构建学生自主探究的物理学习模式

沈明光

摘要：本文通过列举案例的方法，结合教者自身的教学实践，着重课讨如何构建学生自主探究学习模式。

关键词：构建；自主探究；学习模式

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003—6148(2009)12(S)—0005—3

转变学习方式，实现有效学习是新一轮课程改革的一项重要内容。中学物理新教材充分体现了学习方式多样化的课程理念，大力倡导自主、合作、探究式的学习方式。新教材注重物理学习的体验性与探究性，尤其在物理知识的形成过程和所用方法上给学生留有较大的自主探究空间，从而让学生在亲自经历学习的体验实践中去认识发现、获取掌握相关的物理概念、原理或规律。这就要求物理教学必须突出学生学习的主体性，努力构建适应学生自主探究的学习模式，让他们在学习探究中培养、锻炼与增强学习能力，提高学习效率，现就笔者几年来的新课程物理教学实践，对如何构建学生自主探究的学习模式，谈几点自己的认识和体会。

1加强“自学质疑”环节的预习指导，提高学生自主学习的内在动机

突出学生学习的主体地位，首先要着力培养学生的自学能力，充分激发他们内在的学习动机。我们可以把课前的自学质疑环节的作为课堂学习的一个前移关口，利用学生的课余课后的时间，指导学生预习教学内容的基本知识与技能。这样安排就会让学生提前进入课程的研读思考，提前进行观察、调查、实验等自学质疑的相应准备，对教材的知识内容形成初步的认识，从而形成积极思考的问题意识，这样也可以让学生在课堂上能有目的、有方向、有准备地主动参与教学活动，从而提高课堂学习的有效性。

为引领学生对课前自学质疑的开展做到有序有效并提高预习质量，教师还必须围绕学生的课前预习内容，认真编写具有指导性的自学导纲或导学方案。它们一方面指导学生明确自学内容的目标要求，通读梳理教材的知识要点，注意观察、采集生活的有关物理学现象，主动的开展一些简单的探究实验，积极的思考并大胆的提出猜想；另一方面指导学生初步了解相关物理概念、原理、规律或定律的形成过程与方法；同时，指导学生研究、分析导纲中的典范题例，让他们弄清楚例题中的解题过程和方法思路，并能尝试性地对有关预习思考题的进行研究解决，再者是注重培养学生的问题意识，鼓励引导学生在自学思考、认识理解的基础上大胆的提出存难质疑的问题，并将其带到课堂学习的互动交流中求得解决，通过上述几点的导纲引领，为课堂教学活动的顺利开展提供一个扎实的知识铺垫。

例如，在学习《观察水的沸腾》这节内容时，教师可指导学生提前在家中观察用铝锅加热烧水的整个过程。同时设计一些探究性质的内容供学生去观察、思考与猜想；

(1)水在逐步加热时，水中气泡的位置，气泡的大小，气泡的多少是如何变化的?水的温度又是怎样变化的?

(2)水在加热沸腾时，水中气泡的位置、大小、多少的变化又如何?水温的变化又如何?水在沸腾过程中，是否火越大，水温就越高?

(3)停止加热时，水是否还会沸腾?此时水中气泡的位置、大小、多少又在如何变化?水的温度将逐渐怎样变化?

(4)试描述水在沸腾时的气化特征。对于这样一些在课前需要实验观察探究的预习问题，学生感到简单容易，操作方便，所以他们很有兴趣去动手探究，对于水在沸腾前、沸腾时、沸腾后这几种情形下的气泡的位置、大小、多少的变化情况，通过观察、记录与比较，学生能够得出比较真实的判断。对于水温的变化，虽然学生家中很少有温度计，但根据经验可判断出水在被加热时升温，停止加热时温度则降低。而对于水在沸腾时的温度是否升高，是否与加热时的火力大小有关的认识，有的学生猜想水温会继续升高，并且火越旺，温度越高；有的学生猜想水温可能不变；有的学生则猜想结果难以确定。同时，他们对水沸腾时的汽化特征的描述也可能不太深入。对于学生所存在的认识冲突，这就需要继续在课堂的学习探究中求得解决。

又如，在学习《压强》这节内容时，教者可设计下列一些问题供学生的课后自学中去思考：

(1)你在日常生活中见到哪些压力产生的作用现象?压力的作用方向与物体表面有什么关系?

(2)在交通公路和一些桥头上经常见到立有限载超重的标志牌，你明白这是为什么吗?

(3)自我尝试，分别用你的两只脚、一只脚、一脚的脚尖站立在地面一分钟，说出各有怎样的感觉，能明白其中的道理吗?再试一试，用你两手的食指分别压住削尖的铅笔两端，两手指有什么感觉?改变增加压力的大小，两手指又有什么感觉?

(4)根据实际观察和体验，你能猜想出压力产生的作用效果跟哪些因素有关?你将用什么方法去比较压力作用效果的大小?如何来表示压强的定义?由于这些问题都十分贴近学生的生活实际，而且进行实验探究又较方便，所以很容易让学生在探究中对压力的概念、影响压力作用效果的有关因素逐步形成一个比较明晰的认识。在用什么方法对压力作用效果进行大小比较的探究时，学生可能会有一定的困难，这时教师可指导学生参照前面第五章“如何比较物体运动快慢”的探究方法来进行思考。学生只要突破了这一难点，随后在课堂上继续探究认识压强的概念、意义时就会比较容易。

初中物理新教材的每节知识内容几乎都安排了随堂实验活动。对于简单的实验活动，教师可以指导学生在课前应用简单的器材和简便的方法去开展动手实验，让学生在具体的实践过程中形成初步的感知发现。

2加强“讨论交流”环节的互动合作，提高学生自主学习的合作能力

课堂活动是学生开展讨论交流、实现自主合作学习的主环节，根据笔者的实践经验，课堂活动可以按照下述思想来组织实施；以自学导纲的预习内容为课堂教学的切入口，组织学生把课前的自学中形成的学习认识、理解体会、质疑问题带到课堂上进行探讨交流，最终形成新的认识，具体安排是：首先可组织学生在学习小组内开展讨论交流，寻找问题解答和问题质疑的异同点，然后在全班范围内对小组汇报的质疑问题展开进一步的讨论交流、辨析求通。

例如，在学习用天平称物体的质量这节内容时，笔者有过这样的经历：教师在课前指导学生预习《天平使用的说明》。通过课堂上对实物天平的具体观察，学生都能清楚认识天平不同部位的名称，了解天平使用的基本操作规则，然而在后续的实际操作过程中，几个实验小组的学生在观察横梁游码所对的刻度值读数时，有的认为应看游码的左边的刻度，有的认为应看游码的右边刻度——认识在这里产生了分歧与碰撞，大家争辩不下，这时教师应该做的不是直接告诉学生的正确读数，而是启发学生去思考如何用事实来验证说明。这时有学生提出，可以用一个已知质量的砝码放到左盘去称量，在天平平衡后，观察游码所在的刻度值究竟对应的是左边刻度还是右

边刻度，很快经过各小组的实验验证后，大家终于得出以游码左边刻度为准的统一认识。通过合作互动的讨论交流，使学生对《天平的使用》有了深刻的操作掌握。

再如，在自学预习《物质的密度》这节内容时，学生通过对物体的体积与质量关系的观察比较，得到了“同种物质组成的物体体积越大。质量也越大”认识结论，但在班级的讨论交流时，有的学生对这一结论的正确性提出了质疑：“如果物体是空心的，是否体积越大，质量也越大呢?”学生的认识见解在这里产生了碰撞。在大家的争辩中，有的学生提出：“同种物质组成的物体，体积越大，质量也越大”的这个结论应该要有个前提条件，又是一番思辩讨论后，大家终于认识到这句话的前提就是“物体必须是均匀实心的”，接下来在合作探究“同种物质的物体其质量和体积的关系”实验中，教师指导各合作小组，分别测量大小不同的铝块和铁块的质量与体积，然后根据各记录数据，让学生分别计算出铝块、铁块的“质量与体积”的比值。经过学生的计算、分析、对比与交流后发现；“同种物质组成的物体其质量与体积的比值是相同的”，“而不同物质组成的物体质量与体积的比值是不同的”。从而认识到“质量与体积的比值”反映了物质的一种特性，此时物质密度概念的建立也就水到渠成了。

在讨论交流的过程中，凡是学生能观察、能表达、能分析、能解决的课堂内容，都可以由学生独立完成或合作完成。教师则应以一个组织者、指导者、合作者的身份参与学生活动之中。对于学生质疑的问题，教师只做恰当的点拨引导，主要让学生自己去辨析求通，从面形成自我发现。

3加强“探究发现”环节的实验引导，提高学生自主学习的探究能力

“探究发现”是建立在学生自学质疑、讨论交流基础上的课堂动态生成，是对前面两个环节的延续。它的重要作用就是：利用课堂上开展的物理实验，让学生在对物理现象的观察分析、归纳认证过程中，获取新知识，形成新技能，产生新发现。

例如，在“探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关”时，教师在课前就指导学生联系生活实际观察有关摩擦现象，采集与之相关的信息，并大胆猜想摩擦力的大小可能与哪些因素有关。由于在日常生活中对摩擦有一定的观察体验，所以学生在课堂的讨论交流中，容易得出“摩擦力的大小可能跟压力的大小有关，跟物体接触面间的粗糙程度有关，跟接触面的面积大小有关，还可能与物体相对运动的快慢有关”等多种猜想。在学生的猜想形成后，教师进一步引导学生讨论思考：影响摩擦力大小有诸多因素，该如何设计探究方案，来验证我们的猜想是否正确呢?在思考的问题中，就包括选择什么方法，选用什么器材，怎样进行实验，收集哪些数据，如何分析论证等细节，鉴于多因素影响的复杂性，教师在此时就可以为学生适当点拨引导实验探究方法。经过全体学生的互动探讨，最终采取了“控制变量法”的探究方案，接下来，在指导学生探究影响摩擦力大小的因紊的实验时，首先探究的内容是摩擦力大小与压力大小的对应变化关系。学生很容易知道应控制物体接触面间的粗糙程度、接触面的面积大小、物体匀速运动快慢等几个因素不变，在经过实验操作和对实验数据的分析比较后，得到了摩擦力随压力的增大而增大的结论。然后在分别研究摩擦力大小与接触面的粗糙程度、与接触面的面积大小、与物体相对运动速度这几个因素的关系时。学生就可以采用同样的探究方法进行操作与分析了，最后，学生进行综合分析与归纳，从而得到“摩擦力的大小只与压力的大小和接触面间的粗糙程度有关，而与其它因素无关”的认识结论，在这个探究活动中，学生不仅加深了对摩擦力的大小变化的认识，而且提高了他们的实验操作能力和分析归纳能力。

再如，欧姆定律的实验需探究导体中的电流与导体两端的电压、导体的电阻的关系。学生根据前几节的学习知识和对电器的使用经验，容易形成“导体两端的电压越高，导体中的电流就越大；导体的电阻越大，导体中的电流就越小”的猜想。在课堂的讨论交流中，我们需要采用什么方法，选用哪些器材，进行哪些步骤，记录哪些数据，来验证导体中的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间存在的定量关系?由于学生有了以前所经历的对多变量进行探究的经验，所以就比较容易形成采用“控制变量的方法”进行探究验证的共识，接下来进行具体的探究实验时，教师可以充分放手让学生操作：先让学生控制导体的电阻不变，研究导体中的电流与导体两端电压之间大小变化的关系；进而通过改变导体两端电压的大小，观察导体中对应的电流大小变化，通过分析比较记录数据，可得到“导体中的电流餵导体两端的电压成正比”的探究结论。再控制导体两端的电压不变，研究导体中的电流与导体的电阻之间的大小变化关系，改变接人电路中的导体的电阻大小，观察导体中电流大小的变化，通过对记录数据的分析比较，得到了“导体中的电流与导体的电阻成反比”的探究结论。最后教师引导学生根据上述两种实验结果进行综合归纳，得出“导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比”的发现，沪科版的初中物理教材设计了37个比较重要的实验探究活动，其中有12个比较复杂的需要用“控制变量法”开展的实验探究，只要经过教师的适当指导，都可以放手组织学生去自主合作完成，并能发现相关的物理规律或原理。

以“自学质疑、讨论交流、探究发现”这三个环节为基础而构建的学生自主探究的学习模式，可以更有效的促进学生自觉主动的开展探究学习，培养其自主学习能力，提高其学习效率。那么，在教学实践中，就要求我们的物理老师牢固确立“以生为本”的教育理念，注重发挥学生学习的内在动因，充分挖掘他们的学习潜能，努力实现物理学习效益的最优化。

栏目编辑赵保钢