基于小組合作模式的實驗課堂研究

◇　江蘇　肖春燕

基于小組合作模式的實驗課堂研究

◇江蘇肖春燕

自主探究意識和技能型人才的培養是新時期高中物理教學的重點，小組合作模式能夠充分體現學生的綜合能力，是新課改教學模式的重要趨勢.

1高中實驗課程開展小組合作模式的必要性

1.1小組合作模式能充分培養學生的團隊協作能力

隨著科學技術的不斷進步,全球一體化趨勢日趨明顯,未來社會所需的人才必須具備優良的團隊協作技能,對于高中生而言,從課堂培養學生的相互依賴、相互信任意識至關重要．高中物理實驗課的本質在于激發學生自主思考的能力,能夠讓學生通過現象自發地歸納出基本的物理規律.如果開展小組模式教學,學生不僅可以自發分配組織內的角色,也可以最大限度地對所獲取的實驗現象進行組內討論,充分拓寬了高中生思維的廣度,有助于學生創新思維的培養．

1.2小組合作模式能夠調動學生的主動性

學習主動性直接決定了學習效果，傳統實驗課主要是以老師帶領大家完成，學生動手能力的培養基本上依賴于老師的引導，某種程度上忽略了自主創新的意識.如果在實驗課上采用小組合作模式，學生根據實驗現象能夠較為自由地發揮自己的想象，同時有利于培養學生對組內成員的信任與交流技巧，最終使得學生具備較全面的物理技能，從根本上調動了學生學習物理學科的主動性.

2基于小組合作模式的實驗課案例分析

2.1“自由落體運動”小組實驗課程

圖1自由落體運動

在講授該部分內容之前必須給出充分的運動學與力學理論的鋪墊,然而通過課本知識的灌輸很難加深學生對該規律的理解與總結．因此,自由落體運動規律的講授必須從實驗入手,考慮到學生的主體作用,如果以小組討論的模式進行自由落體實驗的探究,必將能夠收到事半功倍的成效．

例如,在自由落體運動實驗課之前,老師所灌輸的理論觀點必須以客觀現象為依據．課堂上教師通過演示小實驗激發學生的思維潛力,比如教師可以簡單地將一張白紙和橡皮作為研究對象,讓其從空中落下,然后設置問題,為本節新知識的導入做好鋪墊．該案例中可以設置的問題較為開放,比如讓學生回答這2種物體哪個先落地?此時按照常規認知理論,學生定會異口同聲地回答是橡皮先落地,然而能否通過觀察讓學生給出總結性的觀點呢?

因此,上述課堂上有必要以分組的形式進行總結性認識．首先,不同小組可能給出不同的理論總結,有人認為和質量有關,有人認為和體積有關,然而最終的結論需要教師進一步進行實驗引導,激發學生自主在小組內的探究意識．其次,不同小組的學生給出答案以后可以讓他們進行組內辯論,這樣不僅使得看待物理問題更加全面,而且培養了學生的綜合素養．為了證明學生的觀點是否正確,老師進一步將同樣的2張紙作為實驗對象,將其中的一張揉成一團,另一張與第1次實驗相同．第2次實驗前,首先讓不同小組的學生進行現象預測,判斷哪個先落地.結果有人給出了答案,認為揉成一團后先落地．對于新知識的鋪墊而言,這2組實驗已經呈現出了很多的物理因素,最后小組總結過程中,在老師的科學誘導下會得到：空氣中下降的物體,其速度和空氣阻力有關,該阻力直接取決于物體本身的特征.通過第2次實驗可以認為下降速度和質量無關．

有了以上的實驗基礎以后,相信每個小組的學生對于空氣阻力以及在空氣中下落的物體的運動情況有了初步的認識．然而,如何讓這部分前奏物理實驗成為自由落體的有效支撐呢?必須將不同小組的結論進一步驗證,讓客觀物理現象沖擊學生主觀臆斷式的認識．比如接著上述實驗，老師繼續設置在真空管里的下落情況，此時可以選擇重量較大的鐵塊和紙團對比，從同一高度下落后，發現2種物體同時到達最低點，進一步說明了下落速度與重量無關的事實.然而不同小組的同學對該結論的總結必然產生很大的差異，最后老師給出科學的解釋，表明物體當不受外界阻力的情況下，豎直向下運動時，其速度的變化與自身質量無關，謂之自由落體運動.

2.2高中物理摩擦力實驗探究

摩擦力的學習是高中物理的難點,對該部分實驗課程的編排尤為關鍵,小組合作的模式使得學生對摩擦的理解更能加全面,通過不同小組之間的見解分析,能夠充分體現學生對摩擦力特性的自發性認識．

圖2

例如,如圖2，粗糙斜面上靜止的物體受到沿著斜面向上的拉力F,試判斷該物體所受摩擦力的情況.

理想斜面是高中物理的常見模型,有必要設置專題實驗課,采用小組討論的模式進行針對性的訓練．教師可以讓學生自發性地分組,給出不同的答案．

對于該題的小組實驗教學，可能A組同學會認為物體受到沿著斜面向上的摩擦力，否則物體會沿著斜面下滑，該組同學給出結論的依據通常是按照常規思維模式，體現了該組同學在思考物理問題時更傾向于常規思維的應用；同時B組同學可能會認為物體受到沿著斜面向下的摩擦力，否則在拉力F的作用下會沿著斜面向上運動，同樣該組同學也按照常規物理現象給出答案，不同的是與A組同學相比，這組同學在認識物理現象時，缺乏從多角度觀察的能力，在觀察現象的同時只想到了其中某方面的物理規律，因此小組實驗的模式能夠發現學生在認識物理規律時的不足；C組同學會認為物體可能不受摩擦力的作用，因為重力和拉力F沿著斜面的方向可能相互抵消等．

縱觀以上不同小組的意見,其實在沒有正式講解之前對斜面上摩擦力的分析已經相當充分,如果能夠將以上3組的意見有機整合起來,便是非常科學的斜面上摩擦力的分析模式．最終教師綜合不同意見給出標準分析,不難發現,每組同學的意見都有一定的合理之處,摩擦力沿著斜面向上、向下或者不存在摩擦力主要取決于拉力F與重力在斜面方向上分力mgsinθ的大小關系,如果F>mgsinθ,則物體具有沿著斜面向上運動的趨勢,因此,B組同學觀點正確;如果F

高中物理實驗課采用小組合作的模式能夠充分調動學生探究物理規律的積極性,進而加深對物理規律的理解．當然,小組合作模式的實驗課教學,需要教師的科學引導,只有合理的實驗課設計,才能充分利用學生在小組內的自由觀點,拓寬思維的廣度,進而提升學生的整體綜合素養．

(作者單位：江蘇省蘇州市吳江區青云實驗中學)