物理探討性學(xué)習(xí)

◇ 廣東 羅海津

1 問題的背景

目前,廣東實行新高考“3＋1＋2”模式,物理在高中的地位愈加重要,單純靠刷題已經(jīng)不能使學(xué)生獲得高分,高考試題更注重對學(xué)生各種能力的考查.國務(wù)院辦公廳《關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》明確要求各省(區(qū)、市)要結(jié)合推進高考綜合改革,制定普通高中新課程實施方案,并于2022年前全面實施新課程、使用新教材,同時取消考試大綱.2020年年初,教育部考試中心印發(fā)的《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》進一步對高考的人才選拔和育人工作給予說明.這些政策的頒布不僅對教師的物理教學(xué)工作提出了新要求,也對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)提出了新目標.

學(xué)生在進入大學(xué)后會發(fā)現(xiàn)高中教育和大學(xué)教育存在一個由教師手把手指導(dǎo)向探討學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的過渡,而這個過渡階段可以在高中階段有意識地進行滲透,例如在教學(xué)過程中教師可有意識地培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主探討能力等.

2 物理探討性學(xué)習(xí)

物理探討性學(xué)習(xí)不僅能提高學(xué)生的動手能力和分析能力,還有助于引導(dǎo)學(xué)生有意識地關(guān)注周圍的物理現(xiàn)象和最新的前沿科技,引導(dǎo)學(xué)生思考,創(chuàng)設(shè)自主學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新的環(huán)境.

2.1 將物理概念和探索體驗相結(jié)合

高中物理涉及力、熱、光、電、磁及原子物理等內(nèi)容.物理規(guī)律最初均來源于探索和現(xiàn)實體驗,從富蘭克林引下“天電”,到牛頓被蘋果砸中,都是人類基于對自然的好奇所做的研究.在物理概念的學(xué)習(xí)過程中,最簡單的探索和體驗就是學(xué)生對物理現(xiàn)象的分析和理解.例如對胡克定律的理解,一個簡單的彈簧的壓縮和拉伸,學(xué)生就可以明白彈力與形變量的關(guān)系.這些簡單的實驗,既可以讓學(xué)生明白物理概念,感受到動手和探索的樂趣,也可以讓學(xué)生參與到教學(xué)當(dāng)中,引起學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和探索的興趣.

很多學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣不是為了高考考高分,或者為了以后的規(guī)劃,而是覺得物理好玩、有趣.那么物理的學(xué)習(xí)就不能局限在課堂,局限在實驗室.例如:在學(xué)習(xí)自由落體運動時,大多數(shù)教師都是通過牛頓管進行課堂實驗,這個實驗的確能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也能促進學(xué)生理解自由落體運動知識,但是很多學(xué)生反映不知道學(xué)習(xí)這些知識有什么用.教師可以要求學(xué)生尋找生活中的例子,解決實際問題.例如,一個小球自樓頂自由下落,在Δt內(nèi)通過高度為Δh的窗口,求窗口的高度.教師可以把這個情境在現(xiàn)實中重演,讓學(xué)生自己想辦法解決這個問題.

為了應(yīng)對高考,很多學(xué)校仍然采取題海戰(zhàn)術(shù),希望讓學(xué)生通過重復(fù)做題強化對知識的理解,但卻收效甚微.我們可以讓學(xué)生解決現(xiàn)實中的一些物理問題,以鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理問題、分析問題和解決問題的能力.物理學(xué)習(xí)可以擴展到室外,這樣的探索體驗學(xué)習(xí)更加符合物理知識的應(yīng)用性和物理學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究的要求,更符合當(dāng)今社會對人才的選拔要求.

2.2 將物理問題和團隊合作相結(jié)合

高中階段的物理學(xué)習(xí)任務(wù)很重,有很多知識要學(xué)習(xí),而教師更多的是直接給出結(jié)論.分組討論和分組實驗得出物理結(jié)論的過程非常重要,學(xué)生可能第一次沒有辦法得到正確的結(jié)論,或者達不到教師的預(yù)期效果,但這不影響他們從失敗中總結(jié)經(jīng)驗.

教育強調(diào)每一個學(xué)生都是獨特的,他們在合作中學(xué)習(xí)別人的優(yōu)點,發(fā)掘自己特長,學(xué)會溝通,學(xué)會分享,學(xué)會搜集資料,學(xué)會制作作品.例如,在學(xué)習(xí)離心運動知識時,可以讓學(xué)生自己制作脫水洗衣機等與離心運動相關(guān)的科技作品.在此過程中,有些學(xué)生查找理論依據(jù),有些學(xué)生收集材料,有些學(xué)生動手制作.再如,在遇到追及和相遇的物理問題時,學(xué)生覺得很難理解,可以讓他們分組討論和分組實驗,分析怎樣追趕,追趕過程中會出現(xiàn)什么情況.這時他們不僅要自己思考,還要去說服別人,這樣的探究,可以讓學(xué)生更深刻地理解這些物理過程的構(gòu)建.

學(xué)生可自主建立小組,小組成員之間分工合作,完成實驗,得出結(jié)論.這不僅鍛煉了學(xué)生的關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng),更是一次團隊溝通和合作的體驗.現(xiàn)代社會中,個人的精力有限,不同的人能力不同,團隊的合作顯得尤為重要.高中階段的團隊合作不僅有助于關(guān)鍵能力和核心素養(yǎng)的培養(yǎng),也有助于語言表達能力和人際交往能力的培養(yǎng).

2.3 將物理應(yīng)用和現(xiàn)實產(chǎn)品相結(jié)合

高中階段的物理學(xué)習(xí),學(xué)生更多地接觸的是物理理論,理解物理過程、解答物理問題.而由物理理論所產(chǎn)生的產(chǎn)品只作為課后拓展,很少專門對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工作原理進行剖析,很少去發(fā)現(xiàn)周圍與此相關(guān)的物品,更很少自己動手去制作一些小器件.其實產(chǎn)品是物理理論的濃縮,通過產(chǎn)品更能明白物理究竟如何接近生活.

例如,粵教版教材“了解電容器”中,電容器元件和很多的電子元件一樣是封裝好的,單純從產(chǎn)品表面無法知道內(nèi)部構(gòu)造,但是學(xué)生可以從理論結(jié)構(gòu)理解電容器,自己制備電容器,自己封裝.學(xué)生可以在生活中隨時發(fā)現(xiàn)電容器,制作電容器.有的學(xué)生直接用兩片錫紙夾著一層絕緣薄膜制成電容器,并發(fā)現(xiàn)這個電容器還可以卷起來,縮小空間.通過對產(chǎn)品的制作,學(xué)生能更深刻地理解其中的物理原理,既提高動手能力,也促進自身思考.

學(xué)生在制作小型器件時,會發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品從理論到制作再到成品輸出,需要考慮多個環(huán)節(jié),這不再只是單純的物理學(xué)科的知識,還涉及其他學(xué)科和現(xiàn)實的社會環(huán)境.這有助于激發(fā)學(xué)生對當(dāng)今社會科技的發(fā)展和產(chǎn)品的更新?lián)Q代的思考,有利于使學(xué)生成為一個德才兼?zhèn)涞娜?

2.4 由表及里

物理的學(xué)習(xí)不僅是為了擴展學(xué)生的視野,培養(yǎng)他們的分析能力,更多的是為了培養(yǎng)其適應(yīng)社會發(fā)展需要的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì).眾所周知,我國每年都要花費巨額的資金投入自主創(chuàng)新.為什么不把創(chuàng)新變?yōu)槿袢粘Ｉ畹囊徊糠?變?yōu)槿褡非竺篮蒙畹囊粋€動作呢?例如,洗衣機的出現(xiàn)是一位不想洗衣服的人創(chuàng)造的,他所追求的是過美好的生活,創(chuàng)造便利的生活工具;耕田機是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中出現(xiàn)的工具,是人類獲得更多糧食的追求過程中發(fā)明的耕種好幫手.這些生活和生產(chǎn)中的工具,不僅是物理理論的輸出,還是人類對美好生活的追求.這些創(chuàng)造和發(fā)明,不僅要求學(xué)生在現(xiàn)階段的物理學(xué)習(xí)中不斷地思考、改進,還要求他們通過以后大學(xué)的學(xué)習(xí)不斷探討和研究.

教育理念和方式在改革,物理教育的改革也在不斷推進.物理探討性學(xué)習(xí),不僅僅是物理的教學(xué),更是生活技能和生活思維的教育.這種學(xué)習(xí)方法既可以讓學(xué)生更有興趣學(xué)習(xí)知識,也有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和團隊合作精神.