物理課堂中“自主探究學習能力”的培養策略

高代強

摘要：一直以來的物理課堂，教師辛苦教，學生努力學，但學習效果不盡人意，問題出在哪里？問題的結點在于學生的知識是教師硬塞給他們的，而非主動獲取的，當然就沒有學習的動力與樂趣。課堂教學中培養學生自主探究學習能力，發展學生的個性，提高學生的認知能力和自我學習能力，是課堂教學的重要環節。本文闡述教師在教學中把握好培養自主探究學習能力的教學策略，掌握培養自主學習能力的教學模式，通過實驗培養學生的自主探究學習興趣，推動自主學習能力和探究能力的培養。

關鍵詞：合作引導；自主探究學習；教學策略；教學模式；實驗探究

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）03-0118

物理難教，學生難學，這是物理教學中的一個怪圈，問題出在哪里？筆者認為，一個主要的原因，是學生在學習過程中對物理概念、規律、物理問題的研究方法及物理思想的認識，對知識的獲取是被動接受的，而不是自主探究學習而獲得的。學生腦中無知識，心中無結構、手中無方法，解決問題變得越來越困難，逐漸失去學習興趣，甚至放棄對物理學科的學習。針對這一問題，筆者在平時的教學過程中進行了學生自主探究學習能力教學模式的實踐與探索，有了一定的收獲。

自主探究學習是在教師引導下，通過師生合作，學生積極、主動、自覺地從信息源獲取信息而內化的過程，需要教師采取多種手段調動學生各種感官進行看、聽、問、想、思、議、探等活動。在自主學習中充分發展學生的個性素質，培養創新意識和探究能力，養成科學的學習態度和良好的思維品質，提高了認知能力、認知方法和探究能力。聯合國教科文組織終身教育局長保羅·郎格朗說：“未來的文盲，不再是不認識字的，而是沒有學會怎樣學習的人”。所以，“會學”比“學會”更重要，信息時代需要積極培養學生的自主探究學習能力，物理學科的特點，更需要培養學生主動獲取知識的學習能力。

一、培養自主探究學習能力的教學策略

1. 強化學習動機，培養濃厚興趣的策略

學習動機中有兩個最重要的成分，一個是學習的目的性，一個是學生的學習興趣。所以，在教學中，教師和學生一起合作，引導學生明確自學目的，分析自主學習對物理知識構建的重要性，通過師生合作中學生自主學習的收獲，培養學生對高中物理知識的自主學習的興趣。

（1）高一一開始要對學生進行思想動員，舉出許多名人、物理學家自學成才的例子，轉變學生固定的智能觀、學習觀，轉變學生被動獲取知識的觀念，使學生明白主動學習的重要性，及對知識形成的必要性，同時使學生明白大腦通過不斷科學訓練，自我認識的能力會不斷提升，并且可以變得越來越聰明，不斷強化學生自主學習的興趣。

（2）高一階段要努力提高學生自信心：自信來源于成功的體驗，讓學生體驗到自學的成功是以后自主探究學習順利進行的關鍵。教師應注意以下方面：①多推廣學生的思路，肯定他們的自學成績。②對學生的評價要層次化、立體化。學生在不同方面存在不同的能力水平，如：對來自學生有深度的提問，要及時評價：“你的想法很奇特、有深度很好！”不單純以分數高低評價學生。可以把學習習慣的檢查引入到測驗中。

2. 循序漸進的策略

自主探究學習能力必須對高中三年物理教學有一個整體的統籌安排。高一階段以培養良好的自主學習慣為主，教學進度要比傳統教學法慢，指導應多于自學；高二階段以培養自覺探究能力為主，教學進度可以加快，自學應多于指導；高三階段以培養綜合能力、創新能力為主，啟發與自學相結合，加大難度。

高一開始階段，課上教師領著學生閱讀教材和例題，引導學生逐字、逐句 、逐段閱讀與理解、概括，使學生重視重點段落、語句、關鍵字詞，體會物理概念的嚴謹。如：重心概念中“各部分”、“認為集中”“一點”是關鍵字，應重點理解，其中“認為集中”體現了等效思維方法。引導學生能閱讀一個章節或更多的教材內容，使學生學會總結，學會交流，學會探索，引導學生側重對物理情景、圖示、過程及物理概念的構建的理解與領悟，重視圖形材料所對應的物理量的變化規律，現象的發生、發展、變化過程怎樣，函數圖象的截距、斜率的物理含義。高一上學期側重自學習慣的培養（預習、聽講、復習、作業、糾錯、觀察實驗）；高一下學期側重討論、合作、質疑、想象等思維方法的指導。要突出學生的主體作用，教師輔以導學，促進學生主動學習，使之具有一定的遷移能力。

3. 師生合作，自主探究學習為主的策略

指導的太多，學生學習依賴性強，離開了指導，自主學習將陷入盲目。教師的指導重點是激發學生學習積極性、自覺性（積極讀、練、思考、質疑，自覺自檢、反饋、總結）；通過把握教材和學生認知心理，當好導演，設計并組織好學生的自學活動。

（1）指導要貫穿于學生學習的每一個環節，有目的、有計劃地培養自主學習習慣，預習、作業、選課外資料、聽課、筆記、糾錯本等習慣平時都要具體指導。

（2）教師指導學生獨立思考、質疑、想象。

獨立思考、積極質疑是物理自主學習能力的核心，教師要堅持“兩多兩少”即多展示來自學生的思路、少教師直接注入；多組織討論、少直接給結論。例如，學習“彈力”時，組織學生討論“壓力就是重力嗎？”，從兩種力的起因、受力物、施力物方面討論，舉出二力大小不等或方向不同的例子，想象假設無重力能否產生壓力？讓學生想象宇航員在飛船中“飄蕩”的情景，并討論在此情景下產生彈力的可能情況。教師要指導學生重視思考過程而不是結果，鼓勵學生敢于向教師、課本“權威”挑戰，鼓勵學生之間積極爭辯、各抒己見。

“啟導——自學——質疑——檢驗”的教學形式，也是培養學生自主學習能力的有效方法。例如：在牛頓第一定律的教學中，考慮到學生在初中階段已學過牛頓第一定律，高中再現這個定律知識內容上沒有多大增加，但教學要求應有所提高，尤其對定律理解深刻程度和科學方法教學方面。因此，本節課，筆者采用了“問題串”式教學：①對于“用力推車，車子才前進，停止用力，車子就要停下來。”這個現象，亞里士多德的觀點是什么？②伽利略的觀點呢？③你的觀點呢？④牛頓第一定律是如何表述的？⑤從某一高度沿斜面滾落的球為什么可以沿對接的另一斜面滾上同樣的高度？理想實驗的特點？⑥變速運動的物體慣性體現在何處？⑦慣性和力的區別和聯系？⑧汽車速度越大，剎車就越難，據此，有人認為“物體速度越大，慣性也越大”對嗎？⑨慣性大小的量度？⑩定律為何不以伽利略的名字命名，而稱牛頓第一定律？學生在帶著問題自學的基礎上，師生圍繞問題，以事例為基礎展開質疑、論辨。同時，還穿插斜面實驗和事例進行檢驗結論。通過這種教學形式，使學生不僅加深了對定律的理解，培養了學生的科學發展歷史觀、提出問題、探究問題的能力，同時，還通過理想實驗，進行了物理研究方法的教育。

（3）教師的精講為學生的自主探究學習服務

學生思路“卡殼”時要“點”；學生感到十分抽象時要“演”（用實驗演示或多媒體增加形象直觀性，彌補感性材料不足）；理解程度需深化時要“追”（追問個水落石出）；思路新穎時要及時“評”；學生討論問題過散時要“斂”。精講的作用是通過設疑、引路、溝通、小結來不斷提高學生的自主學習興趣。

（4）善于向學生展示學習過程，引導學生注意積累學習物理的方法

教師要善于把分析、研究某一問題的過程展示給學生，使學生真實感受到問題解決的過程，為學生的自主探究學習提供思路和主向，而不是被動地記住現成結論。

例如：電場強度是學生初學時比較難以理解的一個物理量，學生在學習“電場強度”以前，初中已經有了比值定義法定義導體的電阻R=■的經驗。知道R是一個與U、I無關的物理量，在此基礎上，教師可以引導學生主動嘗試理解電場強度這種定義電場強度的方法，并深刻理解電場強度E=■的含義，這種思維方式可以延伸到以后的電場中某一點的電勢Φ=■的定義；電容器的電容C=■等物理量定義的學習中，加深學生對這類問題的自主學習意識。這種學習過程（是一種彈性的學習方法）遠比給學生一個結論更具有廣泛的適用性，它能在各種表面錯綜復雜而實質相同的情境中獲得遷移，促進自主探究學習能力的提高。

4. 班集體與個別化相結合的策略

除了針對共性問題的講解外，也要積極鼓勵差生勇敢地說出自己的疑難。同時，積極指導尖子生自定步調，“自己設問，自己探究，自己發現，多吃，吃飽”。

教師不僅要主動與學生密切合作，而且更要利用好同學的“群體效應”，指導學生之間積極合作。學生具有相近的認知水平，同學間接觸多、交流起來自然，便于學習上相互啟發、相互補充。教師從學生間的交流與切磋中收集反饋信息，可以及時調整指導自學方法與內容。同時，教師的虛心民主的作風也感染學生，促進教學資源的整體優化，實現教學相長。具體措施是：建立物理小組（4至6人一組，座位靠近、成績優、中、差組合），給他們創造更多的合作機會：預習內容交流補充、課上小組討論、輪流上臺演講、學生分組實驗、小組研究課題、小組競賽等。加強思想教育，消除嫉妒心理。使學生體會到互相學習共同提高的樂趣。例如，在每周最后一節課開始5分鐘的“物理前沿知識小演講”活動中，成績差的學生對“黑洞、磁懸浮列車”等問題講得振振有辭。

二、培養自主探究學習能力的教學模式

預習——出示新問題——自學答疑——精講——鞏固回味。

出示新問題：1. 創設情景：利用演示實驗或多媒體片段（展示生活現象）為學生創設十分典型的物理情景，使其產生疑惑、激起沖突。

2. 出示一組問題：教師根據學生預習反饋的信息及教學內容重難點，給出一組程序化新問題（盡量結合已創設的物理情景）。其特點是有啟發性、由淺入深，適應于大多數；新問題的設置要針對學生認知特點有良好的鋪墊作用。

自學答疑：在學生自學過程中，教師全班巡視，對有疑問的學生及時輔導，積極評價，尤其對差生，積極幫他們排除障礙，使其積極投入；自學的最后是小組內交流、小聲討論，學生能討論起來也標志著他們已經完成了獨立嘗試。教師也參與其中，了解他們的思路，為精講采集反饋信息。如學習萬有引力時，讓學生思考計算：月球運動的向心加速度是否是地球引力提供的，用距離平方反比定律加以比較。學生嘗試解決問題。讓學生處于“憤悱”狀態。整個自學過程教師不要講講、停停、問問，防止打擾學生獨立鉆研。

鞏固回味：設計練習要善于運用變式，力求學生的發散思維，使事物的本質屬性更清楚地暴露出來。設計變式練習要從下幾個方面考慮：（1）聯系生活實際，增加趣味性。培養學生分析、解決實際問題的能力。（2）增加練習的廣度，重視知識的比較與綜合。（3）形式多樣化，選擇、計算、分析論證、設計實驗等形式。（4）不僅為了深化某一規律而選題，而且更要考慮培養學生的能力（分析、綜合、推理、創新）而選題。充分發揮“一題多變、一題多解”的功能。（5）為了便于學生筆記，盡量從學生手里已有的資料中選題。

三、通過實驗培養自主探究學習的新探索

1. 開發演示實驗，促進學生獨立思考

有趣的演示實驗可以促進學生獨立思考、自覺進入研究階段，從感性上升到理性。例如：在變壓器的新課教學中，在引入新課時，做了一個“空中取電”的實驗，即用線圈與小燈泡（二極管效果更靈敏）組成的回路，當線圈移到接通電源的變壓器鐵芯上方時，燈泡（或二極管）發出光亮（如圖1所示）像魔術一樣，一下子吸引了學生的注意力。

再如：電場線的教學是高中教學的一個難點，電場線看不見，摸不著，又不是實際存在的線，如何讓學生對電場線有一個直觀的感受，在教學中，可以用一頂帽子，在帽子上取一些小孔，小孔上穿出一些錫箔條，實驗時讓學生戴上這頂特制的帽子，站在泡沫板上，用一只手摸著感應起電機的一個金屬球，教師搖動起電機，可以發現帽子上的錫箔條豎起來并向四周發散（如圖2所示），這個實驗既刺激，又很好地把看不見的電場線直觀地表現出來，極大地促進了學生獨立思考的能力。

2. 自制教具，培養學生自主動手能力

例如：靜電除塵是高二物理靜電學的一個重要的演示實驗，但沒有與之配套的實驗儀器，為此可以引導學生利用身邊的現有的材料，自己設計制做靜電除塵演示儀，找一個細長玻璃管，下面開口，上面用絕緣橡膠塞封口，在橡膠塞中在插入一根金屬絲，做為陰極，外面繞上幾圈電線做為陽極，陽極和陰極分別引出接線柱并把玻璃管固定在鐵架臺上，就制成了靜電除塵儀，（如圖3所示），演示后引發學生積極閱讀、獨立思考。自制水果電池（如圖4所示）與一塊電子表相連接，充當電源，材料易取，新奇有趣，極大地調動了學生自己動手的欲望，增強了自主學習的動力。自制火車輪緣模型，拱橋模型等培養學生在自學中的自主創新設計能力。

3. 將演示實驗改為學生分組實驗推動自學

創造條件使學生由“看”變為“做”，以“做”推動思考，從而培養學生的自覺探究能力。使學生主動參與知識獲取的過程。例如：《楞次定律》是學生非常難以理解的一個定律，語言精練，內涵豐富。在上這一節課時，教師往往是一個人把演示儀器擺在實驗桌上，在講臺上做演示實驗，把條形磁鐵每次插入，拔出過程中，磁通量的變化與電流方向之間的關系演示一遍，學生看得很熱鬧，看似收獲很大，實則一知半解。要讓學生真正理解，不如把演示實驗改成分組實驗，給每個學生一套實驗儀器，教師指導，讓學生親自體驗磁通量的變化與感應電流的關系，學生在做的過程中慢慢感悟，細細體會，然后教師再適當理論引導，這樣自主悟出來的結果，學生掌握起來要輕松的多，事實證明，效果也非常明顯。再如：將“單擺周期T與哪些因素有關？”的演示實驗改為學生分組探索實驗，學生活動積極，實驗過程即自學過程。電阻定律的教學中也可以把原來的演示實驗改為學生的分組實驗。這種教學形式可以激發學生的探究欲望，推動學生的自我學習和探究能力。

4. 拓展自學空間——開放實驗室

（1）自己設計發散性實驗：如測定重力加速度g多種實驗方法

開展課外學習小組，加強小實驗與習題的結合。將“習題實驗化”是矯正學生“重解題輕實驗”的有效方法，這樣不僅可以降低習題的抽象性，而且能大大提高學生的獨立解題能力。

（2）開放器材——為學生課下分散實驗提供簡單儀器

學生可以從實驗室借出簡單儀器，在教室獨立實驗探究，使學生有足夠的實驗時間，防止了“匆匆忙忙走過場”。例如，學習功率時，讓學生借出秒表或用自備的電子表，估測出自己跑樓梯的額定功率。學生活動認真，不僅學會了秒表的讀數、樓高及體重的估測，而且加深了對功率的理解。再如，游標卡尺和螺旋測微器的使用，學生在統一分組實驗后，讀數仍會存在問題，允許學生將少量尺借出，便于他們在課下繼續體會原理及讀數方法。

（3）改革學生分組實驗方法——變“仿”為“探”

為了培養學生能動應變和創造思維能力，使學生成為分組實驗的主人，需改掉傳統的教師“講”學生“仿”的做法。實行“自學——探索——練習——自悟——提高”，學生通過預習后直接面對儀器和提綱進行練習；在實驗中發現問題積極思考，達到用實驗推動思維的目的；借助教師點撥，自悟、修正練習，達到用思維推動實驗的目的；最后通過對實驗過程的認真總結，得到認識上的深化。此方法特別適用練習使用類分組實驗，如：“練習用萬用表測電阻”實驗，可巧妙利用變阻箱作被測電阻，由于變阻箱具有既能變阻值又可讀數的特點，便于學生自我檢查、及時反饋，學生活動活而不亂。

總之，加強自主探究學習能力的培養，是一項長期而又艱巨的任務，通過自主探究學習的教學模式培養自主學能力，既要有正確的認識，又要有好的途徑和方法，同時又要循序漸進，需廣大教師“認真、勤奮、堅持”，在不同的學習階段，提出不同的、適合學生情況的恰當要求，要長期堅持，有意為之，潛移默化。教師給學生以自學機會、自學時間（以課堂內的自學為主）、自學材料和自學方法，讓學生在規定的教學進度的范圍內，根據自己的情況，根據教材的內容和教學要求，動腦、動手先行一步，學生學習興趣的養成和自主探究學習的增強，反過來又促進了教學能力的提高。

（作者單位：浙江省杭州市富陽區新登中學 311404）