自主学习在物理实验教学中的应用

白烨

【摘 要】实验是物理课堂教学的重要组成部分，也是提升学生核心素养的关键载体，物理科便成为实践自主学习这种特殊学习模式的重要平台。本文以一课多研的方式，结合《凸透镜成像规律》一课，发现学生独自操作的困难，发掘学生学习的能动性，从而取得较好的学习效果。因此得出结论：自主学习是融入物理教学且有利于学生发展终身学习能力的重要学习模式。

【关键词】自主学习；物理；实验教学；凸透镜成像

“自主学习”建立在人本主义思想基础上，以儿童青少年及其学习为中心，让学生在教师指导下通过自学、独立思考、探究、实践等方式达成各项学习目标，并获得终身学习能力的发展。本文以一物理课为例，展示自主学习应用于物理实验教学的具体情形，揭示教学中的困难以及提出提升教学效果的策略，以推动课堂教学改革。

一、研究背景

笔者从事物理教學十年，一直通过强化课堂控制、精炼教师讲解、题型分类训练等手段，不断追求高效率的课堂，并时常以学生的分数作为检验教学效果的唯一标准。可是同时笔者也发现了许多令人难以理解的现象：刚升高一的学生难以适应高中物理的学习；初三的学生对实验题总感到害怕；初二的学生连秒表都不会用……因此，笔者总思考如何让学生理解多次实验的目的；思考如何让学生建立物理模型的抽象概念；思考如何让学生熟练、自然地运用物理方法进行灵活探究。

物理学是一门建立在观察和实验基础上的理科课程，实验无疑是学生学习的基础。通过实验，学生不仅可以感悟物理学规律的发现过程，掌握和了解重要的物理学思想，而且可以养成动手操作与实践的习惯，以及勇于探究的科学精神。如若将自主学习和实验连接起来，则更能激发学生养成提出问题、形成假设、反思实验数据、验证假设、得出结论等习惯，从而更有利于发展其科学方面的核心素养。但是在现有的初高中物理教学过程中，物理科往往和其他科目一样，以讲授和习题练习为主，对学生的自主学习并不重视，从而导致学生对知识的理解浮于表面，最终导致错误率较高。因此，笔者主张回归物理学习的实验基础，将自主学习融入物理实验教学之中，并在新一届初二年级课堂中加以实施。笔者期望初二年级的学生能够将所有相关的实验都操作一遍，充分利用好现有的实验器材，进行深入持久的探究，从而使学生变成真正的自主学习者。

二、教学设计与思考

笔者在学期初尝试用实验教学的方式实施物理课时，曾遇到各种困难，从而导致教学效果出现“缩水”的现象。例如，只围绕考试范围中规定的要点来安排实验课；实验设计总以教师讲解和示范为主；数据分析过度理想化；学生思考和探究得不够充分等等。于是笔者坚定信心，试图以自主学习为理论基础，对物理科实验教学进行改革。

要以自主学习为载体提升学生的学习效果，首先要深刻认识 “决定课堂进程的，并不是教师的教学设计，而是学生的学习进程；判断课堂教学成败的标准，并不是教师本人能力与表现，而是教师教学对学生学习的引导与帮助。”这一理念既是自主学习的核心要旨，也是笔者开展物理实验教学的基本立足点。于是，笔者决定要以《凸透镜成像规律》一课为例，一层层地开展基于自主学习的物理实验教学。

第一环节便是教学设计与准备。刚开始的时候，笔者对自己有信心，希望能够切实落实自主学习的基本要求，放手让学生去做事情。于是笔者将整个教学过程设计为如下几个部分：

1. 引入部分：放大的烛焰跳动——激发学生兴趣，引起学习动机。

2. 学生实验：学生设计“物距”——无拘束地自主学习。

3. 学生模仿：学生看示范并模仿，而后“挑战”操作规范——感受不能错误操作的“原因”。

4. 发挥想象：思考还有哪些“新点子”——充分探究，感悟规律的形成。

三、课堂教学的实际过程

在上述教学设想与准备的基础上，笔者与教研组共同磋商与研讨。在这个过程中，不断对原有的设想进行修正和完善。之后，笔者进一步意识到，在学生自主学习的过程中，教师在课堂教学中所扮演的角色应是组织者、促进者和参与者，教师应对课堂教学的情境，对学生的行为与态度及整个学习进度有非常清楚的认识，并协助学生进行富有逻辑的思考和解决问题。所谓观察学生，并不是单纯地看，而是要将学习目标铭记在心，不断检验教学效果以及检查学生的行为是否促进学习，各个环节是否顺利及合理开展。有了以上认识，笔者开始进行第一次授课。

经过初步尝试，笔者发现在教学过程中存在如下问题，并提出相应的补救措施：

1. 引入的烛焰不够亮、不够大，没有视觉冲击的效果——建议改成灯泡外面套箭头的光源。

2. 光具座标尺读数困难——建议重新装贴标尺刻度。

3. 学生自主选择的物距也存在很多隐患：

A 数据零散，相差距离小，看不出像的明显特征。

B 数据重复少，不能确定结论的准确性；没有参照组比较，误差大，不能更好进行小组之间的讨论。

C 有的数据可能集中在同一个区域里，学生很难察觉出不同像的规律。

为了观察学生在每一个环节中是否能够进行有效的自主学习或者有否自主学习的反馈点，笔者邀请教研组教师们一起制定了有针对性的“课堂观察表”，结合课程目标、重难点、课堂环节与进程等要素，对学生的行为反应、自发思考、知识迁移、动手操作、规律形成、应用拓展等多个方面进行观察和量化记录。此外，笔者还针对不同个性群体的学生进行了课前与课后的访谈，获得了关于学生学习状况的更具体资料。因此，在进行第三次教学设计时，笔者进行了如下调整：

1. 教师解释虚像成因，并训练观察方法。

2. 针对凸透镜成像的动态变化，进行以小组为单位的讨论。

3. 结合实际生活，对凸透镜成像规律的应用进行集体讨论。

在第三次上课之前，笔者还特意带领学生到实验室去认识器材，满足其对实验室的好奇心，也熟悉器材的结构以及使用时的注意事项。笔者也在课前重新用胶带缠绕蜡烛，并粘贴光具座的标尺刻度；为了方便学生读数，临时安排了一个学生代表，帮教师给全班同学点蜡烛等。

笔者对整节课进行了全程录像，近20名教师观察员对学生的行为与态度等进行了细心观察并写下观察记录。就普遍反馈而言，整个课程比较流畅和顺利，环节紧凑、层层递进，学生的实验非常成功，数据也做得非常准确；总结规律、动态变化和生活应用等都由学生完成。学生们的出色表现受到了观察组教师的一致认可。

四、教学效果的总结与反思

课后，观察组成员结合视频录像和观察记录表，对本堂课的学生表现，进行了集体研讨与反思，结果发现：

1. 建议让学生有更多数据尝试的机会。给定数据做好之后，可以指引学生自主设计数据并进行尝试，这样可以使他们对规律的形成有更深的理解。

2. 可以更好地激励学生回答关于（后视镜与凸透镜）成像区别（面镜、透镜原理不同）的问题。

3. 比较难理解的虚像及观察方法等部分应该及时反馈、强化训练。

4. 学生在做好指定实验之后，已经对实验本身有了一个初步想法，应该扩展“自主学习”空间和时间，使学生更加熟悉实验的操作，并积累实验经验。

自主学习不仅可以让学生真正地成为学习的主体和主人，并在学习过程中不断提升自己的问题解决能力、合作交往能力、批判与创造思维能力等核心素养；而且也对教师的专业发展产生了更强大的推动作用，比如建立和完善以学生为本的观念，从学生的角度出发进行备课与设计，不断根据学生的需求动态调整教学的程序与节奏，并以学习成效来衡量教学的最终效果等。正是自主学习这种特殊的学习方式，才使得笔者找到了课堂教学改革的突破口。笔者更加坚信，只要教师愿意相信学生、为他们创造自己探索的机会，学生的潜能就能被更有效地激发出来。因此，笔者拟在今后的物理教学中开展自主学习，不断积累自主学习的经验，以推动学生终身学习能力的持续发展。

参考文献

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[2]刘有才，段青红.物理教学中实验教学[J].中学生数理化（教与学），2013（07）.

[3]杨志喆.高效课堂——遵循认知规律的课堂[J].新课程，2011（02）.