在竞赛辅导中培养学生自主学习的动机与能力

2012-01-23卢列权

物理通报 2012年5期

卢列权

(镇海中学浙江宁波 315200)

1 理论基础

1.1 强烈的学习动机是优秀学生实现自主学习的主要条件

自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代化学习方式.以学生作为学习的主体，通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标.对高中的优秀学生而言，自我意识已发展到一定水平，有明确的学习目的，具备一定的学习策略，所以强烈的学习动机是实现自主学习的主要条件.

1.2 教学活动应成为学生自主学习动机的诱因

动机是激励人们进行某种活动以达到一定目的的内在原因和内部动力.动机的产生需要两个条件：内驱力和诱因.一般情况下参加竞赛的学生有较强烈的个体需要和自我实现的需要.辅导教师在教学活动中应设法提供满足个体需要的外在刺激，推动学生去为实现自我需要而努力，从而产生自主学习的动机.

2 在竞赛辅导中培养学习动机的策略

2.1 注重课堂探究熟悉探究模式激发探究兴趣

课堂教学是培养学生自主学习动机的主要途径.

2.1.1 新奇现象激发好奇心和求知欲

好奇心是知识的萌芽.如在教授角动量守恒时，请一学生手握两个哑铃坐到转椅上，转动转椅，学生伸直手臂，角速度就减小；弯曲手臂，角速度就增大.在这样的探究活动中，学生乐此不疲.物理知识包罗万象，物理竞赛给这些学生提供了更为广阔的天地，在教学中应尽可能利用各种新奇的现象激发学生的好奇心和求知欲.充分利用新颖的、奇妙的、神秘的、自相矛盾的现象形成注意的焦点，超出学生预期，引起学生的好奇心和求知欲.持之以恒，可以使学生形成对物理学科的兴趣.

但在教学中，如果仅仅用惊险视频、漂亮图片或新奇实验现象这些方法，则只能激发学生短暂的兴趣，引起比较粗浅的思考，而不能提高学生的思维素质和解决问题的能力，也不能有效地促使学生自主学习.所以新奇现象的展示不应是教学中的主要手段.

2.1.2 巧妙设疑，激发探究欲望

在课堂教学中，要求教师能够抓住学生学习的最近发展区，设置悬疑，有技巧地暴露学生认识上的错误，形成悖论，引发新旧知识或不同学生间观点的冲突.能够提出深层次的问题与实际相关的问题，促使学生思考，激发学生的求知欲.下面是学过角动量守恒后的一个例题，笔者的设疑，引起了学生浓厚的兴趣.

图1 圆锥摆

【例1】如图1所示,圆锥摆的摆长为l，摆球绕竖直轴匀速转动，试讨论小球的角速度能否为ω=

解：设摆线与竖直方向夹角为θ.因为

Tsinθ=mω2lsinθ

Tcosθ=mg

所以

学生满腹疑团，有的相互讨论，有的动笔尝试解决问题.这个问题的教学成功激发了学生的探究欲望.

2.1.3 引导探究，体会成功喜悦

学习的乐趣在于获得发现，在于获得成就.获得成就后又能促使学生自主学习，形成良性循环.这是学生持续学习和钻研的源动力.

课堂教学注重探究过程，学生在探究过程中应用知识解决问题，不但使知识融会贯通，也熟悉了探究过程，提高了自主学习的能力；更重要的是认识到了知识的力量，体会到科学研究的曲折性、复杂性和最后成功的喜悦.

以磁电式电流表原理的教学过程为例，采用设计探究教学模式，学生对电表的原理和结构的理解更加深刻，同时也获得了自主学习的经验和动力.

【例2】如图2(a)，通电线圈在磁场中受安培力矩发生转动，受到的安培力的力矩表达式为M=NBIScosθ，其中N为匝数，B为匀强磁场的磁感应强度，I为电流，θ为线圈平面与磁场方向的夹角.安培力力矩与电流强度有关，以此为原理设计测量电流强度的仪器.

图2 磁场中的通电线圈

设计：(1)如图2(b)，利用游丝产生的力矩与安培力的力矩平衡，游丝产生的力矩为M=kθ，k为常量，平衡时满足

NBIScosθ=kθ

(2)如图2(c)，装上指针，标上刻度，但刻度是不均匀的.

(3)利用磁靴设计辐向磁场，如图2(d).安培力矩与转过的角度无关，为M=NBIS，平衡时满足NBIS=kθ，θ∝I；刻度是均匀的.磁电式电流表设计成功.

学生在自主学习的过程中会遇到各种困难，不知道怎么着手研究，遇到问题不知道怎么处理.课堂中的探究过程和学生的自主学习在探究方法、情感体验等方面具有相似性.课堂探究为学生提供了研究的思路和方法，提高了学生自主学习的能力.

但教学中也发现，博大精深的物理思想、严谨的物理方法、巧妙的实验设计、行云流水的课堂教学，这些都能够激发学生对该学科的兴趣.但这些还不能成为学生持续学习、钻研的动力.经过这样的教学，学生感触最多的是佩服，佩服物理思想，佩服物理学家或佩服物理教师.

2.1.4 培养动手欲望和动手能力

当学生有想法、有疑问时，能否积极主动地去验证，查找答案，是实现自主学习的关键.很多物理问题来自生活、生产；在教学中应利用这些问题有意识地培养学生实验检验的意识和能力.

【例3】在无月光的夜间，一个池面较大的水池底部中央有一盏灯(可看做点光源).设水中无杂质且水面平静，向水面看去，会看到什么现象？

解析：很多同学认为，看到的应是被照亮部分的水面，所以水面中部有一个圆形区域是亮的，周围是暗的.

为此可鼓励学生自已动手进行实验检验.

将灯泡置于盛水的盆底，在暗室中就得到如图3(a)所示的实验现象，水面上看不到圆斑，只能看到小灯泡的像.

对比实验:在水面上撒上痱子粉，实验现象如图3(b)所示，可以很明显地看到圆斑. 图3(c)为将暗室中的灯打开后的现象[1].

在实验过程中，学生体会到了研究问题的乐趣.

(a)

(b)

(c)

教师可进一步要求学生测量水的折射率，或利用一个手电筒测量一块玻璃砖的折射率等方案.同学们对这些探究活动积极主动.

这些活动促使他们迁移应用知识解决问题，在各种物理现象之间建立联系，能够有效激发学生对自然、对物理的兴趣和情感.这些活动促使学生逐渐实现自主学习.

2.2 课堂探究与课外探究有效衔接变被动学习为主动学习

在传统的教学方式中，学生的学习往往是被动的.没有教师的引导，学生往往就不会学习了.新课程下的探究教学要求发挥学生的主动性，能够参与到课堂教学中来，但课堂时间有限，学生的自主探究时间很少.笔者对有些内容采用课堂探究与课外探究相结合，促使学生在课外去探究课堂上提出的问题.以下是“气体压强产生原因”的教学片段，教学中取得了很好的效果.

这个推导过程及结论与学生刚刚学过的知识产生矛盾，引起了学生的积极思考.有的学生认为大气压强应该是由重力产生的，有的学生认为大气压强还是由于气体分子不断撞击引起的.

对于这些冲突，笔者并没有当堂解释，而是给了学生一张“0℃时的气体分子速率分布表”，要求学生在课后自己收集材料或利用课堂上学过的知识证明自已的猜想与假设.

当兴趣被激发以后，有些学生的能力超出教师的预料.有的学生分别从“重力说”和“碰撞说”两种角度进行证明：在标准状态下大气压强值均近似为1.01×105Pa.并最终给出完整的解释：两种方法并不矛盾[2].

在这样的多次探究过程中，学生提高了自主学习能力，逐渐从被动学习向主动学习转变，最终能够实现自主学习.

2.3 帮助学生建立任务与课题实现自主学习

教师可通过以下方式帮助学生建立任务与课题.

(1)在学习过程中教师建立阶段性的学习任务，学生完成自主学习.参加竞赛的学生中有部分学生是能够轻松地完成高中学业的，教师应当指导这些学生完成对有些书或有些章节的自主学习.对学生存在的共性问题，教师建立任务让所有学生完成自主学习.

如在理解力的等效作用点时，笔者给学生任务：研究各种力的等效作用点.学生提出了很多问题，如重力的等效作用点为重心，这是对什么等效？研究刚体时，弹力、摩擦力的作用点是否也是等效作用点？浮力的等效作用点在哪里？平动非惯性系中，惯性力的等效作用点在哪里？转动参考系中，刚体的惯性离心力的等效作用点在哪里？学生通过查阅大学物理书籍、上网查询、交流讨论等各种方法，最终解决了这些问题，很好地理解了等效作用点这个概念.在这个过程中，学生既有独立思考、主动学习，又互相质疑、互相协作，实现了自主学习.

(2)学生可自主建立学习任务.在平时与学生的交流过程中，学生会提出很多有价值的问题.参加竞赛的学生所提问题基本上都有一定深度，而且反映的也往往是学生中的共性问题；教师只需适当指导，就可以让学生实现自主学习.在学生的自主学习能力到一定程度时，学生会自主建立学习任务，为达到学习目标，他们会通过书籍、网络等途径完成大学物理、高等数学等相关内容的学习.

(3)与研究性学习、通用技术等课题结合，建立小课题.笔者指导学生的小课题“电子双缝干涉产生随机数可行性探究”和“无尘黑板擦的研究与制作”分别获全国首届中小学生研究性学习成果评选一等奖和宁波市青少年科技创新大赛三等奖.在这些活动中，学生自主学习的积极性明显提高.