有效实施探究学习 突破物理教学瓶颈

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  (浙江台州市黄岩区灵石中学,浙江台州318020)
  【摘要】物理探究性学习是让学生通过模拟科学家进行科学探究的过程来学习科学知识,目的是通过这种学习方式促进学生领悟科学知识的本质,主动地建构科学知识并掌握基本的探究技能,形成对科学的正确态度,培养问题解决能力。本文分析了高一学生物理难学的原因,提出有机融合探究式学习和接受式学习,让学生乐于学习的观点,并对运用探究式学习改变学生学习方式作了进一步的阐述。
  【关键词】探究学习;学习方式;原因对策
  探究式学习是学生通过有指导的或完全自主的探索活动,来获取知识、培养能力和形成情感态度价值观的学习方式,强调学生的主体地位和作用,强调学生参与活动对学生发展的促进作用,强调教学在促进学生理性因素和非理性因素的统一发展,提倡学会适应变化和学会学习。它具有问题性、主体性、过程性的特点。因此,从高一开始就积极实施自主探究学习,不仅能够改变学生的学习方式,而且有利于突破高一物理教学的瓶颈。
  一、高一学生物理难学的原因
  1.教师因素
  由于片面追求升学率,有的高一教师不根据学生的实际情况,盲目地将教学内容加深、加难,同时还不断地补充教材内容,期望学生在高一阶段就达到高考水平,这种追求“难、新”的教学,往往忽视了基础知识的学习和基本技能的训练,影响了学生对物理学习的兴趣和学习的自信心。
  2.教材因素
  教材的高中部分和初中部分存在较大的坡度,高中各阶段的教材内容与相应的学生智能发展水平也并不同步。另外,数学知识与物理教材内容衔接不当,即学生掌握的数学知识跟不上物理的需要。例如:学生尚未学习极限的概念,在物理上就很难理解即时速度和即时加速度;没有函数图像的知识,就很难掌握用物理图像来描述物理规律的方法。
  3.学生因素
  (1)从思维方式来看:初中阶段物理概念和物理规律的学习多是从学生熟悉的自然现象和演示实验着手,思维过程基本上是从感性认识上升到理性认识,符合初中学生的认知规律。此外,分析的物理现象不仅比较简单而且与日常生活现象有着密切的联系,学生容易接受。初中物理学习主要是形象思维,而且静态思维多于动态思维,所以在思维活动上学生一般能跟上。高中阶段,大量的物理概念和规律是通过抽象思维来完成的,是通过逻辑推理来揭示事物的本质和规律的,其中有些教学内容无法借助实验得出结论,这就需要学生从已有的物理概念出发,或需要建立物理模型来分析、归纳和总结出物理概念和规律,学习过程也不一定遵循从感性到理性,这种抽象程度较高的思维方式,使得高一学生开始学物理时很难适应,自然感到物理难学。另外,高中阶段分析的物理现象往往比较复杂,并且与日常生活的联系不像初中那么紧密,同时,需要从多方面、多层次来探索和研究物理问题,这种多因素复杂的思维方式,也是刚进入高中的学生感到难以把握的。
  (2)从学习方法来看:初中阶段,物理知识定性的要求较多,定量的要求较少,即理解记忆方面的多,需要推理论证的少。在习题方面,要求学生解释现象的多,即使有需要计算的,一般直接套公式便能得出结果,因此多数初中生的学习方法是死记硬背教材的内容,没有预习和课外阅读及实验观察的习惯。高中阶段,物理知识多以定量计算为主,且涉及的物理问题难度又大,这就需要学生对物理概念和规律不仅要理解还要会灵活运用。高中物理习题有时不但需要通过发散性的分析,搞清物理过程,而且还需要辐射性的综合,才能建立方程求解,而直接代人公式求解的很少。因此,到了高中阶段,学生的学习方法应随教材和教学要求的变化而变化,才能适用高中物理学习。但是,刚进人高中的学生往往不能及时调整,还沿用初中的学习方法,不进行预习、复习、不看书,拿来作业就做,有的同学到处买习题书、到处找题做,却不注意总结,结果虽多花了时间但效果甚微。
  从上面对高一物理难学的成因分析看,学生的思维方式没有转变和学习方法不对路是主要因素。倡导自主学习,重视科学探究,是课程改革的亮点。改革教法,促进学习方式的根本转变,是课改的主要目标之一。探究教学与传统教学的一个不同之处在于它对学生“学”的充分重视,它把学习视为一个学习者进行主动建构的过程。因此,在物理教学中应当积极实施“探究式”学习,切实转变学生的学习方式,有效突破学生高一物理难学的瓶颈。
  二、有机融合探究式学习和接受式学习,让学生乐学
  1.根据教学实际,采用有机结合的多样化学习方式
  正确认识接受性学习与探究性学习的关系,根据教学实际,采用有机结合的多样化学习方式。尽管探究是人类最基本的学习方法,但并不是所有的教学内容都需要开展探究性学习,有些实在无法进行具体操作的内容最好不要用探究的方法。例如有些知识内容,难于设计成探究活动让学生学习;还有一些内容,虽然可以设计成探究活动,但由于具有较高的难度和挑战性,只有少数学生能够从中体验到成功的快乐,多数学生却成了“陪探”。对于这些内容的学习,如果用探究的方式,放在由少数有志趣、有特长的学生组成的课外兴趣小组中尚可;放在班级中,让全体学生开展探究,不仅效率太低,而且效果往往不如接受式学习。一般适合物理探究式教学的内容应具备以下三方面特点:①有明确的探究目标。即通过探究活动可以得出明确的结论,能对问题做出合理的解释;②探究的内容要与学生已有的知识经验相联系,符合学生的认知发展水平。以学生现有的知识水平和探究能力能够在教师的指导下制定出计划;③探究活动要有可操作性,能够激发学生动机和学习兴趣。因此教师课前必须深入研究学生和学习内容,把接受性学习与探究性学习有机地结合起来。正如赞可夫强调的:“教学方法和教学手段一旦触及学生的心理需要,这种教学就会变得高度有效。”可见,有时单纯用探究性学习效果不一定佳,需要与传统的接受式学习有机结合起来。
  比如学生进入高中首先遇到的两个很困难的概念性阶梯——从标量到矢量和从速度到加速度。面对这些瓶颈,接受性学习并非就应该摒除,结合适当的接受性学习,效果反而更佳。例如:静摩擦力的教学采用接受学习还是探究性学习?教学中我们会碰到一系列的问题:①用简单器材做静摩擦力实验(谁做)②设计实验研究静摩擦力产生的条件 ——-实验研究得出结论(谁设计,谁做)③设计实验研究静摩擦力的特点——用控制变量方法进行实验(谁设计,谁做)。对于高一物理探究性学习,需要教师加强指导,一步一个脚印前进。例如:静摩擦力的教学采用接受学习和探究性学习相结合的教学模式展开,取得了很好的教学效果。①的解决方法:教师用手拉页码交叠的课本或杂志,并要求学生解释实验现象;②的解决方法:教师分析设计,学生完成实验,交流讨论实验结论;③的解决方法:教师提供实验器材,引导学生一起分析设计,学生完成实验,交流得出实验结论。
  总之,我们应该防止探究性学习的“形式化”与“绝对化”,必要时采用接受学习和探究性学习相结合的教学模式展开,反而能取得了很好的教学效果。因为这样既能顺利完成教学任务,又能确立学生的主体地位,促进学生的探究能力与实践能力的发展,逐步改变学生的学习方式。另外,我们还要正确看待探究教学与其他教学方式的关系,诸如掌握学习、合作学习、启发式教学等,这些先进的教学方式都是在反省传统教学中过分注重灌输知识的背景下产生的,实质上也含有“探究”的某些因素,要善于从中汲取它们的独到之处,对探究教学本身不断反省,以促进探究教学的不断完善和发展。
  2.对生源基础不好的学校,应该多用局部探究
  一般的探究可以包括提出问题、猜想与假设、实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作的全部要素,与可以是部分要素,因此在日常的教学中,建议多采用局部探究。例如学习“力的平行四边形法则”可以用独立探究性实验:“问题情境-实验探究-分组讨论-归纳结论-汇报交流”,但是作为高一新生,大部分学生不知道怎么样去探究。而采用“问题情境-猜想假设-讨论讲解-实验验证”这样的部分探究实验,可以降低实验难度,收到良好的教学效果。
  3.探究学习注意“形”与“神”的统一
  防止探究性学习的“形式化”与“绝对化”,循序渐进地开展探究学习,做到“形”“神”统一。比如我们可以这样处理物理实验:⑴把看实验转变为做实验。传统教学中有大量演示实验,基本方法是教师做,学生处于被动的学习状态,缺乏亲身体验,不利于发展学生创造力,不利干发展学生的动手能力,剥夺了学生的实际操作的机会。只有把实验机会切实还给学生,让学生能过实际操作,充分发挥学生的想象力并提供研究的机会,在实验中实现对物理过程和方法的理解,才能促使学生对物理学习的情感态度产生积极的变化并对物理科学的价值观的正确认识产生直接影响,牢固掌握知识和技能。⑵变验证性实验为探究性实验。过去验证性实验是学生对已学过的知识通过实验的再现过程,学生往往因为已知道结果并进行模仿,学生学习的兴趣不高。把“验证性”实验转变为“探究性”实验,就是要充分发挥实验的知识功能、情感功能与技能功能,通过学生的亲身体验来完成科学的探究活动,促进学生全面发展。在实现这一转变时,教师对新课程中探究活动的多样性和不同的水平层次.探究活动中要素的多少,教师指导程度的强弱、探究的来源、探究场所的选择等问题都要慎重考虑,只有这样,实验才能发挥其在教学中的应有作用。⑶变限定性实验为开放性实验。传统的实验教学主要都在课内完成,由教材提供并限定了实验器具和基本操作过程,教师事先为学生准备好要用的器材、设定实验步骤,学生按部就班。显然这样的实验课是为了完成特定的教学内容服务,具有很大的局限性。物理新课程实验课应当提倡开放性实验,为达成实验目的,学生通过学习的过程中遇到困惑而提出疑问、进行猜想与假设,经过合作交流进行实验设计,自己提出实验步骤,并依据实验基本设计选择器材,然后进行实验与收集证据,并对结论进行分析、评估、讨论与交流,达成科学的结论,这是实现三维目标的重要渠道,也是重要的手段。开放性实验应当鼓励学生带着问题利用课余时间做实验,使用的器材不仅限于实验室提供,可以按自己的设想用更先进的实验手段或者使用坛坛罐罐做实验,器材的选择和实验方法具有多样性。
  三、运用探究式学习改变学生学习方式的深层思考
  1.不能把科学探究的要素模式化
  探究式教学虽然要求教师凸显物理问题产生的背景,问题提出和问题解决的过程,但这绝对不是要把探究教学模式化,使之成为千篇一律的模式。教师可以根据活动的难易程度及学生知识和能力水平,调节探究的活动的过程和每个探究活动的难度。例如,问题的来源,可以是学生自己提出的,也可以是教师通过特殊的问题情境诱导学生提出的,甚至可以是教师或教材提出的。又如,数据的收集,可以让学生通过实验、观察、调查亲自收集数据,也可以给出实验数据让学生分析并作出解释,甚至将数据和数据的分析方法都告诉学生,让学生直接分析,得出结论。
  2.注意思想方法剖析
  掌握科学方法是人发展的不竭动力。纵观物理学理论体系的建立,每个知识的获得都伴随着一定的科学研究方法。观察实验、理想化方法、分析和综合法、归纳和演绎法、类比法、假说法、臻美法、等效替代法、比值定义法、控制变量法、差值法、放大法等。这些方法的掌握能使学生更快地获取知识,透彻理解知识,容易发现各种事物之间的联系,受到启发,触发联想,对复杂多变事物有一定预见性,甚至还可产生创造性思维。比如在我们回答动能与什么因素有关时,我们说小球在平面上滑动得越远则动能越大,就是将动能的大小转换成了小球运动的远近,这就渗透了转换法的应用。因此,探究学习的落脚点不但落在基本知识、基本技能的掌握上,更应落在体会方法和提高能力上。
  3.重视探究活动中的开放
  探究活动应该使学生能够尽可能多的从不同角度来发现问题、分析问题;能有多种途径来解决问题;能够用开放的思路、方法进行实验;能有多种获得资料的渠道;能够敢于表达自己的意见和看法。
  4.需要深入解决的其他问题
  如何根据各自的条件和学生的具体情况设计出有个性的教学方法;如何做到师生共同参与实验,让学生动起来;如何充分利用教科书留下的空间按新课标的要求来实施探究性实验教学,实现教师从课程的“实施者”到“研究者”的转变;如何做到“教师适时的、必要的、谨慎的、有效的指导”,辩证地处理学生的学与教师的教的关系等。
  
  【参考文献】
  [1]阎金铎,田世昆.中学物理教学概论[M].高等教育出版社,2006.
  [2]靳玉乐.探究教学的学习与辅导[M].中国人事出版社,2008.
  [3]杨国琴.高中物理探究学习的三个有效“落点”[J].数理化解题研究,2011,(4).
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