关于中学物理探究教学策略之思考

张 俊

(南通市通州区教学教研室,江苏南通 226300)

“倡导探究性学习”是《普通高中物理新课程标准(实验)》提出的基本理念之一;学会探究的一般方法、感受科学探究的过程、发展学生的科学探究能力是新课程改革的重要目标.在减负增效要求的背景下,对于物理教师来说,更应该大力打造高效的探究课堂,充分发挥学生的主体作用,使学生敢于质疑、积极探索、勇于创新,在自主的、高节奏的学习活动中焕发出思维能力,迸发出智慧的火花.

探究式课堂,就是以探究为主的教学活动.是指在教师的启发引导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供质疑、探究、自由表达、讨论的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种释疑解难的尝试活动,将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式.物理探究式教学就是通过这样的活动让学生亲身经历体验科学的探究,激发学生学习物理的兴趣,增进学生对物理学的情感,从而理解物理学的本质,学会科学探究的方法,形成科学探究的能力.

本文就物理课堂探究式教学实施中的几个问题进行探讨,与同行们交流.

1 创设科学、艺术的问题情境

探究式教学的核心是让学生积极主动地参与发现问题、解决问题,目标是培养学生分析问题,解决问题的能力.问题能引发认知冲突,打破认知平衡,能够诱导学生积极参与,集中注意力,维持学习的兴趣与动机,仿造科学家探究未知知识领域的途径,通过发现问题、分析问题、创造性的解决问题去掌握知识,培养创新精神.因此,探究式教学要围绕问题展开.如何引导学生发现、提出问题,是我们首先要考虑的.

(1)引发激趣情境:在正式呈现、研究新知识前,根据学生对现实生活的体验,预先设置蕴含新知识的物理情境,来启发学生发现问题,激起他们学习的兴趣、求知的欲望.这样的情境一般可以在新概念、新规律的学习中采用.如在自由落体运动的教学中可以播放全球第一高楼迪拜哈利法塔上2名高空跳伞员的精彩表演,设置纸片、纸团、铁块三者在同一高度同时下落的实验,引导比较落地顺序等来激发学生学习的兴趣,得出自由落体的概念,进而探索自由落体运动所遵循的规律.

(2)重现冲突情境:在学生的原有认知中,对周围存在的许多现象有许多经验型的理解,而这些认识往往是片面的甚至是错误的,对于这样的问题,我们可以通过一些看似平常但学生没有深入思考的现象来使学生产生认识的冲突,从而引导他们去积极探索.如在“牛顿第三定律”的教学中,学生对拔河比赛往往都会有力气大的会赢的经验型认识,课堂上可通过力气小的同学拉动坐在小车上的力气大的同学的实验来反驳原有的错误的认识,使学生产生认知冲突,引发探究.

(3)探究发现情境:物理学所探究的许多规律的本质是潜在和抽象的,这些抽象的性质不可能被学生直接获知或逻辑推理,而是需要经过观察、研究再自主构建的.通过自主构建所学到的知识是学生基于各自的元认知、思维等种种因素对物理现象进行反复的感知、猜想、实验、探究、验证而形成的个性化的理解,这样的探究学习对学生的终生发展是极为有利的.如在“单摆”的教学中,建立了单摆的理想化模型后,为了探究单摆周期的相关因素,我们可以先不研究或证明单摆在摆角小于10°的情况下是简谐运动,而是提供质量不同、摆长不同的单摆,直接让学生去进行实验探究,让他们在实验中发现问题(如摆球质量、摆长一定的情况下,摆角不同时,摆动周期有时一样,有时不一样等),解决问题,形成结论,然后再来说明单摆作简谐运动的条件.

(4)生成拓展情境:物理课堂教学中对物理情境的精心创设,可以为学生提供良好的暗示和启迪,然而,在我们的实际教学中,动态生成是新课程课堂不可避免的.对于课堂上一些超出教师预设的问题,如果能够有选择地进行拓展,探究教学的真实性也就真正体现出来了.

2 创设和谐、开放的探究环境

新课程理念要求我们创设一种环境,有意识地让学生在实践活动中感知和体验,进而上升至智慧,逐渐培养并解决实际问题的思路、方法和能力.因此,教师应有意识有目的地研发和利用各种资源,创设科学探索的环境,以满足学生探究学习的需要.

(1)创设合作探究的氛围:教学过程中,如学生课堂实验、分组合作实验中,我们应考虑到学生之间存在知识、习惯、心理、能力等方面的差异,因而可以合理搭配,成立探究小组,向学生提供相互沟通的空间,使学生找到与他人合作、交往的正确途径,这样既有助于让学生学会与他人和谐共处,又有助于集体主义科学精神和情感的培养,这样的氛围,增强了学生之间的沟通交往和信息交流,对学生探究能力的培养大有帮助.

(2)设置交流互动的平台:小组合作的形式促进了相互交流,但小组合作的探究模式往往局限于组内成员之间的交流,这些交流对于一些物理科学素养较好、思维相对活跃的学生来讲还是不够的,为了充分挖掘全班学生的探究成果与心得,可以适时考虑采用组际之间的大交流,让他们的交流相互碰撞,启迪智慧的火花.如一次教学观摩活动中,初二年级“速度”一课的教学,老师让学生测量纸锥下落的高度和时间从而计算纸锥下落的速度,每组测出之后发现误差较大,老师就让各组派一位代表阐述各自的做法并开展讨论,通过交流,学生们学会了分析误差的来源,达成了减小误差的测量方案,如高度的测量可以用一把直尺水平放置在纸锥底端和铁架台上刻度尺处,测量时间时可以让一位学生放下纸锥的同时按下秒表,减小反应时间带来的影响.

(3)充分利用网络资源:探究性课堂的教学往往具有开放性,此时不仅需要学生积极思考,还需要查阅资料,收集信息、分析数据等.因此,可通过借助网络的资源,让学生开展探究活动来获得相关信息.如“多普勒效应”一课,借助科技图书及网络,可以让学生获得大量的信息,进而提高许多新的问题与新的观点,实现了学生思维的开放性,如引力红移与多普勒效应有何关系?相对远离(靠近)时,接受到的频率一定减小(增大)吗?如何设置情景推导出定量的表达式?通过探究,既可充分展现学生的学习、思维过程,最大限度地调动学生的学习潜能,也能使教师发现问题或发现观察问题的不同角度,从而有力地促进师生互动,实现教学相长.

3 创设多元、高效的探究形式

当前,教师在课堂上所采用的大都是实验探究,毋庸置疑,实验是物理学的基础,实验探究可以为学生掌握科学探究的方法、提高学生的动手能力打下坚实的基础.此外,我们还可以考虑采用练习探究、理论探究来加强学生对所学知识的巩固和理解,帮助学生形成概念、领悟物理思想方法、培养科学的思维能力.

(1)练习探究:在教学改革的今天,高效课堂已成为每位教师的追求,讲练互补的模式也是我们教育者不断摸索和研究的课题.心理学研究发现,学生对物理概念和规律的掌握不是一次就能完成的,而是需要由具体→抽象→具体的反复,这些可以通过习题的教学让学生延续对一个科学问题的探究.如在动量守恒定律的教学中,对于守恒的条件学生较难理解,如果设置内力远大于外力的试题让学生完成后再来反思,学完动量定理后再用对应习题去研究相互作用前后的动量,学生对动量守恒定律的理解可能会更加深刻.

(2)理论探究:中学物理中,许多知识涉及到天体、科技前沿的内容,而这些内容往往很难在中学实验室借助现有仪器来探究完成;还有一些内容,虽然可以用实验探究得到初步的认识,但科学的结论往往需要成千上万次的实践才能得到,这些仅凭不足45分钟的探究得来的知识还是要打些折扣的.对于这样的问题,就可以采用理论探究的方法,让学生构建知识体系,掌握物理方法.如在万有引力定律的教学中,要让学生认识地球、众行星与太阳之间的力是同一种力,就可以让学生通过查阅资料得到月球、地球的半径、月球公转的周期、月地之间的距离等数据,通过已有的知识来推导证明月球轨道上物体由于受地球的万有引力而产生的加速度和月球绕地球运动的向心加速度相等这一事实来形成概念.

探究能力的培养是新课程创新教学发展的必然,而教育要适应未来社会的发展,培养学生的创新精神和实践能力更离不开探究能力.因此,物理探究教学还有待于我们每个物理教师在教育实践中不断去积累和发展.