浅谈探究式教学在高中物理教学中的运用

高中物理教材从学生的经验和发展需要出发,对物理学科进行以主题辐射型的整合,注重知识的关联性、整体性和开放性,扩大学生认识事物的视野,帮助学生从不同的侧面了解物理、社会、生活,以获得对社会生活和自然科学的整体性认识。教材强调物理与社会、生活密切联系,使学生通过对物理现象的观察与探究、实验过程的合作与讨论、对环境问题调查与分析等开放的多样的活动,在体验与探究中主动地学习。同时中学生由于年龄和生理特点决定了他们的求知欲望强烈容易对新知识、新事物产生兴趣,学习态度积极,参与意识强烈,较易为教师所引导,这需要教师在课堂教学中创设探究情境,使学生持久地保持盎然的学习兴趣。高中物理教学中增加了研究性学习课程,这对我们广大师生来说是一种全新的挑战,如何在现有的教学模式和物理课程体系中,既让学生掌握基础知识和基本技能,又能培养学生的综合运用能力,收集和处理信息能力,分析和解决问题的能力,是非常值得探讨的话题。笔者在高中物理教学中做了以下探索。

一、在实验中探究,激发学生的兴趣

高中学生聪敏而好学,易于接受新鲜事物,并且有把物理学好的满腔热情,老师在教学时要充分利用这些资源,引发他们学习物理的兴趣和热情,同时培养他们自主学习的能力。教师可以指导学生翻阅科普书籍和有关物理杂志,作好阅读笔记,甚至在互联网上查找有关物理资料等形式,让学生理解物理知识的含义,了解物理发展的历史,以及物理学在促进社会发展过程中表现出的魅力。了解物理学研究形成的基本观点,如时空观、物质观,自然观等对整个人类文化都产生了深刻的影响力,是各行业科技人员所必须具备的基本观点,物理学在研究问题的过程中所形成的科学方法,大都成为科学研究的基本方法,也成为培养和提高人才素质的最有效方法,让学生通过探究性学习,仿效科学研究思路,认识物理学发展特点和基本性质,可以进一步提高物理教学的思想性,人文性和方法论等内涵,最大限度地引发他们学习物理的兴趣。在高中阶段,每周至少有4节物理课,充分利用物理课中碰到的各种问题,可设计一些供学生讨论的实验题目,并引导他们一步一步地探索、解决。

物理课本中有大量现成的实验,有时可以对这些实验进行一些讨论和改进。在做直流电路的实验时,我让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究。用简单的伏安法电路,不论是采用电流表内接还是电流表外接,都有系统误差。结合这个问题,我给学生介绍了补偿的思想,然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路。补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差,但这个矛盾解决了,电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾。怎么办?经过进一步研究改进,大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表,再辅以灵敏度很高的电流表,便可以明显提高实验结果的准确度,这就是常用的惠斯通电桥。接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻,比较测量结果,可以证实先前的想法。在历史上,从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的,而在这堂实验课中,学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程。这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的。再如在学习光学现象“虹”的时候,应让学生明确目的是找现象发生的条件。可以先唤起学生已有的感知,“虹”在夏季雨后背日的天空出现,这就是观察到虹的先决条件,在些基础上让学生自己创造条件来观察。学生讨论后,或在室内利用电灯做光源,或在室外直接利用太阳为光源,当背向光源站立,向空中斜上方喷水以形成许多小水珠,这就由于创造了形成虹的条件就可观察到虹。

二、在作业中探究,培养探究能力

探究式教学是以培养科学探究能力为目标的教学模式,其中包含自主地提出探究的问题、把握探究的方向,发现探究的策略,提出假设和检验,与他人合作探索及反思批判能力的培养等。经历探究过程以获得理智能力的发展和深层次的情感体验、及自主地建构知识和掌握解决问题的方法,是探究教学所要达到的目标。物理课后作业的作用主要是巩固训练为主,向来以量大,题难的特点,在学生中对物理作业的完成一直有较大的畏难情绪,如何布置一些学生能做、愿做的作业,以提高学生对物理学习的兴趣,一直是我们物理教师的愿望。我们现在运用探究式学习的方式、方法设计了一些有趣的探究作业。如:学习有关亚里士多德的观点时,书上引用的两个观点都是错误的,容易让学生得出亚里士多德总是错误的这样一个结论。为了让学生了解亚里士多德,我布置了《正确认识亚里士多德》的小论文,要求学生利用学校网络来重新了解亚里士多德。学习《行星运动规律》时,布置学生利用网络进行《太阳系中的力学》等小课题的探究,学生通过搜索网络资源得到九大行星的资料,分组讨论,观察、分析、总结九大行星的公转运行规律,引导学生探究运动的成因,分组实验研究向心力的大小与哪些因素有关,从而得出向心力公式,与万有引力公式一起验证行星的轨道半径与周期,由学生自己总结出天体运动的一般规律。

新教材在物理应用方面,增加了较多的内容,为培养学生的分析问题和解决问题能力提供了很好的素材。在物理教学中,要不失时机地抓住这一“契机”,培养学生运用物理的意识,让学生尝到学习物理的甜头。例如:研究性课题中的菜刀上的力学知识问题,先启发学生回忆日常生活中常用的菜刀。接着启发学生按照力的分解、力矩的平衡知识对菜刀刀刃的锐与钝、刀把的长与短、刀身的宽窄与长短进行讨论并归纳出结论:然后再进一步引导学生探究锯齿形刀刃的利与弊,并通过查找资料、小组讨论得出结论。通过“提出问题——分析问题——探究解法——归纳结论”这种探究式学习的方法,不仅激发了学生的学习兴趣,而且培养了学生坚忍不拔的意志、实事求是的科学态度和勇于创新的精神以及分析问题和解决问题的能力。