在實驗教學中培養學生自主學習能力

葛正洪

[摘 要] 本文從聯系生活實際，創設問題情境，激發實驗興趣，提高學生學習自主性；在實驗中鼓勵質疑幫助學生成為自主學習者；利用發散型問題培養學生自主學習能力；讓學生自己動手設計實驗培養自主學習能力等四個方面闡述在中學物理實驗教學中培養學生自主學習能力的具體做法。

[關鍵詞] 問題情境 激疑質疑 發散問題 設計實驗

自主學習是與傳統的接受學習相對應的一種現代學習方式，以學生作為學習的主體，通過學生獨立的分析、探索、實踐、質疑、創造等方法來實現學習目標，讓學生愿學、樂學、會學、善學。培養學生自主學習能力有助于提高課堂學習效率，提高學生學習的質量，促進學生對所學內容的深度理解。在新課程的三維目標中，能力目標是對學生終身發展最為重要的目標，而自主學習能力是對學生終身發展最為重要的能力，在新課程大力倡導素質教育的背景下，如何培養學生的自主學習能力是中學物理教學的重要任務之一，而實驗對培養學生的自主學習能力具有獨特的教學功能，那么，在中學物理實驗教學中如何培養學生的自主學習能力呢？對此，筆者結合自己二十年來的教學實踐和物理學科的特點談談具體做法。

一、聯系生活實際，創設問題情境，激發實驗興趣，提高學生學習自主性

在實驗教學中，學生的自主學習能力要能形成和發展，其前提條件是對實驗要有興趣，因此，教師要聯系實際，創設良好的教學情境，激發學生的興趣，這樣，既可提高教學效益，又能培養學生的自主學習能力。而學生實驗興趣的萌芽和發展，主要源于對生活中一些不懂或不清楚的物理現象（自己發現或教師引導發現的現象）的探究欲望，對許多學生來講，只有在他們需要解決一些感興趣的而又與他們實際能力相適應的問題時，發現需要相應的實驗來探究，便產生了動手實驗的主動性和積極性。針對學生企望探索、明白周圍物理現象奧秘的心理特點，教師在進行實驗教學時，要盡可能地結合生活中學生感興趣，想了解的實際問題，將實驗拉回到現實中，使學生接近、接觸物理現象，并指導他們用所學的物理知識、方法去分析解決問題，從而在解決問題的過程中，培養學生自主學習能力！實驗教學更多、更好地聯系現實，聯系社會，把社會、生活引入課堂，不斷地激發學生對實驗的興趣，可以很好地調動學生對實驗的積極性和主動性，刺激其產生強烈的求知欲和好奇心，從而使學生的學習過程成為一個積極主動的探究過程，既可以提高實驗教學的效果，又可以提高學生學習的自主性。

二、善于激疑，鼓勵學生大膽質疑，幫助學生成為自主學習者

要培養學生的自主學習能力，教師在實驗中要善于激疑，并鼓勵學生大膽質疑。教師采用恰當的激疑方法，讓學生生疑，然后師生共同析疑，這樣，就能充分調動學生的主觀能動性，啟發學生用已有的知識對其實驗進行重新審視和反思，拓展思維，從而積極主動地學習物理。例如：學生學習了能量守恒定律后，已經建立了一個很重要的觀點：“能量不會無中生有，永動機不可能！”新課上好后，給學生演示一個如下的實驗，讓學生展開討論。

如圖所示的玩具，稱之為“飲水鳥”。在飲水鳥旁的小碗中注水近滿，再把飲水鳥的頭按低，使其嘴喙插入水中，片刻后釋放，讓學生仔細觀察出現的現象。

只見在水鳥緩緩低頭的過程中，其間振蕩幾下，最終把嘴喙插入小杯的水中，然后抬起頭來，不一會，又低下頭去，重復上述過程，往復不斷地運動。

接著教師提出以下幾個問題：（1）這種玩具內部沒有動力來源，為什么會運動呢？（2）它是一種永動機嗎？為什么？（3）為什么飲水鳥會連續動作呢？（4）它的內部結構會是怎樣的呢？通過這一連串激疑，學生心中頓時產生強烈的求知欲，于是，學生思維的閘門被打開了，他們對這一系列問題給予了種種似乎合乎邏輯的猜想，在這些猜想中，不乏有合理性的見解，也不斷閃爍著獨創性的“火花”。有學生甚至會懷疑這一現象中能量是否守恒？接下來教師和學生一起，利用“有固定轉動軸的物體的平衡條件”，“毛細現象”，“蒸發致冷”，“飽和汽”等物理知識揭開飲水鳥的奧秘，學生心里的那種興奮和成功之感尤然而生。最后，教師指出：這個實驗也再一次說明：永動機不可能！從而又一次鞏固能量守恒這一重要觀點。

通過教師激疑，讓學生學會生疑，激活學生學習能力，讓學生處在一個充滿濃厚的創造氛圍中自主學習，學生的知識和能力將進入一個主動發展的領域里。因此，教師在實驗中要善于誘發學生生疑，鼓勵學生敢疑、敢問，用自己已有的知識去分析問題，發現問題。使學生的探究能力得到有效的訓練，并逐漸形成和發展學生的自主學習能力。

三、利用發散型不定解問題，在實驗中培養學生自主學習能力

發散能力是從不同的方向、不同的角度、多途徑地探索解決問題方法的一種能力。訓練與培養學生的發散能力，可以給學生出物理情境具有多樣性的題目（即題中提供的初始狀況或制約的條件存在多種可能性的信息內容），使其具有多種適當答案，旨在使學生廣泛地搜尋自己的記憶貯存，盡可能地提出更多的信息項目，以獲取各種不同的答案。

例如：圖中Rmax=10歐，R=12歐，A的讀數是l.2安，V的讀數是4.8伏，E=6伏，問從該電路中可以得到哪些物理量？認真分析題意，知道題目中最后的答案與所提出的假設條件是一一對應的，答案不是唯一的.

在解此題時，主要是用啟發式教學對問題空間進行搜索，通過不斷地給題目提出符合題意的假設，使學生在問題空間中進行搜索后得出各種答案：（1）通過兩條支路的電流；（2）變阻器接入電路部分的電阻，（3）每個電阻上消耗的功率，外電路消耗的功率等等。思路比較開闊的學生還可以求出此時電源的效率，變阻器調到什么阻值時電源的輸出功率最大？能力更活躍，更富有自主探究精神的學生還能求出電路輸出最大功率時電路中各支路的電流值，各個電阻消耗的電功率，電阻每秒鐘的發熱量以及其它許多相關量。答案還在隨題設的不同而增加，很難簡單地判斷做到哪一步才是完美無缺的，這說明還有更廣闊的問題解決空間。endprint

這種發散型不定解的題目，其解題的能力路線是從屬于探究能力中的發散能力，可以讓學生在解題中思維得到有效的訓練，提高學生的自主學習能力。

四、利用簡單材料，讓學生自己動手設計實驗，培養學生自主學習能力

由于客觀條件的限制，學生進實驗室動手做分組實驗的機會是有限的。而實驗對學生自主學習能力的培養又有著舉足輕重的作用。因此，要積極引導學生利用日常生活中的簡單材料，自己動手設計實驗。比如：廢舊的膠卷盒，可樂瓶、易拉罐、空圓珠筆芯等等，這些材料可以做很多實驗，這里不妨舉一例以說明。

[材料] 可樂空瓶一個，易拉罐2個，ψ2mm的銅絲500mm長2根，ψ0.27mm銅絲50mm長2根，錫箔紙4mm寬50mm長2條，空圓珠筆芯2支，空彩色塑料桿2根，泡沫塑料2塊：

[用途] 制作“開爾文滴水發電機”

[制作] 如圖所示。把空圓珠筆芯放在酒精燈上，均勻地燒烤軟化后收口并彎成900直角，把另一端插進塑料彩筆桿尖的一端，用萬能膠固定，做成滴水管。再把空可樂瓶在靠近底部的地方對稱地挖兩個ψ60mm的圓環分別放在易拉罐的底部。鋼絲從易拉罐引出后在鋼絲另一端再分別彎一個ψ25mm圓環。

[現象] 當松開可樂瓶蓋時，水滴下落，過一會兒，易拉罐側面的錫箔張開了，表明開爾文發電機起電了。

此實驗雖然中學階段沒作要求，但原理很簡單，學生也感興趣，覺得很新奇，不管學生是否弄清原理，但只要學生觀察到錫箔張開，就有一種巨大的成就感，在成功做出實驗后，學生會提出很多獨創性的問題，也會對實驗提出多種改進方案，比如，將錫箔換成驗電羽或者用氖泡代替錫箔等等。在這個過程中，不僅鍛煉了學生的動手能力，而且提高了學生的自主學習能力。

教學的根本目的是促進學生的自我發展和自我完善，培養獨立的學習者，因此，教學過程必須培養學生的自主學習能力。物理新課標也明確指出：高中物理應促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考。作為物理教師，我們在教學中應該結合學科特點，發揮物理實驗的學科優勢，善于聯系實際，激發學生興趣，鼓勵學生大膽質疑，積極引導學生自主學習，平時鼓勵學生多動手實驗，提高學生的自主探究能力，讓學生在自主探究中學習知識，并在此過程中，自主總結學習方法，提高自主學習能力。

參考文獻：

[1] 趙凱華，張維善.新概念高中物理課本[M].北京：人民教育出版社，2005.1

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