组一般2~4个实验。实验组中的实验顺序固定,有相同的知识点和操作点的实验尽量分开,而不同组实验间则相互对应。比如某学期开放四个实验A、B、C和D,A和C、B和D均存在相同的知识点,将A和B做为组合1,C和D做为组合2,学生就可以选择先完成组合1,再进行组合2的实验时,教师就能了解到该班学生对知识点的掌握程度,进而可以简要或者更加深入对该知识点进行讲解。其它管理方面仍然依照之前的模式。
3.2“有序开放”管理模式的实践成果和需改进之处
这种模式在本质上仍然属于开放管理模式,因为学生同样可以自主选择实验内容和教师,而实验课程经过优化组合后,一方面增加了教师和学生见面的次数,有利于教师对学生实验进度的把握,教学资源和时间可以得到更加充分的利用,另一方面则有利于学生在宏观上对实验层次和框架有一定的理解,对理论课程的学习也会起到积极的作用。我校物理化学实验推行该模式迄今已满三个学年了,新模式首先继承了之前模式的优点,包括选课系统的使用和课后测试等特色,对实验进行一定的排列组合则更能体现实验之间承上启下、由简及深的关系,有利于学生对实验课程结构的把握和实验技能的深层次培养,有利于教师对学生学习进度的了解,同一实验可以跟据不同的情况采用不同的方式来讲解。在一定程度上解决了之前模式随机性过强带来的一些弊端。取其中两个学期学生实验成绩绘制成分布图,如图4所示。由于“有序开放”管理模式实践时间尚短,并未完全成熟,会给实验管理和教学方面提出一些新的要求,比如需要更高的师资水平,每个教师需要掌握熟悉更多的实验课程,并要具备更加灵活的授课方式;学生在时间上的自由度和“全面开放”模式相比受到了一定的限制,管理方需要投入更多的精力进行协调;另外需要在教学中不断对实验的排列组合进行优化,以进一步突出实验教学的整体性和相关性。这些问题在今后的教学实践中需进一步完善。
4小结
作者:张雪娇 单位:西安医学院药学院
对于新理论的实验依据,处理方法和该理论的应用以局限性都必须讲清讲透,澄清可能产生的各种模糊认识,而对于无机化学、有机化学、分析化学等前设课程中已有完整论述的内容不讲或略讲,让学生自己阅读巩固提高,再用较少的课时加以引申和提高。例如在无机化学中已经系统地学习过的热力学中的基本计算、化学平衡的基本计算以及电化学中的有关Nernst方程的计算等,在物理化学课程中就可以略讲,甚至于可以不讲。对比法—强调知识的相关性和连续性任何知识体系都是在旧的较简单的知识体系中发展而来的,不同的知识体系之间往往是相互关联的。物理化学与其他学科的相关性和连续性主要体现在2个方面:一是将已学过的其他学科知识加以应用,如高等数学、物理学、无机化学、有机化学、分析化学等。讲授这些内容时可以进行扼要的回顾或简单的复习,使学生温故知新;二是与学过的课程进行类比,如在讲授体积功时可与物理学中功的概念进行对比,加深学生对新概念的理解。当教师传授新知识时,如果能够指出即将学习的内容与已学知识之间的联系,就可以大大提高学生对新知识理解和掌握。启发式—发挥学生主观能动性启发式教学是教师的主导作用和学生的主体作用共同发挥,双向互动的一种有效的教学方式[2]。一个善于用启发式教学的教师,能从主导作用开始,逐步过渡到主导和引导相结合,使学生的学习状态也逐渐由被动转向主动。
同时教师再加以必要的引导和启发,通过知识的扩展和引申,师生共同得到结论———自然界中的一切发展变化过程都是有方向性和限度的。需要注意的是,在启发思考过程中,要给学生思考的时间,使他们不仅从启发中理解知识,还要从启发中掌握获取知识的方法。启发式教学在教学过程中充分发挥了学生的主观能动性,有利于培养学生的科学思维能力。多媒体—加深对重、难点的理解和认识近年来,随着多媒体技术的迅速发展,多媒体教学在教育领域中的应用已经成为教学方式改革中的热点。其中电子教案是多媒体教学的主要工具,一个好的电子教案不仅可以大大提高讲课效率,而且可以充分发挥计算机多媒体技术的特点和优势[3],帮助学生更快、更深刻地理解教学内容。如热力学中的体积功和卡诺循环等比较抽象的概念。如能应用专用软件和多媒体技术,通过图形、文字、动画等多种形式将其形象而直观地展示给学生,使学生对该部分知识的理解和记忆就相对比较容易。同时,多媒体教学课堂信息量大,解决了课时少、学生多、教学资源不足的问题。值得注意的是,多媒体教学只能作为课堂教学的辅助手段。物理化学中一些重要公式的推导如能在板书中给出,学生的听课效果会更佳。开放式—培养学生自主学习能力为扩大学生知识结构,丰富物理化学与医药行业密切联系这方面的知识,教师可以根据课程进度,对于一些理论性较强的基础知识,如药物制剂与化学热力学及动力学之间的关系、表面现象与学生实际生活的密切联系等,拟定好专题讨论的题目,提前将讨论提纲及具体要求通知学生。学生在学习之余,收集信息资料并作出相应的课题报告。然后在教师的组织指导下开展讨论,通过各种形式谈出各自的见解和观点。这样不但有利于学生了解与本专业相关的一些前沿知识;同时还能通过相互之间的交流锻炼学生的思维和口头表达能力,真正做到一举多得。
加强习题训练,巩固所学知识在物理化学的教学中,除了课堂讲授之外,加强习题训练也是至关重要的。这一点,相信每个物理化学教学工作者都深有感触[5]。在物理化学的学习过程中,一般学生即使上课听得很明白,教材也能看懂,但拿到习题时却无从下手,这种情况极为普遍。因此,在课堂上精选一些有启发性的典型例题进行分析讲解就显得十分重要。由基本概念到计算公式,再到每一个计算公式的适用条件,引导学生自己进行逻辑推理。此外,还可以让学生做一些改错题练习,引导学生从错误中探索知识,辨别是非。布置学生作业时,要采取少而精的原则,尽量布置一些综合性较强的习题。为此,教师在课后习题的基础上编写了与教材相适应的难易适当的习题册,进一步提高学生对所学知识的理解和掌握。如何改进和提高物理化学教学,既是一个老问题,也是一个新问题,本文仅是作者在进行物理化学教学时的一些尝试和思考。这一课题所涉及的深层次问题尚值得同行在今后教学实践中继续深入研究。总之,灵活运用各种良好的教学方法,借助现代化的教学手段,必定可以大大加深学生对教学内容的理解,提高教学质量。
[关键词]:物理学科;特征;实施策略;最优化
物理学科教学最优化,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最优化的理论涵义、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。所谓“物理教学有序”,不单纯指时间、位置的先后排序,而是对物理教学系统的结构、功能的整体设计或广义概括。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。在研究时只有从整体出发,注意各部分之间的相互联系,检索各种可能影响整体最优的局部因素,在教学的动态过程中协调这些关系,才能保证对使学生最有效地掌握知识和技能、培养其良好的非智力因素等毁定目标进行最优的控制。
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。
所谓系统规划,是指老师根据教学大纲、教材、学目标,结合具体的教学内容、学生的学力水平、教学条件和教学环境等因素,对上述内容作不同层次的划分,从整体上构建具体学科教学最优化的目标体系。
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。
综合设计既要明确当前必须达成的目标G是什么,又要了解达到G之前必须先达到什么,还须考虑达到目标G以后的发展目标是什么。如以A、B、C代表G的先前目标及其分解形式,E代表G的发展目标。
3、合理构建物理教学方案。物理教学目标明确显示了学的具体任务,或教学的起、终状态。如何实现目标,必须研究其具体途径,或称“物理教学流程”,用文字、图表形式将其“固化”,即构成教案。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。运用相对固定的教案,虽也能完成教学任务,但有时与实际学习情境难以协调,因而对教学优化所起的作用往往是有限的,有时甚至产生某种制约,影响最优教学的实现。
4、优选组合物理教学方法。在特定的学情境下,选择最佳的教学方法,是教学过程最优化的重要环节,也是教师最为关注的内容之一。经验告诉我们,在一定场合下,包括“满堂灌”在内的各种教学方法都是有效的。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。
各类教学论或教学法专著多从某一侧面讨论教学方法的类型和功能,有化繁为简、容易掌握等特点。如讲授法、讨论法、演示法、实验法、练习法等等,内涵清晰,操作性强,但忽视教学方法的系统性,因而造成以局部研究为主的“分析式”教学方法的局限。而类似“问题—发现教学法”、“程序教学法”、“单元结构教学法”、“掌握学习教学法”等以研究整体为出发点的“综合式”方法,其最大特色是展开解决问题的系统思路,突出具体方法的组合应用,而不限于某种具体方法或程式。例如,可以引导学生通过阅读、讲授、解疑、实验、观察、讨论等多种途径,实施“问题—发现教学法”。“每一种方法可以顺利地解决某一种教学任务”。因此,对教学方法子系统中的某一种具体方法,很难论其长短。过分地推崇一种方法或贬低另一种方法的效用,都是不可取的。在特定的时空条件下,只能看到其对教学系统优化的“贡献”如何,或从教学方法的“组合”上讨论其功能优劣。
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。
时间评价以效果为前提,在保证达到最优教学效果(知识、技能、能力等方面的发展)的条件下,教学所需的时间越少,优化的程度愈高。与传统的教学相比,有目的地选择、论证最优的教学方案,往往要花费一定的时间和精力,但一经确定并予实施,不仅可以减少教学时数、学生的作业负担、教师辅导的额外“支出”,而且教学成功的“几率”大大增加。这是以补偿最优方案实施之前用于理论研究上的时间消耗。