關于中學物理探究教學策略之思考

張 俊

(南通市通州區教學教研室,江蘇南通 226300)

“倡導探究性學習”是《普通高中物理新課程標準(實驗)》提出的基本理念之一;學會探究的一般方法、感受科學探究的過程、發展學生的科學探究能力是新課程改革的重要目標.在減負增效要求的背景下,對于物理教師來說,更應該大力打造高效的探究課堂,充分發揮學生的主體作用,使學生敢于質疑、積極探索、勇于創新,在自主的、高節奏的學習活動中煥發出思維能力,迸發出智慧的火花.

探究式課堂,就是以探究為主的教學活動.是指在教師的啟發引導下,以學生獨立自主學習和合作討論為前提,以現行教材為基本探究內容,以學生周圍世界和生活實際為參照對象,為學生提供質疑、探究、自由表達、討論的機會,讓學生通過個人、小組、集體等多種釋疑解難的嘗試活動,將自己所學知識應用于解決實際問題的一種教學形式.物理探究式教學就是通過這樣的活動讓學生親身經歷體驗科學的探究,激發學生學習物理的興趣,增進學生對物理學的情感,從而理解物理學的本質,學會科學探究的方法,形成科學探究的能力.

本文就物理課堂探究式教學實施中的幾個問題進行探討,與同行們交流.

1 創設科學、藝術的問題情境

探究式教學的核心是讓學生積極主動地參與發現問題、解決問題,目標是培養學生分析問題,解決問題的能力.問題能引發認知沖突,打破認知平衡,能夠誘導學生積極參與,集中注意力,維持學習的興趣與動機,仿造科學家探究未知知識領域的途徑,通過發現問題、分析問題、創造性的解決問題去掌握知識,培養創新精神.因此,探究式教學要圍繞問題展開.如何引導學生發現、提出問題,是我們首先要考慮的.

(1)引發激趣情境:在正式呈現、研究新知識前,根據學生對現實生活的體驗,預先設置蘊含新知識的物理情境,來啟發學生發現問題,激起他們學習的興趣、求知的欲望.這樣的情境一般可以在新概念、新規律的學習中采用.如在自由落體運動的教學中可以播放全球第一高樓迪拜哈利法塔上2名高空跳傘員的精彩表演,設置紙片、紙團、鐵塊三者在同一高度同時下落的實驗,引導比較落地順序等來激發學生學習的興趣,得出自由落體的概念,進而探索自由落體運動所遵循的規律.

(2)重現沖突情境:在學生的原有認知中,對周圍存在的許多現象有許多經驗型的理解,而這些認識往往是片面的甚至是錯誤的,對于這樣的問題,我們可以通過一些看似平常但學生沒有深入思考的現象來使學生產生認識的沖突,從而引導他們去積極探索.如在“牛頓第三定律”的教學中,學生對拔河比賽往往都會有力氣大的會贏的經驗型認識,課堂上可通過力氣小的同學拉動坐在小車上的力氣大的同學的實驗來反駁原有的錯誤的認識,使學生產生認知沖突,引發探究.

(3)探究發現情境:物理學所探究的許多規律的本質是潛在和抽象的,這些抽象的性質不可能被學生直接獲知或邏輯推理,而是需要經過觀察、研究再自主構建的.通過自主構建所學到的知識是學生基于各自的元認知、思維等種種因素對物理現象進行反復的感知、猜想、實驗、探究、驗證而形成的個性化的理解,這樣的探究學習對學生的終生發展是極為有利的.如在“單擺”的教學中,建立了單擺的理想化模型后,為了探究單擺周期的相關因素,我們可以先不研究或證明單擺在擺角小于10°的情況下是簡諧運動,而是提供質量不同、擺長不同的單擺,直接讓學生去進行實驗探究,讓他們在實驗中發現問題(如擺球質量、擺長一定的情況下,擺角不同時,擺動周期有時一樣,有時不一樣等),解決問題,形成結論,然后再來說明單擺作簡諧運動的條件.

(4)生成拓展情境:物理課堂教學中對物理情境的精心創設,可以為學生提供良好的暗示和啟迪,然而,在我們的實際教學中,動態生成是新課程課堂不可避免的.對于課堂上一些超出教師預設的問題,如果能夠有選擇地進行拓展,探究教學的真實性也就真正體現出來了.

2 創設和諧、開放的探究環境

新課程理念要求我們創設一種環境,有意識地讓學生在實踐活動中感知和體驗,進而上升至智慧,逐漸培養并解決實際問題的思路、方法和能力.因此,教師應有意識有目的地研發和利用各種資源,創設科學探索的環境,以滿足學生探究學習的需要.

(1)創設合作探究的氛圍:教學過程中,如學生課堂實驗、分組合作實驗中,我們應考慮到學生之間存在知識、習慣、心理、能力等方面的差異,因而可以合理搭配,成立探究小組,向學生提供相互溝通的空間,使學生找到與他人合作、交往的正確途徑,這樣既有助于讓學生學會與他人和諧共處,又有助于集體主義科學精神和情感的培養,這樣的氛圍,增強了學生之間的溝通交往和信息交流,對學生探究能力的培養大有幫助.

(2)設置交流互動的平臺:小組合作的形式促進了相互交流,但小組合作的探究模式往往局限于組內成員之間的交流,這些交流對于一些物理科學素養較好、思維相對活躍的學生來講還是不夠的,為了充分挖掘全班學生的探究成果與心得,可以適時考慮采用組際之間的大交流,讓他們的交流相互碰撞,啟迪智慧的火花.如一次教學觀摩活動中,初二年級“速度”一課的教學,老師讓學生測量紙錐下落的高度和時間從而計算紙錐下落的速度,每組測出之后發現誤差較大,老師就讓各組派一位代表闡述各自的做法并開展討論,通過交流,學生們學會了分析誤差的來源,達成了減小誤差的測量方案,如高度的測量可以用一把直尺水平放置在紙錐底端和鐵架臺上刻度尺處,測量時間時可以讓一位學生放下紙錐的同時按下秒表,減小反應時間帶來的影響.

(3)充分利用網絡資源:探究性課堂的教學往往具有開放性,此時不僅需要學生積極思考,還需要查閱資料,收集信息、分析數據等.因此,可通過借助網絡的資源,讓學生開展探究活動來獲得相關信息.如“多普勒效應”一課,借助科技圖書及網絡,可以讓學生獲得大量的信息,進而提高許多新的問題與新的觀點,實現了學生思維的開放性,如引力紅移與多普勒效應有何關系?相對遠離(靠近)時,接受到的頻率一定減小(增大)嗎?如何設置情景推導出定量的表達式?通過探究,既可充分展現學生的學習、思維過程,最大限度地調動學生的學習潛能,也能使教師發現問題或發現觀察問題的不同角度,從而有力地促進師生互動,實現教學相長.

3 創設多元、高效的探究形式

當前,教師在課堂上所采用的大都是實驗探究,毋庸置疑,實驗是物理學的基礎,實驗探究可以為學生掌握科學探究的方法、提高學生的動手能力打下堅實的基礎.此外,我們還可以考慮采用練習探究、理論探究來加強學生對所學知識的鞏固和理解,幫助學生形成概念、領悟物理思想方法、培養科學的思維能力.

(1)練習探究:在教學改革的今天,高效課堂已成為每位教師的追求,講練互補的模式也是我們教育者不斷摸索和研究的課題.心理學研究發現,學生對物理概念和規律的掌握不是一次就能完成的,而是需要由具體→抽象→具體的反復,這些可以通過習題的教學讓學生延續對一個科學問題的探究.如在動量守恒定律的教學中,對于守恒的條件學生較難理解,如果設置內力遠大于外力的試題讓學生完成后再來反思,學完動量定理后再用對應習題去研究相互作用前后的動量,學生對動量守恒定律的理解可能會更加深刻.

(2)理論探究:中學物理中,許多知識涉及到天體、科技前沿的內容,而這些內容往往很難在中學實驗室借助現有儀器來探究完成;還有一些內容,雖然可以用實驗探究得到初步的認識,但科學的結論往往需要成千上萬次的實踐才能得到,這些僅憑不足45分鐘的探究得來的知識還是要打些折扣的.對于這樣的問題,就可以采用理論探究的方法,讓學生構建知識體系,掌握物理方法.如在萬有引力定律的教學中,要讓學生認識地球、眾行星與太陽之間的力是同一種力,就可以讓學生通過查閱資料得到月球、地球的半徑、月球公轉的周期、月地之間的距離等數據,通過已有的知識來推導證明月球軌道上物體由于受地球的萬有引力而產生的加速度和月球繞地球運動的向心加速度相等這一事實來形成概念.

探究能力的培養是新課程創新教學發展的必然,而教育要適應未來社會的發展,培養學生的創新精神和實踐能力更離不開探究能力.因此,物理探究教學還有待于我們每個物理教師在教育實踐中不斷去積累和發展.