構(gòu)建學(xué)生自主探究的物理學(xué)習(xí)模式

沈明光

摘要：本文通過列舉案例的方法，結(jié)合教者自身的教學(xué)實(shí)踐，著重課討如何構(gòu)建學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)模式。

關(guān)鍵詞：構(gòu)建；自主探究；學(xué)習(xí)模式

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003—6148(2009)12(S)—0005—3

轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)是新一輪課程改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。中學(xué)物理新教材充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)方式多樣化的課程理念，大力倡導(dǎo)自主、合作、探究式的學(xué)習(xí)方式。新教材注重物理學(xué)習(xí)的體驗(yàn)性與探究性，尤其在物理知識的形成過程和所用方法上給學(xué)生留有較大的自主探究空間，從而讓學(xué)生在親自經(jīng)歷學(xué)習(xí)的體驗(yàn)實(shí)踐中去認(rèn)識發(fā)現(xiàn)、獲取掌握相關(guān)的物理概念、原理或規(guī)律。這就要求物理教學(xué)必須突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，努力構(gòu)建適應(yīng)學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)模式，讓他們在學(xué)習(xí)探究中培養(yǎng)、鍛煉與增強(qiáng)學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)效率，現(xiàn)就筆者幾年來的新課程物理教學(xué)實(shí)踐，對如何構(gòu)建學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)模式，談幾點(diǎn)自己的認(rèn)識和體會。

1加強(qiáng)“自學(xué)質(zhì)疑”環(huán)節(jié)的預(yù)習(xí)指導(dǎo)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)

突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位，首先要著力培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，充分激發(fā)他們內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)。我們可以把課前的自學(xué)質(zhì)疑環(huán)節(jié)的作為課堂學(xué)習(xí)的一個(gè)前移關(guān)口，利用學(xué)生的課余課后的時(shí)間，指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容的基本知識與技能。這樣安排就會讓學(xué)生提前進(jìn)入課程的研讀思考，提前進(jìn)行觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等自學(xué)質(zhì)疑的相應(yīng)準(zhǔn)備，對教材的知識內(nèi)容形成初步的認(rèn)識，從而形成積極思考的問題意識，這樣也可以讓學(xué)生在課堂上能有目的、有方向、有準(zhǔn)備地主動參與教學(xué)活動，從而提高課堂學(xué)習(xí)的有效性。

為引領(lǐng)學(xué)生對課前自學(xué)質(zhì)疑的開展做到有序有效并提高預(yù)習(xí)質(zhì)量，教師還必須圍繞學(xué)生的課前預(yù)習(xí)內(nèi)容，認(rèn)真編寫具有指導(dǎo)性的自學(xué)導(dǎo)綱或?qū)W(xué)方案。它們一方面指導(dǎo)學(xué)生明確自學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)要求，通讀梳理教材的知識要點(diǎn)，注意觀察、采集生活的有關(guān)物理學(xué)現(xiàn)象，主動的開展一些簡單的探究實(shí)驗(yàn)，積極的思考并大膽的提出猜想；另一方面指導(dǎo)學(xué)生初步了解相關(guān)物理概念、原理、規(guī)律或定律的形成過程與方法；同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生研究、分析導(dǎo)綱中的典范題例，讓他們弄清楚例題中的解題過程和方法思路，并能嘗試性地對有關(guān)預(yù)習(xí)思考題的進(jìn)行研究解決，再者是注重培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生在自學(xué)思考、認(rèn)識理解的基礎(chǔ)上大膽的提出存難質(zhì)疑的問題，并將其帶到課堂學(xué)習(xí)的互動交流中求得解決，通過上述幾點(diǎn)的導(dǎo)綱引領(lǐng)，為課堂教學(xué)活動的順利開展提供一個(gè)扎實(shí)的知識鋪墊。

例如，在學(xué)習(xí)《觀察水的沸騰》這節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師可指導(dǎo)學(xué)生提前在家中觀察用鋁鍋加熱燒水的整個(gè)過程。同時(shí)設(shè)計(jì)一些探究性質(zhì)的內(nèi)容供學(xué)生去觀察、思考與猜想；

(1)水在逐步加熱時(shí)，水中氣泡的位置，氣泡的大小，氣泡的多少是如何變化的?水的溫度又是怎樣變化的?

(2)水在加熱沸騰時(shí)，水中氣泡的位置、大小、多少的變化又如何?水溫的變化又如何?水在沸騰過程中，是否火越大，水溫就越高?

(3)停止加熱時(shí)，水是否還會沸騰?此時(shí)水中氣泡的位置、大小、多少又在如何變化?水的溫度將逐漸怎樣變化?

(4)試描述水在沸騰時(shí)的氣化特征。對于這樣一些在課前需要實(shí)驗(yàn)觀察探究的預(yù)習(xí)問題，學(xué)生感到簡單容易，操作方便，所以他們很有興趣去動手探究，對于水在沸騰前、沸騰時(shí)、沸騰后這幾種情形下的氣泡的位置、大小、多少的變化情況，通過觀察、記錄與比較，學(xué)生能夠得出比較真實(shí)的判斷。對于水溫的變化，雖然學(xué)生家中很少有溫度計(jì)，但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可判斷出水在被加熱時(shí)升溫，停止加熱時(shí)溫度則降低。而對于水在沸騰時(shí)的溫度是否升高，是否與加熱時(shí)的火力大小有關(guān)的認(rèn)識，有的學(xué)生猜想水溫會繼續(xù)升高，并且火越旺，溫度越高；有的學(xué)生猜想水溫可能不變；有的學(xué)生則猜想結(jié)果難以確定。同時(shí)，他們對水沸騰時(shí)的汽化特征的描述也可能不太深入。對于學(xué)生所存在的認(rèn)識沖突，這就需要繼續(xù)在課堂的學(xué)習(xí)探究中求得解決。

又如，在學(xué)習(xí)《壓強(qiáng)》這節(jié)內(nèi)容時(shí)，教者可設(shè)計(jì)下列一些問題供學(xué)生的課后自學(xué)中去思考：

(1)你在日常生活中見到哪些壓力產(chǎn)生的作用現(xiàn)象?壓力的作用方向與物體表面有什么關(guān)系?

(2)在交通公路和一些橋頭上經(jīng)常見到立有限載超重的標(biāo)志牌，你明白這是為什么嗎?

(3)自我嘗試，分別用你的兩只腳、一只腳、一腳的腳尖站立在地面一分鐘，說出各有怎樣的感覺，能明白其中的道理嗎?再試一試，用你兩手的食指分別壓住削尖的鉛筆兩端，兩手指有什么感覺?改變增加壓力的大小，兩手指又有什么感覺?

(4)根據(jù)實(shí)際觀察和體驗(yàn)，你能猜想出壓力產(chǎn)生的作用效果跟哪些因素有關(guān)?你將用什么方法去比較壓力作用效果的大小?如何來表示壓強(qiáng)的定義?由于這些問題都十分貼近學(xué)生的生活實(shí)際，而且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究又較方便，所以很容易讓學(xué)生在探究中對壓力的概念、影響壓力作用效果的有關(guān)因素逐步形成一個(gè)比較明晰的認(rèn)識。在用什么方法對壓力作用效果進(jìn)行大小比較的探究時(shí)，學(xué)生可能會有一定的困難，這時(shí)教師可指導(dǎo)學(xué)生參照前面第五章“如何比較物體運(yùn)動快慢”的探究方法來進(jìn)行思考。學(xué)生只要突破了這一難點(diǎn)，隨后在課堂上繼續(xù)探究認(rèn)識壓強(qiáng)的概念、意義時(shí)就會比較容易。

初中物理新教材的每節(jié)知識內(nèi)容幾乎都安排了隨堂實(shí)驗(yàn)活動。對于簡單的實(shí)驗(yàn)活動，教師可以指導(dǎo)學(xué)生在課前應(yīng)用簡單的器材和簡便的方法去開展動手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在具體的實(shí)踐過程中形成初步的感知發(fā)現(xiàn)。

2加強(qiáng)“討論交流”環(huán)節(jié)的互動合作，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的合作能力

課堂活動是學(xué)生開展討論交流、實(shí)現(xiàn)自主合作學(xué)習(xí)的主環(huán)節(jié)，根據(jù)筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，課堂活動可以按照下述思想來組織實(shí)施；以自學(xué)導(dǎo)綱的預(yù)習(xí)內(nèi)容為課堂教學(xué)的切入口，組織學(xué)生把課前的自學(xué)中形成的學(xué)習(xí)認(rèn)識、理解體會、質(zhì)疑問題帶到課堂上進(jìn)行探討交流，最終形成新的認(rèn)識，具體安排是：首先可組織學(xué)生在學(xué)習(xí)小組內(nèi)開展討論交流，尋找問題解答和問題質(zhì)疑的異同點(diǎn)，然后在全班范圍內(nèi)對小組匯報(bào)的質(zhì)疑問題展開進(jìn)一步的討論交流、辨析求通。

例如，在學(xué)習(xí)用天平稱物體的質(zhì)量這節(jié)內(nèi)容時(shí)，筆者有過這樣的經(jīng)歷：教師在課前指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)《天平使用的說明》。通過課堂上對實(shí)物天平的具體觀察，學(xué)生都能清楚認(rèn)識天平不同部位的名稱，了解天平使用的基本操作規(guī)則，然而在后續(xù)的實(shí)際操作過程中，幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生在觀察橫梁游碼所對的刻度值讀數(shù)時(shí)，有的認(rèn)為應(yīng)看游碼的左邊的刻度，有的認(rèn)為應(yīng)看游碼的右邊刻度——認(rèn)識在這里產(chǎn)生了分歧與碰撞，大家爭辯不下，這時(shí)教師應(yīng)該做的不是直接告訴學(xué)生的正確讀數(shù)，而是啟發(fā)學(xué)生去思考如何用事實(shí)來驗(yàn)證說明。這時(shí)有學(xué)生提出，可以用一個(gè)已知質(zhì)量的砝碼放到左盤去稱量，在天平平衡后，觀察游碼所在的刻度值究竟對應(yīng)的是左邊刻度還是右

邊刻度，很快經(jīng)過各小組的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，大家終于得出以游碼左邊刻度為準(zhǔn)的統(tǒng)一認(rèn)識。通過合作互動的討論交流，使學(xué)生對《天平的使用》有了深刻的操作掌握。

再如，在自學(xué)預(yù)習(xí)《物質(zhì)的密度》這節(jié)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生通過對物體的體積與質(zhì)量關(guān)系的觀察比較，得到了“同種物質(zhì)組成的物體體積越大。質(zhì)量也越大”認(rèn)識結(jié)論，但在班級的討論交流時(shí)，有的學(xué)生對這一結(jié)論的正確性提出了質(zhì)疑：“如果物體是空心的，是否體積越大，質(zhì)量也越大呢?”學(xué)生的認(rèn)識見解在這里產(chǎn)生了碰撞。在大家的爭辯中，有的學(xué)生提出：“同種物質(zhì)組成的物體，體積越大，質(zhì)量也越大”的這個(gè)結(jié)論應(yīng)該要有個(gè)前提條件，又是一番思辯討論后，大家終于認(rèn)識到這句話的前提就是“物體必須是均勻?qū)嵭牡摹保酉聛碓诤献魈骄俊巴N物質(zhì)的物體其質(zhì)量和體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，教師指導(dǎo)各合作小組，分別測量大小不同的鋁塊和鐵塊的質(zhì)量與體積，然后根據(jù)各記錄數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分別計(jì)算出鋁塊、鐵塊的“質(zhì)量與體積”的比值。經(jīng)過學(xué)生的計(jì)算、分析、對比與交流后發(fā)現(xiàn)；“同種物質(zhì)組成的物體其質(zhì)量與體積的比值是相同的”，“而不同物質(zhì)組成的物體質(zhì)量與體積的比值是不同的”。從而認(rèn)識到“質(zhì)量與體積的比值”反映了物質(zhì)的一種特性，此時(shí)物質(zhì)密度概念的建立也就水到渠成了。

在討論交流的過程中，凡是學(xué)生能觀察、能表達(dá)、能分析、能解決的課堂內(nèi)容，都可以由學(xué)生獨(dú)立完成或合作完成。教師則應(yīng)以一個(gè)組織者、指導(dǎo)者、合作者的身份參與學(xué)生活動之中。對于學(xué)生質(zhì)疑的問題，教師只做恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥引導(dǎo)，主要讓學(xué)生自己去辨析求通，從面形成自我發(fā)現(xiàn)。

3加強(qiáng)“探究發(fā)現(xiàn)”環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的探究能力

“探究發(fā)現(xiàn)”是建立在學(xué)生自學(xué)質(zhì)疑、討論交流基礎(chǔ)上的課堂動態(tài)生成，是對前面兩個(gè)環(huán)節(jié)的延續(xù)。它的重要作用就是：利用課堂上開展的物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在對物理現(xiàn)象的觀察分析、歸納認(rèn)證過程中，獲取新知識，形成新技能，產(chǎn)生新發(fā)現(xiàn)。

例如，在“探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)”時(shí)，教師在課前就指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際觀察有關(guān)摩擦現(xiàn)象，采集與之相關(guān)的信息，并大膽猜想摩擦力的大小可能與哪些因素有關(guān)。由于在日常生活中對摩擦有一定的觀察體驗(yàn)，所以學(xué)生在課堂的討論交流中，容易得出“摩擦力的大小可能跟壓力的大小有關(guān)，跟物體接觸面間的粗糙程度有關(guān)，跟接觸面的面積大小有關(guān)，還可能與物體相對運(yùn)動的快慢有關(guān)”等多種猜想。在學(xué)生的猜想形成后，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生討論思考：影響摩擦力大小有諸多因素，該如何設(shè)計(jì)探究方案，來驗(yàn)證我們的猜想是否正確呢?在思考的問題中，就包括選擇什么方法，選用什么器材，怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集哪些數(shù)據(jù)，如何分析論證等細(xì)節(jié)，鑒于多因素影響的復(fù)雜性，教師在此時(shí)就可以為學(xué)生適當(dāng)點(diǎn)撥引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究方法。經(jīng)過全體學(xué)生的互動探討，最終采取了“控制變量法”的探究方案，接下來，在指導(dǎo)學(xué)生探究影響摩擦力大小的因紊的實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先探究的內(nèi)容是摩擦力大小與壓力大小的對應(yīng)變化關(guān)系。學(xué)生很容易知道應(yīng)控制物體接觸面間的粗糙程度、接觸面的面積大小、物體勻速運(yùn)動快慢等幾個(gè)因素不變，在經(jīng)過實(shí)驗(yàn)操作和對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析比較后，得到了摩擦力隨壓力的增大而增大的結(jié)論。然后在分別研究摩擦力大小與接觸面的粗糙程度、與接觸面的面積大小、與物體相對運(yùn)動速度這幾個(gè)因素的關(guān)系時(shí)。學(xué)生就可以采用同樣的探究方法進(jìn)行操作與分析了，最后，學(xué)生進(jìn)行綜合分析與歸納，從而得到“摩擦力的大小只與壓力的大小和接觸面間的粗糙程度有關(guān)，而與其它因素?zé)o關(guān)”的認(rèn)識結(jié)論，在這個(gè)探究活動中，學(xué)生不僅加深了對摩擦力的大小變化的認(rèn)識，而且提高了他們的實(shí)驗(yàn)操作能力和分析歸納能力。

再如，歐姆定律的實(shí)驗(yàn)需探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體的電阻的關(guān)系。學(xué)生根據(jù)前幾節(jié)的學(xué)習(xí)知識和對電器的使用經(jīng)驗(yàn)，容易形成“導(dǎo)體兩端的電壓越高，導(dǎo)體中的電流就越大；導(dǎo)體的電阻越大，導(dǎo)體中的電流就越小”的猜想。在課堂的討論交流中，我們需要采用什么方法，選用哪些器材，進(jìn)行哪些步驟，記錄哪些數(shù)據(jù)，來驗(yàn)證導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓、導(dǎo)體的電阻之間存在的定量關(guān)系?由于學(xué)生有了以前所經(jīng)歷的對多變量進(jìn)行探究的經(jīng)驗(yàn)，所以就比較容易形成采用“控制變量的方法”進(jìn)行探究驗(yàn)證的共識，接下來進(jìn)行具體的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以充分放手讓學(xué)生操作：先讓學(xué)生控制導(dǎo)體的電阻不變，研究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓之間大小變化的關(guān)系；進(jìn)而通過改變導(dǎo)體兩端電壓的大小，觀察導(dǎo)體中對應(yīng)的電流大小變化，通過分析比較記錄數(shù)據(jù)，可得到“導(dǎo)體中的電流餵導(dǎo)體兩端的電壓成正比”的探究結(jié)論。再控制導(dǎo)體兩端的電壓不變，研究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻之間的大小變化關(guān)系，改變接人電路中的導(dǎo)體的電阻大小，觀察導(dǎo)體中電流大小的變化，通過對記錄數(shù)據(jù)的分析比較，得到了“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比”的探究結(jié)論。最后教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)上述兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合歸納，得出“導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比”的發(fā)現(xiàn)，滬科版的初中物理教材設(shè)計(jì)了37個(gè)比較重要的實(shí)驗(yàn)探究活動，其中有12個(gè)比較復(fù)雜的需要用“控制變量法”開展的實(shí)驗(yàn)探究，只要經(jīng)過教師的適當(dāng)指導(dǎo)，都可以放手組織學(xué)生去自主合作完成，并能發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理規(guī)律或原理。

以“自學(xué)質(zhì)疑、討論交流、探究發(fā)現(xiàn)”這三個(gè)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)而構(gòu)建的學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)模式，可以更有效的促進(jìn)學(xué)生自覺主動的開展探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，提高其學(xué)習(xí)效率。那么，在教學(xué)實(shí)踐中，就要求我們的物理老師牢固確立“以生為本”的教育理念，注重發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動因，充分挖掘他們的學(xué)習(xí)潛能，努力實(shí)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)效益的最優(yōu)化。

欄目編輯趙保鋼