傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)模式大多數(shù)是灌輸─接受式,教師注重的是把知識(shí)和結(jié)論準(zhǔn)確地教給學(xué)生,學(xué)生大多處于被動(dòng)接受的狀態(tài)。灌輸─接受式的教學(xué)方式,往往使學(xué)生感受不到學(xué)習(xí)探索的樂趣,難以產(chǎn)生持久的學(xué)習(xí)興趣,不能適應(yīng)新的學(xué)習(xí)要求。
在高中物理教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究的基本方法,培養(yǎng)探究學(xué)習(xí)的興趣,發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和關(guān)心社會(huì)的責(zé)任感,是新課程提出的目標(biāo),也是學(xué)生終身學(xué)習(xí)和健康發(fā)展的需要。
一、物理探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)方式
高中物理探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展方式是多種多樣的,按照活動(dòng)的內(nèi)容可分為以下四種類型。
1.以尋找物理規(guī)律為主的探究活動(dòng)。
以物理規(guī)律為主的探究活動(dòng)的基本過程是:通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,或應(yīng)用已知規(guī)律、理論對(duì)某一現(xiàn)象進(jìn)行邏輯推理,找出一些問題,然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納,最終得到規(guī)律性的結(jié)論。如高一、高二年級(jí)的學(xué)生可以探究的小課題有:用傳感器探究影響摩擦力大小的因素、探究單擺的周期與哪些因素有關(guān)、探究碰撞中的能量問題、光在界面發(fā)生折射時(shí)遵從什么規(guī)律、如何查找電路故障、氣墊上彈簧振子的周期與質(zhì)量、勁度的關(guān)系等。
2.以尋找儀器、生活用品的基本原理為主的探究活動(dòng)。
學(xué)生在日常生活中經(jīng)常會(huì)觀察到一些有趣的現(xiàn)象或用品并對(duì)這些現(xiàn)象或用品的基本原理產(chǎn)生興趣。在學(xué)生提出問題后,教師可帶領(lǐng)學(xué)生通過查閱資料、拆裝儀器、用品,或是將儀器、用品拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測量,探究其基本原理。比如,廁所馬桶沖水器的工作原理、汽車測速儀的工作原理、家用節(jié)水器的工作原理等常常會(huì)引起學(xué)生探究的興趣。
3.以實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手制作為主的探究活動(dòng)。
在每年的科技月我們都設(shè)計(jì)一些趣味實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有些移植于課外書,有些是從各種實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)來的,還有些是根據(jù)所學(xué)知識(shí)自己設(shè)計(jì)制作的。比如,如何用地磁場獲得感應(yīng)電流、組裝簡易望遠(yuǎn)鏡、組裝萬花筒、做相反運(yùn)動(dòng)的球、組裝簡易靜電復(fù)印機(jī)、制作“魔擺”,等等。
4.以測量基本物理量為主的探究活動(dòng)。
有些物理量雖然教材中沒有給出測量方法,而其測量方法卻包含很多重要的物理思想和重要的研究方法。因此,測量基本的物理量可以作為探究活動(dòng)的一個(gè)內(nèi)容。比如,可以用多種方法測磁體和電流周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度、聲波的頻率、日光燈的頻閃頻率、極大和極小電阻等。
二、探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)
每項(xiàng)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)都有許多環(huán)節(jié),以下幾個(gè)環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵。
1.確定探究課題。
一個(gè)好的課題是探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的良好開端。學(xué)生提出的課題,不少是模糊的、膚淺的,或太寬泛、太深?yuàn)W,涉及的知識(shí)可能非常廣、非常深,往往是他們用現(xiàn)有的知識(shí)難以解決的。此時(shí)教師需要從課題的意義、操作方法、涉及內(nèi)容等方面指導(dǎo)學(xué)生,逐步縮小課題范圍,明晰課題研究目的,最后確定課題內(nèi)容。
2.實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作。
探究活動(dòng)的課題確定好了,就需要實(shí)施操作,這一環(huán)節(jié)需要考慮的因素很多,也非常重要,歸納起來有以下幾個(gè)方面:(1)某物理實(shí)驗(yàn)過程中,需要什么儀器?(2)怎樣保證實(shí)驗(yàn)條件?(3)哪些因素是自變量?(4)怎樣控制變量和進(jìn)行測量?(5)用什么儀器進(jìn)行測量?(6)使用儀器時(shí)需要注意哪些問題?(7)記錄數(shù)據(jù)的表格需要有哪些項(xiàng)目?
3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及分析。
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),首先要有尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí),有時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的不同,就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)搖,懷疑自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,想改數(shù)或湊數(shù),這是不尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的做法。應(yīng)該認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)過程,看是否真正滿足實(shí)驗(yàn)原理的需要,還要認(rèn)真查閱資料,看看出現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果前人是否已做過理論上的解釋。
另外需要特別關(guān)注的是,物理規(guī)律的得出不能僅限于單純地從實(shí)驗(yàn)結(jié)論給出,還要從理論上加以推理演繹。物理學(xué)家探索物理規(guī)律的過程充滿艱辛,走過許多曲折的道路,其間閃現(xiàn)出許多理性思維的火花,不要認(rèn)為一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)就會(huì)得出一個(gè)偉大的理論。
三、效果
1.通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)達(dá)到了發(fā)揮學(xué)生自主性的目的。
建構(gòu)主義理論的核心思想是知識(shí)不是要被動(dòng)地接受,而是認(rèn)知主體積極建構(gòu)。探究性教學(xué)活動(dòng),教師的作用是指導(dǎo)和參謀,從知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)為學(xué)生發(fā)展的促進(jìn)者。教師從“主角”轉(zhuǎn)換為“平等中的首席”,學(xué)生自己去決定研究什么、怎么研究,研究的結(jié)果也由學(xué)生自己歸納總結(jié),最后還要在全班同學(xué)面前作展示和講解,遇到困難時(shí)再找老師尋求幫助。
學(xué)生在其間要進(jìn)行交流、討論、查閱資料、設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)、修正等活動(dòng)來完成學(xué)習(xí),不是簡單的教師教、學(xué)生學(xué);對(duì)學(xué)生而言,體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的主體性,有了彰顯個(gè)性的機(jī)會(huì)。在教師指導(dǎo)下的以學(xué)生為中心的探究性學(xué)習(xí),給予了學(xué)生自我發(fā)揮和自我展示的空間和機(jī)會(huì),學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃、參與活動(dòng)的積極性高。
2.探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)促使學(xué)生產(chǎn)生對(duì)科學(xué)的感悟,對(duì)提高創(chuàng)新意識(shí)和研究能力起到了促進(jìn)作用。
探究性活動(dòng)使學(xué)生回歸到物理概念和規(guī)律的提煉過程和應(yīng)用過程,引起學(xué)生進(jìn)行實(shí)證調(diào)查,通過實(shí)驗(yàn)、收集和利用數(shù)據(jù)并形成對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的解釋,有利于加深對(duì)物理理論的認(rèn)識(shí),有利于將物理理論與實(shí)際進(jìn)行結(jié)合,有利于學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生持久的興趣。一位物理特級(jí)教師曾指出:“學(xué)好物理,只靠聽課寫作業(yè)不行,必須要有大量的閱讀與‘研究’,這一點(diǎn)是從整體上學(xué)好物理的關(guān)鍵。”這里的“研究”指的是探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。他鼓勵(lì)學(xué)生在高中階段適當(dāng)多做一些有挑戰(zhàn)性的課題。
3.通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng),提高了學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識(shí)及交往能力。
從選題開始,到設(shè)計(jì)研究方案、進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、查閱研究資料、做調(diào)查問卷、寫研究報(bào)告,最后在班級(jí)里或年級(jí)里作演示和講解,往往以3—5人組成的小組形式來完成的。小組內(nèi)有分工、有合作、有討論、有交流,每個(gè)成員要承擔(dān)分給自己的任務(wù),彼此之間要進(jìn)行溝通,要將每個(gè)人的研究整合到整體中去。要形成組內(nèi)成員間的相互信任,如果組內(nèi)出現(xiàn)了沖突,要想辦法解決沖突。在這一過程中,學(xué)生將會(huì)體驗(yàn)挫折與成功,感受平等與公正。通過跟蹤觀察,發(fā)現(xiàn)學(xué)生的合作意識(shí)及交往能力大大提高了,大多數(shù)在高一入學(xué)不久建立的探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)小組,在3年時(shí)間里,一直保持良好的合作關(guān)系。
四、思考
學(xué)生進(jìn)行探究性課題的研究,會(huì)遇到很多困難,比如知識(shí)基礎(chǔ)薄弱,有的課題操作性差。因此,教師在這類探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中的指導(dǎo)、參謀作用是很重要的。首先,學(xué)生感興趣的內(nèi)容往往不一定都是教科書上