探究式學習與傳統教授方法的核心區別在于學生的主動參與程度。傳統教學往往強調教師的知識傳授,學生則在課堂中處于相對被動的接受者地位,這種“灌輸式”的學習方式固然有其優勢,如迅速傳遞基礎知識,但往往缺乏對學生思維能力和創新意識的培養。而探究式學習則強調學生作為學習主體的重要性,鼓勵他們通過自主探究、討論和實踐活動,深入理解物理概念,通過引導學生進行邏輯推理和實際操作,使他們不僅在理論上理解事物,更能在實踐中運用所學,使學習與生活緊密結合,為他們未來的發展奠定堅實基礎。
一、高中物理教學中應用探究式學習的必要性
探究式學習法在物理教學中的應用,符合現代教育理念,強調學生主動參與和自主學習的重要性[]。在這一過程中,學生不僅是知識的接受者,更是物理現象的研究者。通過將學習與日常生活相結合,學生能夠更好地理解物理概念,從而提升他們的思維能力和問題解決能力。
首先,探究式學習鼓勵學生提出問題。教師在此期間并不是知識的唯一傳授者,而是引導者與指導者,要創建更為開放、自主的課堂教育環境,使學生的好奇心得以激發,進一步推動學生探索未知領域的勇氣和動力。例如,在講解力學時,可以讓學生通過觀察身邊的運動,比如汽車行駛、球類運動等現象,引導他們思考相關的問題,從而提出自己的假設。這種方式不僅能提高他們對物理現象的關注度,還能培養他們獨立思考的能力。
其次,探究式學習能夠豐富課堂教育方式,全面轉變傳統教學模式下課堂的沉悶局面。教師可以設計多樣化的探究活動,如實驗、討論、小組合作等,讓學生在不同形式中探索知識。在一個單元內容教學中,可以將相關實驗與理論相結合,讓學生通過實際操作來理解抽象概念。此外,圍繞某一具體問題展開深入探討,讓學生在小組內合作,通過搜集數據和證據進行分析,從而形成對該問題的獨立見解[2]。這種多樣化的教學方式,能夠提高課堂活躍度,也使學習過程更具趣味性。
最后,采用探究式學習法能夠改變傳統師生關系。以學生為中心的教學思想強調個體差異和自主性,倡導合作學習。這種轉變使教師更加關注每個學生的發展,通過小組討論、共享成果等方式,不同背景和能力水平的學生可以互相幫助,提升團隊合作能力。在此基礎上,教師還能根據不同學生特長制定差異化教學策略,實現因材施教。同時,這也讓教師更加關注到每位學生在探究過程中的參與度,更全面地反映出他們在知識掌握、技能培養及綜合素質上的提升。
二、探究式學習在高中物理教學中的實施對策
探究式學習理論來源于建構主義學習理論。建構主義認為,知識不是被灌輸的,而是學生通過與環境的互動和個人經驗逐步構建的。皮亞杰、維果茨基等教育心理學家的研究表明,主動探索能夠促進深度理解,同時增強學生解決問題的能力。在物理教學中,探究式學習可以幫助學生從宏觀和微觀兩個層面理解物理現象,提高其邏輯思維和科學探究能力。
(一)設計懸念導學,激發自主探究興趣
知識導入是物理教學的關鍵,能夠幫助學生了解即將學習的知識,從而提升學習的積極性。在實際教學中,教師可圍繞相關物理理論提出引人思考的問題,引導學生主動探索答案。在解答懸念問題的過程中,適時提供一些提示信息,以幫助學生逐步找到問題的答案,使他們在解答中初步理解簡單的物理概念或理論,為后續深入學習奠定良好的基礎。這種互動性和探索性的教學方式有助于增強學生對物理學科的興趣,提高他們自主探究知識的能力,使課堂更加生動有趣。
例如,在教學“摩擦力”期間,教師可以從學生熟悉的生活現象出發,提出與課堂所學知識相關的問題:“為什么在下雨天,騎自行車時需要更加小心?在剎車時,為什么會容易滑倒?”這樣的設問引導學生回憶個人經歷,并鼓勵他們思考摩擦力在生活中的重要性。有的學生可能會回答:“因為路面濕滑,摩擦力減小,所以剎車時容易滑倒。”通過這樣的討論,教師能夠明確學生對摩擦力的初步理解,也可以引出摩擦力在日常生活中的實際應用。接著,進一步引導學生分析不同情況下的摩擦力:“如果我們在不同材質的路面上騎自行車,比如沙石路和光滑的瀝青路,哪個更容易剎車?為什么?”這種比較能夠幫助學生理解摩擦力與物體表面粗糙度之間的關系。為加強教學效果,教師可以進行簡單實驗,如使用不同材質的表面(如木板、玻璃、砂紙等)和相同重量的物體,讓學生觀察它們滑動的情況。這種直觀的實驗不僅能夠加深學生對摩擦力概念的理解,也能夠增強動手能力和觀察能力。此外,在討論完這些實際例子后,總結出摩擦力的重要性,如它在支持物體運動、制動等方面所起到的重要作用,并引導學生思考,“如果沒有足夠的摩擦力,我們的生活將會怎樣?”通過這些問題,不僅有助于學生理解理論知識,還能激發學生對物理學更深層次問題的思考,使得復雜概念變得更加容易被接受和理解,進而從根本上提升學生探究能力,凸顯探究式學習的價值。
(二)豐富探究活動,提升自主探究效果
作為高中階段的物理教師,應不斷優化授課活動,從根本上增強探究式學習效果。通過設計實驗探知、案例分析、情境模擬等多元化的教學,提升學生自主探究意識。同時,創造開放的認知空間,讓學生在實際操作中汲取知識,提升他們主動探究物理的積極性,改善課程學習效果,有助于全面提升學生的綜合素養。
1.開展實驗探究活動
物理實驗的開展能夠將抽象理論轉變為直觀現象,激發學生學習興趣與探究欲望。在開展物理實驗自主探究活動期間,需要教師將班級學生分成多個實驗小組,并創建相關實驗任務,這樣可幫助學生了解基本的實驗操作方式[3]。在此之后,各小組可以自主進行實驗,通過動手實踐記錄數據、分析結果,并逐步得出結論。這一過程不僅提高了學生的動手能力,還促進了對物理理論和現象之間關系的深入理解。
例如,在教學“功率”期間,教師按照同組異質原則,將班級學生分成多個實驗小組。給每組分配不同的實驗器材,如電動機、燈泡、電源和電流計等。為讓學生更直觀地理解功率的概念,可以提前錄制一段微課視頻,展示如何測量電器(如燈泡或電動機)的功率,以及實驗的具體步驟。在視頻中,教師可以詳細解釋每個器材的作用,以及實驗過程中需要注意的安全事項。接下來,各組學生開始進行合作實驗,需要觀察各自設備的工作狀態,如燈泡亮度、電動機轉速等,同時記錄下電壓和電流的數據。通過這些觀察,學生能夠主動分析“功率 Σ=Σ 電壓 × 電流”的關系,并探討在不同負載條件下出現的變化。如,有一組學生通過將不同功率的燈泡接入同一電路,他們發現,當增加燈泡數量時,總功率上升,而每個燈泡發出的光亮度也有顯著變化。這時,教師可以引導他們思考“為何在相同電壓下,不同燈泡發出光亮度會不同?它們之間又是如何影響整體功率的?”這一問題,激發學生對串聯與并聯電路理解的興趣,有效培養學生自主學習和分析問題的能力。
2.開展案例探究活動
教學中,教師可以通過引進生活案例,幫助學生梳理深奧的學科知識,進一步消除學生對探究式學習的恐懼心理。教學中主要利用學生熟悉的生活現象,培養學生將知識與生活相結合的意識,讓他們在學習物理概念和技能時,認識到相關知識的實際作用和應用價值。這種教學方法既能提升學生的理解力,又能增強他們的實踐探究能力。
例如,在教學“磁場”期間,教學目標是讓學生理解“磁場的定義與性質”,掌握怎樣在實際生活中識別與運用磁場[4]。為更好地實現這一教學目標,教師應運用多媒體播放“磁鐵如何吸引鐵釘”視頻,通過生動的視覺呈現,學生能夠直觀地理解磁場的存在及其作用機制,不僅激發了學生的好奇心,還為后續的實驗打下良好的基礎。接下來,教師可以用“冰箱上的磁貼”作為日常生活中的例子進行演示,通過展示例子解釋什么是磁力,以及如何在生活中觀察到磁現象。同時,引導學生思考其他生活中的實例,如“怎樣利用電動機原理使玩具車運動”等,幫助學生將課堂知識與實際生活聯系起來,鼓勵他們主動探索身邊的科學原理。然后,教師可以組織學生分成小組,根據他們所觀察到的真實現象,共同繪制出磁場分布圖或進行簡單實驗,例如,用不同材料(如紙片、塑料等)測試與磁鐵之間的互動效果。在這個過程中,學生將通過實踐活動加強對磁場性質及應用的理解。通過生活案例探究活動,培養學生發現和理解知識的能力,提升在實際生活中運用科學知識解決問題的水平。這種探究式學習模式,也能激發學生對自然科學更深層次的興趣,為未來學習打下良好的基礎。
(三)用探究式學習模式,解決實際問題
物理知識與我們的日常生活息息相關,不僅解釋自然現象,還為解決實際問題提供了科學依據。通過探究式學習,學生可以在實踐中理解物理原理,使他們在解決實際問題時能夠運用所學知識,培養分析和解決問題的能力。
例如,在教學“牛頓第三定律”期間,采用探究式學習模式能夠有效提升學生的理解和應用能力。教師可以讓學生回想自己拍球時的體驗,并詢問:當手掌向下拍擊皮球時,皮球會發生什么?此時,學生可能會意識到皮球在接觸地面之后會反彈。這一現象觸發了他們對力的本質的探討。接著,通過觀看相關視頻引導學生觀察并思考:為什么皮球在與地面接觸后能夠反彈?此環節可以引入力的相互作用概念。在施力與受力的角度分析中,教師可以解釋,當手掌向下施加力量時,皮球受到作用力,與此同時,根據牛頓第三定律,皮球也會對手掌產生一個大小相等、方向相反的反作用力。這使得學生初步理解了作用力和反作用力之間是如何相互關聯的。在經歷思考后,為加深學生對牛頓第三定律的理解,組織一個實驗:使用力傳感器來測量拍擊過程中的力量變化。當學生實際操作并記錄數據時,他們能夠直觀地看到施加于皮球和地面之間的力是如何變化的。在實驗過程中,可以讓學生嘗試用不同力度進行拍擊,從而觀察到不同情況下反彈高度和力量之間的關系。同時,這種實踐體驗也促使他們將物理知識與日常生活結合起來,提高了學習興趣與動機。
(四)重視探究深度,實施過程性評價
在素質教育全面深入的背景下,探究式學習作為創新性教學方式,逐漸受到高中物理教師的重視。探究式學習不但能夠促進高中物理教學目標達成,而且還能夠為學生提供更為廣闊的學習空間與思維訓練[5]。但值得注意的是,探究式學習并不是唯一的教學方式,教師有必要在實施期間結合具體教學內容與任務選擇恰當方式,由此展現出更為優質的教學效果。物理探究式學習中,師生之間的互動很重要,這種互動能夠培養學生更為深層次的物理思維,在合理的教學情境當中激發學生積極參與。通過設計一系列有趣且具挑戰性的問題,引導學生積極提出、分析和解決問題,教師可以有效促進師生間的信息交流和思想碰撞,從而提高教學效果。
與此同時,教師在這一過程中應重視對學生學習過程的評價。過程性評價注重觀察和記錄學生在學習中的進步,不僅可以增強學生的信心,還能幫助教師及時調整教學策略,以適應不同學生的發展需求。這種評價方式強調了學習過程的重要性,使學生能夠清晰地了解從提出問題到最終得出結論的一系列步驟,如查閱資料、實驗探究、提出假設及驗證等。這一連貫性的過程,不僅幫助學生增強了對物理知識和科學方法論的理解,也培養了他們獨立思考和解決問題的能力。所以說,實施探究式學習,不僅要關注知識傳授與技能培養,更要注重激發學生積極探索知識背后的原理和邏輯。通過師生間的有效互動、持續進行過程性評價以及設定恰當的問題情境,可以更加深入地促進學生對物理學科的理解與熱愛,從而實現素質教育目標,為他們未來的發展奠定堅實基礎。
結束語
總而言之,探究式學習在高中物理教學中的實施,不僅有助于激發學生的學習興趣,還能培養他們獨立思考和解決問題的能力。通過探究式學習學生能夠深刻理解物理概念與原理,并將其應用于實際生活中。教師應積極引導,創造開放的學習環境,鼓勵學生提出問題、進行探索,以實現由表及里的深入理解。未來,應繼續探索與改進探究式學習策略,使其在物理教育中發揮更大的作用。
參考文獻
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[3]姚林宏.以項目式學習落實高中物理核心素養的教學實踐研究:以“動量與動量守恒定律”單元為例[].中學物理,2024,42(17):52-54.
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[5]朱呈煒,鄧志文.指向學習目標的高中物理微項目式學習設計:以“帶電粒子加速”教學為例[].物理教學,2024,46(3):11-16.