“导学结合,独立探究”的“电磁学”教学模式探索

曾庆国,韩晓琴,张良

(商丘师范学院 电子电气工程学院,河南 商丘 476000)

在现行大学物理专业教学中,“电磁学”是重要的专业课程之一,构建一套行之有效的“电磁学”课堂教学模型是提高“电磁学”教学质量的有效途径.在“电磁学”教学中进行模型探究教学的尝试,可激发学生学习物理的兴趣,培养学生对“电磁学”课程学习的科学方法,形成基本的科学探究素质.“导学结合,独立探究”教学模式可以作为一种“以学习者为中心、教师主导参与”的“电磁学”教学方法在课堂教学中广泛使用.

1 “导学结合,独立探究”教学模式的特征

1.1 发散思维

发散思维的教学模式体现了问题驱动学习法、启发式辅助学习法、探索拓展性学习法等教学模式的特征.在教学过程中,由“以教师教学为中心”的传统课堂教学模式向“以学习者为中心”的学生自主学习、合作探究模式转变.教师前期进行问题创设,学生在此基础上主动探索,查阅资料,搜集文献,小组讨论,寻找解决问题的方法.学生在教师的逐步引导下,独立完成学习过程,提高了学习的主动性和成就感,进一步提升了学生的综合素质.

1.2 教师角色变换

古人云:“授人以鱼,不如授人以渔”.因此,有质量的课堂教学不应该是教师整节课一人讲课,学生全过程被动听课,而应该是教师引导学生掌握学习方法,学生主动地学习、师生互动交流教学相长的过程.

在课堂教学过程中,教师根据教学情境的需要变换不同的角色,如:向导——引导学生有一个正确的学习开始;导师——提供信息,给出一些思考的方向,引导学生做出思考选择;学生——以学生的身份请教问题,协助分析学生独立探究时出现的问题,以问代教,引导学生明白课堂学习目标并透彻理解知识点;评委——点评学生独立学习成果和小组互动学习的效果;合作者——对学生学习中提出的创造性观点,做好合作讨论,共同深入推进,开拓学生视野,提升学生的个人潜能,整个教学过程中使学生学习的主动性得到淋漓尽致的发挥,教与学有机地融为一体.

1.3 学生角色融入

随着“导学结合,独立探究”锻炼的深入,教师外部引导的影响逐渐形成学生的自学能力.学生通过自身的情感体验,自己掌握学习过程和方法,完成主动学习的过程,促进了自身的可持续发展,也进一步增强了个人能学会、能学好的自信心.同时,学生解决实际问题能力会在此过程中得到逐步强化,逐步形成独立主动学习的经验和习惯.当“导学结合,独立探究”的过程进入良性循环后,老师的角色更像大学里的博士生导师,主要的作用是指引正确的方向和驾驭研究的进程,而作为主体的学生就如已经能独立进行科研的博士,在学习中拥有更多的主动性,积极主动地学习和研究,并在学习过程中体会学习带来的成功和乐趣.“导学结合,独立探究”教学模式的优越性也得到最大的体现.

例如,磁场是“电磁学”教学内容的重要内容,我们在磁场原理和应用的教学中,从基本的磁场理论知识,引入普通异步电机,拓展到新型无铁芯电机研究项目.使学生从最基础的理论知识,到最新的应用研究前沿进行一个全方位的接触和认知,对知识的理解更加深刻.学生的学习兴趣也从中得到了很大的激发,知识结构也更加完善和优化.下面就以此为例,对“导学结合,独立探究”教学模式的实施过程进行系统的介绍和分析.

2 “导学结合,独立探究”教学模式的实施过程

2.1 教师设置有意义的问题

教师在做导学结合问题设计时要做好充分考虑和安排.首先做好问题的选择,注意问题的设置和课程目标的关联性.其次要做好问题的给出形式、利用手段等前瞻性设计,要能通过问题设计实现知识、素质、能力三维育人目标.再者,要精心设计,充分考虑在解决过程中可能出现的新问题,做好创新设计项目等拓展教学形式,进一步培养学生创新意识.诸如此类,都需要提前做好充分的准备,这也是教师采用该教学方法的难点.

作为教学的引课,教师可以不必拘泥于问题的深度和难度,重在进行引导,引起学生思考和探究的兴趣.比如可把问题设计成简单的问答形式,也可以设计成多问题并行的形式,引起学生的探索兴趣,激发学生的发散思维.

在磁场部分的学习过程中,以磁场的原理和应用为例开展导学结合,独立探究.在教学中,首先对电磁场的原理进行讲解,并对旋转磁场在三相异步电机、发电机等实际应用进行介绍,激发学生的学习兴趣.

教师也可以根据教学内容的需要,设置问题后,采用不同的形式组织教学.比如,教师课前设置好问题任务后,引导学生,开展翻转课堂教学.对于师范专业的学生,讲课、普通话、三笔字是学生必须具备的的师范技能.学生通过走上讲台“讲课”,尝试扮演教师角色,进行课堂教学组织,用普通话进行讲课、粉笔字进行板书设计和展示,尝试展示“教”的技能和本领,是培养学生师范技能的一种好方法.而且,学生为了角色翻转,前期要自行开展翻转教学的各种准备,自学的主动性和自学能力也会得到很大的提高.在进入较深层次的学习之后,教师根据课程目标任务进一步引导学生自行查阅资料,开展自主探究学习和小型课题的构思设计,提升学生的研究能力.

2.2 师生讨论,形成假设或分解问题

在教学探究过程中,教师引导学生对提前设置的问题通过类比归纳,使之形成能希望成立或产生谬论的假设,然后证实或证伪.学生在获得知识的同时,提升自学探究的能力.也可以把问题拆分为具体的小问题,使较难的问题表现出清晰的递进形式.将一个个小问题解决后,设置的综合性问题也会得到更好的解决.比如我们在对电机特征进行熟悉的基础上,师生共同设置一些有意义的问题:异步电机中“异步”的意义?三相电机的旋转磁场是如何产生的?三相电机的基本工作原理是什么?带领学生实际参观三相电机的实物,对电机进行拆装,熟悉电机的基本结构.在对三相电机进行深入研究之后,教师对学生进一步设问:旋转磁场中,电磁力有哪些参数决定?如何利用计算机软件对电机原理和工作状态进行仿真模拟?教师把学生分成几个小组,每个小组分配不同的任务,如有的小组以分析电机理论为主,有的小组以编译仿真程序为主,有的小组主要调试仿真程序等.最后,大家进行汇总、融合,完成三相电机的计算机仿真.恰如高层次的科学研究,在面上项目上分离出不同的子课题,逐层剥离,分析研究;之后,诸类合并,回归到面上项目,实现科研目标.

2.3 积极鼓励学生独立自主解决问题

教师在采用“导学结合,独立探究”的模式进行课堂教学过程中,要鼓励学生结合前面学习的知识思考分析老师设置的引导问题,鼓励学生发散思维,充分肯定学生,引导学生参与讨论.同时,教师要积极点评,引导,使学生时刻感受到进步的喜悦,踊跃参与探究教学中来.要特别注意的是,在学生形成自主学习的习惯之前,教师的引导要从较为具体的问题或者较低层次的问题开始,之后逐步引出更为抽象或者深层次的学习内容.

在采用“导学结合,独立探究”的教学过程中,解决问题可采用形式多样的方式.如可以强化学生“独立思考”,引导学生个人发言,提出解决问题的方案,也可以小组讨论,形成“集体决议”,也鼓励小组内或同学间争论,使学生的独立性和主动性能充分发挥出来.在此过程中,教师要做好引导,在学生思维停滞时,有意识地提醒,使思考活动顺利进行.并且鼓励学生课上或课后积极验证猜想或问题结论.

在导学过程中,教师要积极引导个性学生和鼓励学习能力较差同学提出和思考问题.使学生的学习过程在一个积极活泼的气氛中进行.教师还应该充分利用学生在学习中提出的疑惑和问题,引导学生相互解疑,通过“集体辩论”“师生交流”等方式,让学生的思想相互碰撞,激发出思维的火花,这对学生综合能力的培养非常有益.比如在磁场一章学习过程中,引导大家对磁场原理和电机电路的知识进行汇总、融合.在这个过程中,大家各抒己见,学生提出许多新颖的创意,其它学生进行讨论和补充,或反对、或赞成、或惊叹…….学生的激情被充分的激发,学习和钻研兴趣也空前高涨.

2.4 教师引导评价,拓展思考过程

“导学结合,独立探究”的模式进行课堂教学后期,教师要引导学生对独立探究的过程与成果进行评价,及时进行知识点的梳理.把问题的探索过程拓展到新课程内容和实际“电磁学”模型中,可以采用引导学生改变问题的条件或结论等方式进一步引导设置新问题,对探索的充分性和研究方法的结果和意义进行评价和小结.形成教师课前新知识问题引导,课中讨论学习,辩论思考,课后总结验证、探索拓展新知识的“导学结合,独立探究”的学习闭环.学生在这种经常性的学习闭环影响下,会逐步养成“提出问题-分析问题-解决问题-提出新问题”的良好习惯,也使得独立学习、主动学习成为了学生个人自觉,实现学生的学习能力上升一个层次.

2.5 适当创造“类科研”的学习环境

一般学生在思考教师设置好的问题时,由于设置问题条件充要,结论清晰,学生利用已学过的知识解决起来障碍较少.但是,在深入解决实际问题的过程中,往往存在很多不确定性,需要学生独立思考、分析总结后,选择解决问题的方案.尽管如此,很多时候得到的结果也不一定合理,需要进一步分析改进.教师要培养学生在学习的过程中解决实际问题的能力,就要适当创造“类科研”的学习环境.“类科研”的学习环境对学生学习兴趣和基本科研素质的培养非常重要.“类科研”的学习环境主要指教师要指导学生学会搜集资料,查阅文献,掌握一些科学研究方法.教师对学生进行分类指导,有针对性地给学生创造一些研究条件.比如,在磁场原理和应用的学习研究中,对一些学习积极性高、有一定的科研潜力的学生,进行指导和实验分析能力培养,让一些学生参与到教师的科学研究项目中,进一步培养和提升学生的科学研究素养.

在新课程改革要求中,明确提出了要在课程教学中创设课题研究.为此,教师可以从不同方面考虑,探索在课程教学中设立创造性或设计性课题.当然,对学生的创设课题设置要切合学生实际.比如,“电磁学”在现实生活的应用,“电磁学”对科学技术应用的贡献,探究“电磁学”对后续其他课程学习的重要性等.

在“类科研”的学习环境下,教师可以给学生在研究的目标、分析方法、解决问题的思路等方面进行有针对性的帮助,引导学生相对独立地开展初级阶段的科学研究.而且,课题研究涉及问题往往具有复杂性和综合性,在学生进行课题研究过程中,必须查找很多资料,综合相关知识.这样就可以培养学生通过互联网、资料库等渠道获取知识和处理信息的综合能力.学生处在“仿真科研”的学习环境中,既充分体验“导学结合,独立探究”的过程,又得到基础的科研锻炼,提升基本的科学素养.

3 结 语

课堂教学是当前对学生实施素质教育的主要渠道,要想培养学生的综合素质和创新能力,仍采用传统填鸭式课堂教学对学生进行书本知识讲授是远远不够的.“电磁学”课程是物理学专业的一门核心课程.为此,我们采用“导学结合,独立探究”模式对本课程进行教学改革探索.教学模式从传统的教师掌控课堂的“以教师教学为中心”向学生自主学习、合作探究的“以学习者为中心”的教学理念和教学模式转变.通过笔者近几年的教学实践表明,采用“导学结合,独立探究”的教学模式,可以有效激发学生学习的主动性,提高学生的综合素质.