運(yùn)用物理科學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)途徑探討

范雅冰　徐曉梅

摘 要：從物理科學(xué)方法教育切入，對(duì)運(yùn)用設(shè)疑提問(wèn)方法、觀察方法、實(shí)驗(yàn)方法、理想化方法等來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的做法進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞：物理科學(xué)方法；設(shè)疑提問(wèn)；觀察；實(shí)驗(yàn)；理想化；自主學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2014）9（S）-0032-3

物理科學(xué)方法就是研究物理現(xiàn)象、描述物理現(xiàn)象、實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)、總結(jié)物理規(guī)律、檢驗(yàn)物理規(guī)律時(shí)所應(yīng)用的各種手段與方法。知識(shí)的發(fā)展離不開好的方法的輔助，而一定的方法又是在知識(shí)的不斷傳承中生成并完善的，即知識(shí)和方法始終是相輔相成密不可分的?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》在其課程總目標(biāo)中明確提出，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中注重學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，能運(yùn)用物理知識(shí)和科學(xué)探究方法解決一些問(wèn)題。鍛煉學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生在獲取物理知識(shí)的過(guò)程中形成一定的解決物理問(wèn)題的科學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)物理的主觀能動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，一直都是物理教學(xué)要追求的教學(xué)目標(biāo)之一。下面結(jié)合物理教學(xué)實(shí)際，分別介紹運(yùn)用物理科學(xué)方法中的設(shè)疑提問(wèn)方法、觀察方法、實(shí)驗(yàn)方法、理想化方法來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的做法。

1 運(yùn)用設(shè)疑提問(wèn)法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

疑問(wèn)是研究性學(xué)習(xí)的開端，通過(guò)設(shè)疑提問(wèn)使學(xué)生形成物理學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生掌握物理學(xué)習(xí)目標(biāo)的形成方法，可以使學(xué)生有意識(shí)、有目的地去確定物理學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。同時(shí)，通過(guò)向?qū)W生提出疑問(wèn)，激起學(xué)生探索物理世界的欲望，使學(xué)生對(duì)問(wèn)題所涉及的物理知識(shí)有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)心理，從而達(dá)到促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)目的。在講授新課之前，教師事先根據(jù)教學(xué)需要以及學(xué)生的心理、年齡特點(diǎn)向?qū)W生提出預(yù)設(shè)問(wèn)題，設(shè)置疑問(wèn)，讓學(xué)生以疑問(wèn)為指向，確定物理學(xué)習(xí)目標(biāo)，主動(dòng)去了解相關(guān)物理知識(shí)，并對(duì)教師將要教授的知識(shí)產(chǎn)生期待，促使學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

例如，在講授浮力之前，教師在課前提出思考問(wèn)題“鐵塊在水中下沉，為什么同樣用鐵做的輪船卻能漂浮在水面上？”引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)教師提出的疑問(wèn)確定浮力為物理學(xué)習(xí)目標(biāo)，在課下主動(dòng)通過(guò)其他渠道去獲取浮力方面的相關(guān)知識(shí)，以便在隨后的物理課上回答教師之前的提問(wèn)，同時(shí)以問(wèn)題為引，激起學(xué)生的認(rèn)知沖突，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生對(duì)教師即將教授的新知識(shí)產(chǎn)生急切學(xué)習(xí)的心理。這樣就使得學(xué)生在教師教授新課前，產(chǎn)生主動(dòng)探尋問(wèn)題答案的欲望，產(chǎn)生初步的自主學(xué)習(xí)意識(shí)。通過(guò)設(shè)疑提問(wèn)方法引導(dǎo)學(xué)生確定物理學(xué)習(xí)目標(biāo)，使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中去主動(dòng)獲取知識(shí)，喚醒學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)熱情以及對(duì)物理問(wèn)題的探索能力，有利于促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)的形成，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

2 運(yùn)用觀察法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

觀察是人們對(duì)自然現(xiàn)象在自然發(fā)生的條件下進(jìn)行考察的一種方法，是最基本、最古老、最直接的科學(xué)方法，是人們感知對(duì)象獲得事實(shí)的一種研究方法和知覺活動(dòng)。人類探索自然、利用自然的一切實(shí)踐活動(dòng)都離不開觀察方法。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)之前，學(xué)生的觀察能力在日常生活中已經(jīng)得到很好的鍛煉，在真正開始學(xué)習(xí)物理知識(shí)之后，他們迫切地想通過(guò)物理課堂來(lái)解答其在日常生活中所遇到的物理問(wèn)題。因此，在物理教學(xué)中，教師要做的是：鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)日常生活中發(fā)生在自己身邊的物理現(xiàn)象多加留意觀察，使學(xué)生的觀察興趣得到保持和發(fā)展，教師的鼓勵(lì)和支持使得學(xué)生能夠更加積極主動(dòng)地去觀察身邊的物理現(xiàn)象，從而激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情，積極主動(dòng)地投入到物理學(xué)習(xí)中去；對(duì)于超出學(xué)生自身物理知識(shí)儲(chǔ)備范圍的物理現(xiàn)象及問(wèn)題，教師不要急于給出解答，更不要給予“這部分內(nèi)容我們還沒學(xué)到，在學(xué)過(guò)哪一章后才能解答”這樣有可能會(huì)使學(xué)生的觀察興趣降低的回答，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)從另一方面進(jìn)行深入觀察，并建議學(xué)生從相關(guān)或近似的物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察，將學(xué)生所遇問(wèn)題化為一連串由簡(jiǎn)到難逐步深入的小問(wèn)題，使學(xué)生以簡(jiǎn)單問(wèn)題為探尋基礎(chǔ)，由簡(jiǎn)到繁，主動(dòng)去探究更深層次的物理現(xiàn)象和問(wèn)題，從而達(dá)到學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)的良好教學(xué)效果。

例如，有些同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果雞蛋長(zhǎng)時(shí)間浸泡在醬油中，蛋清的顏色會(huì)變成同醬油相近的顏色，而且吃起來(lái)也有醬油的味道，因此會(huì)對(duì)這一現(xiàn)象產(chǎn)生好奇和興趣并主動(dòng)向教師尋求解答。教師應(yīng)不要立即為其解惑，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)從生活中尋找相似的物理現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比觀察不同浸泡時(shí)間的雞蛋其蛋清的顏色和味道有何不同，讓學(xué)生有目的地去觀察相關(guān)物理現(xiàn)象，使其在觀察中自主尋求答案。又如，在講授歐姆定律時(shí)，為了便于學(xué)生探究電流強(qiáng)度、電壓和電阻三者之間的關(guān)系，將復(fù)雜的探究問(wèn)題簡(jiǎn)化為兩個(gè)簡(jiǎn)單的觀察問(wèn)題：讓學(xué)生在整個(gè)電路電壓不變的情況下，在模擬電路中觀察電流強(qiáng)度與電阻之間的關(guān)系；然后，將電路中不變的量替換成電阻，觀察電流強(qiáng)度與電壓的關(guān)系；最后引導(dǎo)學(xué)生將觀察結(jié)果進(jìn)行歸納，總結(jié)得出歐姆定律。在物理教學(xué)過(guò)程中，有效運(yùn)用觀察法，在激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，促使學(xué)生生成自主學(xué)習(xí)意識(shí)，在不知不覺中掌握了物理學(xué)習(xí)的科學(xué)方法，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的自覺性和主動(dòng)性，有利于引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

3 運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。所謂科學(xué)實(shí)驗(yàn)，就是人們根據(jù)研究的目的，利用科學(xué)儀器設(shè)備人為地控制或模擬自然現(xiàn)象，排除干擾、突出主要因素，在最有利的條件下去研究自然規(guī)律的一種活動(dòng)。認(rèn)知心理學(xué)的研究表明，動(dòng)作思維的操練直接制約著物理思維的發(fā)展。生動(dòng)形象的物理實(shí)驗(yàn)往往會(huì)幫助學(xué)生理解記憶抽象的物理概念，能順應(yīng)學(xué)生的“好奇、好動(dòng)、好玩、好勝”的心理，激發(fā)學(xué)生隱藏在內(nèi)心深處的求知欲，促使學(xué)生踏上主動(dòng)求索知識(shí)的道路。在講授新課時(shí)，教師應(yīng)盡可能地將新知識(shí)所涉及到的實(shí)驗(yàn)?zāi)玫秸n堂上來(lái)為學(xué)生演示，或變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，旨在盡可能地讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái)，讓學(xué)生切身感受到物理實(shí)驗(yàn)的樂趣。同時(shí)，教師還應(yīng)將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室中去，讓每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作中思考物理概念規(guī)律的產(chǎn)生過(guò)程，使他們的物理思維得到鍛煉發(fā)展，激發(fā)他們對(duì)物理學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，促使他們?nèi)ブ鲃?dòng)探尋物理知識(shí)。除此之外，教師還應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法再現(xiàn)其在日常生活中所見的物理現(xiàn)象和過(guò)程，或是再現(xiàn)書中所描述的物理現(xiàn)象和過(guò)程。當(dāng)學(xué)生再現(xiàn)物理現(xiàn)象和過(guò)程中遇到困難時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)換思維角度，用替代、對(duì)比、放大、等效、控制變量等實(shí)驗(yàn)方法來(lái)解決所遇困難，發(fā)展學(xué)生的思維能力和動(dòng)手能力，使其在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中獲得樂趣和滿足，促使學(xué)生進(jìn)一步探尋物理世界。

例如，在“串并聯(lián)電路”這節(jié)中，教師將自己制作的簡(jiǎn)易電路板帶到課堂上，為學(xué)生演示串并聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生直觀明了地學(xué)習(xí)串并聯(lián)電路的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生的聽課注意力得到有效集中，提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。又例如，在“凸透鏡成像”一節(jié)中，教師可以將學(xué)生帶入到光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中去，讓他們動(dòng)手找出成像規(guī)律并自制望遠(yuǎn)鏡，既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力又發(fā)展了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在例如，在上“聲音的產(chǎn)生與傳播”時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察不同發(fā)聲體發(fā)聲時(shí)的現(xiàn)象，分析得出發(fā)聲的共同特點(diǎn)為發(fā)聲體發(fā)生振動(dòng)，進(jìn)而對(duì)發(fā)聲體發(fā)聲的原因進(jìn)行猜測(cè)——發(fā)聲體產(chǎn)生聲音的原因是由于發(fā)生振動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)音叉振動(dòng)發(fā)聲時(shí)的現(xiàn)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證之前的猜測(cè)。大部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案通常為：敲擊音叉并感受其在發(fā)聲的同時(shí)是否在振動(dòng)，并注意觀察音叉發(fā)聲停止后音叉的振動(dòng)是否也隨之停止。但是，由于音叉的振動(dòng)比較微小不易觀察，這時(shí)教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生采用其他的方法替代或放大音叉的振動(dòng)效果，學(xué)生通過(guò)思考和探索最終決定將乒乓球用細(xì)線懸掛在音叉上，音叉振動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)乒乓球產(chǎn)生力的作用使乒乓球發(fā)生擺動(dòng)，將不易觀察的音叉的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為可觀察的乒乓球的擺動(dòng)，從而更好地完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了之前的猜測(cè)。學(xué)生在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中獲得成就感和滿足感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)愿望，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

4 運(yùn)用理想化方法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

理想化方法就是借助于邏輯思維和想象力，有意識(shí)地突出研究對(duì)象的主要條件，完全排除次要因素和無(wú)關(guān)因素的干擾，在大腦中形成理想化的研究客體或相互聯(lián)系，來(lái)探索物理世界內(nèi)在奧妙的方法。理想化方法是一種抽象的物理科學(xué)方法，它在物理科學(xué)研究中占有重要地位。學(xué)生在中學(xué)物理課堂上所接觸的物理研究對(duì)象，嚴(yán)格來(lái)講都是理想化的物理模型。在物理教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將所研究的物理對(duì)象理想化，排除干擾因素，從而使物理問(wèn)題簡(jiǎn)單化，有效地降低了問(wèn)題的難度，使學(xué)生更容易找到這些物理模型所遵循的規(guī)律，為學(xué)生以后解決復(fù)雜的實(shí)際物理問(wèn)題奠定了一定的基礎(chǔ)，為學(xué)生今后探索物理世界提供了一定的方法和途徑，發(fā)展了學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到有效的發(fā)展。

例如，在學(xué)生剛剛接觸運(yùn)動(dòng)的描述這一章時(shí)，由于學(xué)生考慮到物體受其大小和形狀的影響，有可能其各部分的運(yùn)動(dòng)情況都不同，這使得學(xué)生在描述物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)產(chǎn)生了困惑。此時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將其所描述的物理對(duì)象理想化，將其只看作為一個(gè)沒有大小和形狀的“點(diǎn)”，這樣使得物理問(wèn)題得到簡(jiǎn)化，化繁為簡(jiǎn)，使得學(xué)生能夠很快地投入物理學(xué)習(xí)中去。又例如，當(dāng)學(xué)生研究電子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生將所研究的電子所處條件理想化處理，這樣得到在電子不受重力作用的情況下，在電場(chǎng)力作用下的受力情況。再例如，高中物理必修1第四章中介紹了伽利略理想實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀這段教材內(nèi)容，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用理想化方法處理物理對(duì)象，簡(jiǎn)化物理問(wèn)題，從而從繁瑣的物理分析中解脫出來(lái)，有效保持了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情。

通過(guò)物理科學(xué)方法教育使學(xué)生掌握一定的物理科學(xué)方法，學(xué)生以物理科學(xué)方法為物理學(xué)習(xí)的指導(dǎo)，有益于增加學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的自覺性，充分發(fā)揮學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的主體性，引導(dǎo)學(xué)生真正掌握物理學(xué)習(xí)的方法，而非限于單純物理知識(shí)本身的學(xué)習(xí)。運(yùn)用物理科學(xué)方法促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的途徑遠(yuǎn)不止于此，還有待我們進(jìn)一步的探索與研究。

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（欄目編輯 李富強(qiáng)）