中學物理新課程標準把“探究式學習”作為學生學習的主要方法。而在物理學的教學中,不但要讓學生學到知識,更要得到能力的提高。
“探究式學習”強調學生學習方法與探究式過程,適合在理科教學中培養學生的“創造力”,教師應該有目的、有計劃地培養這種學習方法,培養學生自我汲取知識的內部能力。
怎樣獲得這樣的方法與能力呢?其主要渠道就是把“探究式學習”深入到課堂教學之中。
一、把握探究過程,獲得物理知識
“學生自主地抓住自然的事物、現象,通過探究自然的過程而獲得知識”是探究式學習的第一個特點。教師要把握好“知識”與“過程”的關系,在教學中正視探究自然的過程,讓學生通過過程的探究而獲得知識。為達到真正獲得知識的目的,必須注意以下幾點:
1 要善于通過實驗來探究自然過程。
在物理學中,許多自然事物的本質屬性要通過實驗才能揭示,所以,對于實驗的宏觀現象、實驗中數據的變化,要善于分析,要透過現象看到本質;通過數據的變化來抽象出概念或規則,所以,探究實驗的過程,往往就是獲得知識的過程。
密度的概念對初中生也是很抽象的。在建立密度概念的過程中,應以設疑、探究實驗、解疑為教學方式,按“提出問題——猜想假設——歸納總結”模式來設計教學過程,從不同物質的識別提出問題,引導學生猜想,再讓學生分組探究。學生們就容易理解密度的概念了。
在平時教學中,設計一些體驗學生探究意識的實驗方案設計題,也能起到較好的作用。
例如:滑動摩擦力在研究相關物體運動情況時,起著重要的作用。通過實驗探究已經知道,滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度有關,也與接觸面之間的壓力有關,有些同學猜想,滑動摩擦力可能還與接觸面大小有關,請你從以下器材中選出部分器材,設計一個實驗對此猜想進行檢驗:(1)簡述實驗步驟;(2)你所需要的實驗器材(用器材前面的字母表示)。器材:a 斜面;b 帶鉤的正方體木塊;c 帶鉤的長方體木塊;d 表面平整的長木板;e 幾條毛巾;f 直尺;g 彈簧秤;h 硬紙板。
把這樣的探究實驗習題放在單元綜合課中,既能幫助學生理清概念,又能強化技能訓練,不失為一個較好的方法。
綜上所述,實驗教學必須與探究教學有機地融合在一起,實驗探究教學模式應以討論或教學為背景,以科學探究為主線,以科學研究方法為工具。
2 要善于用邏輯推理與數學推導的方法,來探究物理學的自然過程。
許多物理學的規律、公式,都是在具體的條件下,通過邏輯推理數學推導而得出結論。例如,牛頓第一定律教學中,首先通過創設情境,石塊不受重力而釋放后將怎樣運動?接著質疑:在地球上不受力的物體是沒有的。那么,不受力時物體的運動情況該如何研究呢?
通過設疑,把學生的思路引入將要解決的矛盾中,接著師生討論:設法使一個運動著的物體,在運動的方向上受到的力越來越小,考查它的運動情況,進一步推理它不受力時的運動情況。
這樣的教學,滲透著研究物理問題方法論教育,能讓學生了解科學家們處理問題的科學方法,培養學生正確的物理思想,體驗探究的過程。
又如,液體內部壓強公式p=pgh的推導,先用一個兩端開口的玻璃筒插入液體。隔離出高為h、截面積為s的液柱,再追問將玻璃管拿出后,液柱是否存在,體現了以形象思維來鋪墊抽象思維,并進行邏輯推理等方法,也能較好地訓練學生探究思維意識。
二、體會探究過程,提高物理研究能力
“培養學生從事研究的必要的探究能力”是探究式學習的第二個特點。這種物理學科的探究能力,主要包括學科的學習方略、思維方法和正遷移的能力。
1 學科的學習方略。
物理學是以實驗為基礎的學科,所以該學科的主要學習方略就是自然科學的認識論和方法論的統一。
從自然科學認識論來看,主要是從感性到理性、從形象到抽象的認識過程,是堅持實踐一認識一再實踐一再認識的認識論。從方法論來看,就是堅持理論與實踐的統一,其方法要有序可尋,循序漸進。
整個方略將由提出問題一猜想和假設一制定計劃和設計實驗一進行實驗和收集數據一分析與論證一評估一交流與合作等諸環節組成。其整體有機的綜合一體則是學習物理的過程。在教學過程中,教與學都要遵循這一方略和過程來進行。
2 思維方法探究。
問題的思維方法主要包括以下幾點:(1)學會系統思維,掌握發現知識的內在規律的能力;(2)學會逆向思維,掣握從反面分析問題的排除能力;(3)學會概括思維,掌握綜合能力;(4)學會辯證思維,掌握全面考慮問題的能力;(5)學會頓悟思維,掌握直覺的能力;(6)學會發散思維,掌握多角度著手處理問題的能力。
3 關于正遷移問題。
這些問題是將已學過的舊知識,在一定條件下應用的問題,主要是學習者認知結構水平與思維方法的結合問題。這兩點解決好了,再利用條件,就能實現具體情境中的正遷移。
三、深化探究過程,形成探索物理奧秘的個性品格
“培養探究未知世界的積極態度”是探究式學習的第三個特點。這種探究態度和積極性,只能在自主地抓取自然事物、現象的探究活動中逐步培養。
情感目標的達成,離不開認知學習,即在自主地抓住自然事物、現象的探究活動中才能形成。所以,情感目標的達成要從認知學習開始。離開了這一點,談學科態度的培養,都不過一句空話。
為此,教師要提高教學質量,喚起學生的希望和自信是十分重要的,它是培養情感目標的良好起點。例如,精心設計好八年級物理緒言課《科學之旅》,補充有趣的物理實驗,把學生帶進一個變幻神奇的知識天地。讓學生產生一種躍躍欲學的感覺。
在新課導入中,采用矛盾懸念法、實驗引入法、置疑引入法、引探法等設下懸念,引發好奇,以好奇刺激探究的愿望,也能點燃學生好學的火花。
好勝是中學生極為寶貴的一個心理特點。他們在一點小事上都不會示弱,總喜歡爭論,他們有上進心、自信心,對榮譽有強烈的追求。在教學中,充分抓住學生的競爭心理組織教學,合理引進競爭機智,會極大調動學生的積極性,學生成功的體驗會增強學生的信心。