创新观念下高中物理探究性课堂组织策略

◎ 谢 强

创新是推动人类社会发展的源动力,正是人类历史上的科学创新推动了人们生活水平的提升,使人类能够免于自然世界中潜在危险的伤害,并提升了人类的认知水平,让人类能够摆脱自身的桎梏,观察研究更为广阔的世界。进入21 世纪,创新变得更为重要,各个行业都越来越渴求具备创新能力的人才,因此高中物理教师在开展教学时,应积极转变教学理念,构建探究性物理课堂,使学生具备探究物理世界的能力。探究性物理课堂的关键在于让学生掌握探究式学习方法,也就是让学生主动发现问题,根据已有信息形成猜测和假设,在进行广泛的调查和研究之后得出结论,从而解决问题并彻底理解所学知识,掌握正确的物理研究方法。

一、引入问题情境教学,激发学生的自主探究意识

高中物理课程内容比较注重体现物理学科的本质特征,因此教材内容充满大量的物理学基本概念、定律和理论,这都是物理学数百年发展的精华成果。尽管很多概念已经成为人们脑海中的基本观念,但深入研究起来仍具有一定理解难度,而且大部分概念和理论是物理学家历经数年得出的研究成果,很多内容都违反人类的直觉,这进一步加大了学生的学习难度。为了培养学生的学习兴趣,激发学生的自主研究意识,教师可以引入问题情境教学,让学生在现实情境中发现问题,并围绕问题开展探究活动,这样学生才能养成发掘问题的好习惯,并对所学物理知识进行积极思考,否则学生就会对自己的疑惑视而不见,并逐渐丧失探究物理知识的兴趣。例如,在教授《力的合成与分解》时,我就创了问题教学情境,先让一名男同学独自把桌子抬起来,然后又让两个女生合力把桌子抬起来,并引导学生站在物理角度思考这两种方式的差异点。这时学生就会从联想到教材中的力学知识点,并提出“合力在现实中有哪些应用?”、“两个不同角度的力的合成规律是怎样的?”、“分力与合力之间的关系是怎样的?”等问题,从而产生探究物理现象的兴趣,并在探究过程中理解相关的概念和理论。

二、开展生活实验教学,让学生掌握实验探究方法

实验是自然科学领域的重要研究手段,很多物理概念和理论都是在物理实验中发现的,比如法国物理学家库伦通过扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律,而物理实验也是证明物理理论正确性的重要方式,比如爱丁顿到西非开展的物理观测实验证明了爱因斯坦的相对论。由此可见物理实验的重要性,学生也只有了解物理实验的理念和手段,才能掌握物理探究的方法和思路。现实生活当中有很多重要的物理现象,而只有通过物理实验才能发现其中的物理规律,因此通过设计并实施物理实验,就可以发现很多以往忽视掉的物理知识,或验证教材上的物理规律或理论。例如,在教授《重力与弹力》时,我就带学生设计了探究弹簧弹力与形变量之间关系的物理实验,先让学生熟悉物理实验器材的作用,之后由学生自主设计实验方案,并以书面形式上交到教师手中,由教师选取其中比较优秀的设计方案开展物理实验。学生则负责设计实验记录表格,记录下各项试验数据,并得出最终的结论。这样学生就能在物理实验探究的过程中理解胡克定律,并掌握正确的实验探究方法和思路。

三、组织小组合作探究,提升学生解决问题能力

小组合作是探究性课堂的重要组成部分,毕竟物理知识具有较强的抽象性和复杂性,而很多物理问题也很难凭借学生的个人能力解决,但如果教师直接告诉学生所提问题的答案,又失去了探究性学习的意义,因此教师可以组织小组合作探究,让学生在遇到问题时结成合作小组,共同解决遇到的问题。这样不光能让学生对自己所提出的问题进行充分地讨论和思考,还能培养学生的协作意识,在物理学发展越来越复杂的今天,合作分工已经成为物理学研究中的常态,学生能够掌握这项能力也有助于开展物理探究活动。例如,在教授《加速度》时,部分学生很容易将速度与加速度的概念混淆,或者完全无法理解加速度的内涵和实质意义。这时我就先询问理解和没有理解加速度概念的学生数量,然后打破固定座位次序,让理解和没有理解的学生结成学习小组,共同探究学习加速度的概念。在小组合作探究活动中,教师应向学生强调,这并不是学生之间的单方面的教学,而是学生共同探究物理概念、解决物理问题的一次机会,没有理解的学生可以提出自己的问题,并与已经理解概念的学生共同探究解决。这样学生就会掌握正确的小组合作方式,从而在探究物理概念的过程中,提升自己解决问题的能力。

四、进行物理史教学,使学生理解物理探究的内涵

物理学史是研究物理学知识、理论和方法的学科,教师开展物理学史教学,有助于学生了解物理学的真个发展体系,区分每个物理学发展阶段,并掌握物理学在思想和研究方法上的变化,理解物理学家研究成果的重要性和现实意义。这样学生才会将教材中的物理知识纳入同一背景下进行学习,并对不同物理理论和概念之间的关系进行系统思考,在了解物理大师思想的同时,学生也会受到启发,从而以另一种角度看待物理学,并逐渐发现物理学的魅力所在。物理学史着重研究每一个物理概念或理论的发明过程,从当时人们所面对的困惑或发现的问题开始,直到最终解决问题,物理学的探究方法和理论体系都会发生些许变化,学生从中可以了解物理发现的整个过程,并学习到众多的物理研究方法。例如,在教授《万有引力定律》时,我就向学生科普了万有引力定律的发现过程,并让学生了解了在万有引力论出现之前,伽利略和开普勒所做出的成就,学生在了解16 世纪人们对于地球和太阳运动关系的看法后,就会深刻体会到万有引力定律的伟大之处,并理解到物理探究的重要内涵。

结语:高中物理课程可以让学生从物理学视角认识自然、理解自然,通过构建基于创新观念的高中物理探究性课堂,增进了学生对物理知识的理解,让学生掌握了探究物理世界的方法和手段,使学生了解到物理学的内涵和意义,从而促使学生形成了科学的世界观和价值观,并立志为人类科学事业的发展而贡献出自己的力量。