創(chuàng)新觀念下高中物理探究性課堂組織策略

◎ 謝 強

創(chuàng)新是推動人類社會發(fā)展的源動力,正是人類歷史上的科學(xué)創(chuàng)新推動了人們生活水平的提升,使人類能夠免于自然世界中潛在危險的傷害,并提升了人類的認知水平,讓人類能夠擺脫自身的桎梏,觀察研究更為廣闊的世界。進入21 世紀,創(chuàng)新變得更為重要,各個行業(yè)都越來越渴求具備創(chuàng)新能力的人才,因此高中物理教師在開展教學(xué)時,應(yīng)積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,構(gòu)建探究性物理課堂,使學(xué)生具備探究物理世界的能力。探究性物理課堂的關(guān)鍵在于讓學(xué)生掌握探究式學(xué)習(xí)方法,也就是讓學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題,根據(jù)已有信息形成猜測和假設(shè),在進行廣泛的調(diào)查和研究之后得出結(jié)論,從而解決問題并徹底理解所學(xué)知識,掌握正確的物理研究方法。

一、引入問題情境教學(xué),激發(fā)學(xué)生的自主探究意識

高中物理課程內(nèi)容比較注重體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì)特征,因此教材內(nèi)容充滿大量的物理學(xué)基本概念、定律和理論,這都是物理學(xué)數(shù)百年發(fā)展的精華成果。盡管很多概念已經(jīng)成為人們腦海中的基本觀念,但深入研究起來仍具有一定理解難度,而且大部分概念和理論是物理學(xué)家歷經(jīng)數(shù)年得出的研究成果,很多內(nèi)容都違反人類的直覺,這進一步加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生的自主研究意識,教師可以引入問題情境教學(xué),讓學(xué)生在現(xiàn)實情境中發(fā)現(xiàn)問題,并圍繞問題開展探究活動,這樣學(xué)生才能養(yǎng)成發(fā)掘問題的好習(xí)慣,并對所學(xué)物理知識進行積極思考,否則學(xué)生就會對自己的疑惑視而不見,并逐漸喪失探究物理知識的興趣。例如,在教授《力的合成與分解》時,我就創(chuàng)了問題教學(xué)情境,先讓一名男同學(xué)獨自把桌子抬起來,然后又讓兩個女生合力把桌子抬起來,并引導(dǎo)學(xué)生站在物理角度思考這兩種方式的差異點。這時學(xué)生就會從聯(lián)想到教材中的力學(xué)知識點,并提出“合力在現(xiàn)實中有哪些應(yīng)用?”、“兩個不同角度的力的合成規(guī)律是怎樣的?”、“分力與合力之間的關(guān)系是怎樣的?”等問題,從而產(chǎn)生探究物理現(xiàn)象的興趣,并在探究過程中理解相關(guān)的概念和理論。

二、開展生活實驗教學(xué),讓學(xué)生掌握實驗探究方法

實驗是自然科學(xué)領(lǐng)域的重要研究手段,很多物理概念和理論都是在物理實驗中發(fā)現(xiàn)的,比如法國物理學(xué)家?guī)靷愅ㄟ^扭秤實驗發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律,而物理實驗也是證明物理理論正確性的重要方式,比如愛丁頓到西非開展的物理觀測實驗證明了愛因斯坦的相對論。由此可見物理實驗的重要性,學(xué)生也只有了解物理實驗的理念和手段,才能掌握物理探究的方法和思路。現(xiàn)實生活當中有很多重要的物理現(xiàn)象,而只有通過物理實驗才能發(fā)現(xiàn)其中的物理規(guī)律,因此通過設(shè)計并實施物理實驗,就可以發(fā)現(xiàn)很多以往忽視掉的物理知識,或驗證教材上的物理規(guī)律或理論。例如,在教授《重力與彈力》時,我就帶學(xué)生設(shè)計了探究彈簧彈力與形變量之間關(guān)系的物理實驗,先讓學(xué)生熟悉物理實驗器材的作用,之后由學(xué)生自主設(shè)計實驗方案,并以書面形式上交到教師手中,由教師選取其中比較優(yōu)秀的設(shè)計方案開展物理實驗。學(xué)生則負責(zé)設(shè)計實驗記錄表格,記錄下各項試驗數(shù)據(jù),并得出最終的結(jié)論。這樣學(xué)生就能在物理實驗探究的過程中理解胡克定律,并掌握正確的實驗探究方法和思路。

三、組織小組合作探究,提升學(xué)生解決問題能力

小組合作是探究性課堂的重要組成部分,畢竟物理知識具有較強的抽象性和復(fù)雜性,而很多物理問題也很難憑借學(xué)生的個人能力解決,但如果教師直接告訴學(xué)生所提問題的答案,又失去了探究性學(xué)習(xí)的意義,因此教師可以組織小組合作探究,讓學(xué)生在遇到問題時結(jié)成合作小組,共同解決遇到的問題。這樣不光能讓學(xué)生對自己所提出的問題進行充分地討論和思考,還能培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識,在物理學(xué)發(fā)展越來越復(fù)雜的今天,合作分工已經(jīng)成為物理學(xué)研究中的常態(tài),學(xué)生能夠掌握這項能力也有助于開展物理探究活動。例如,在教授《加速度》時,部分學(xué)生很容易將速度與加速度的概念混淆,或者完全無法理解加速度的內(nèi)涵和實質(zhì)意義。這時我就先詢問理解和沒有理解加速度概念的學(xué)生數(shù)量,然后打破固定座位次序,讓理解和沒有理解的學(xué)生結(jié)成學(xué)習(xí)小組,共同探究學(xué)習(xí)加速度的概念。在小組合作探究活動中,教師應(yīng)向?qū)W生強調(diào),這并不是學(xué)生之間的單方面的教學(xué),而是學(xué)生共同探究物理概念、解決物理問題的一次機會,沒有理解的學(xué)生可以提出自己的問題,并與已經(jīng)理解概念的學(xué)生共同探究解決。這樣學(xué)生就會掌握正確的小組合作方式,從而在探究物理概念的過程中,提升自己解決問題的能力。

四、進行物理史教學(xué),使學(xué)生理解物理探究的內(nèi)涵

物理學(xué)史是研究物理學(xué)知識、理論和方法的學(xué)科,教師開展物理學(xué)史教學(xué),有助于學(xué)生了解物理學(xué)的真?zhèn)€發(fā)展體系,區(qū)分每個物理學(xué)發(fā)展階段,并掌握物理學(xué)在思想和研究方法上的變化,理解物理學(xué)家研究成果的重要性和現(xiàn)實意義。這樣學(xué)生才會將教材中的物理知識納入同一背景下進行學(xué)習(xí),并對不同物理理論和概念之間的關(guān)系進行系統(tǒng)思考,在了解物理大師思想的同時,學(xué)生也會受到啟發(fā),從而以另一種角度看待物理學(xué),并逐漸發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的魅力所在。物理學(xué)史著重研究每一個物理概念或理論的發(fā)明過程,從當時人們所面對的困惑或發(fā)現(xiàn)的問題開始,直到最終解決問題,物理學(xué)的探究方法和理論體系都會發(fā)生些許變化,學(xué)生從中可以了解物理發(fā)現(xiàn)的整個過程,并學(xué)習(xí)到眾多的物理研究方法。例如,在教授《萬有引力定律》時,我就向?qū)W生科普了萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程,并讓學(xué)生了解了在萬有引力論出現(xiàn)之前,伽利略和開普勒所做出的成就,學(xué)生在了解16 世紀人們對于地球和太陽運動關(guān)系的看法后,就會深刻體會到萬有引力定律的偉大之處,并理解到物理探究的重要內(nèi)涵。

結(jié)語:高中物理課程可以讓學(xué)生從物理學(xué)視角認識自然、理解自然,通過構(gòu)建基于創(chuàng)新觀念的高中物理探究性課堂,增進了學(xué)生對物理知識的理解,讓學(xué)生掌握了探究物理世界的方法和手段,使學(xué)生了解到物理學(xué)的內(nèi)涵和意義,從而促使學(xué)生形成了科學(xué)的世界觀和價值觀,并立志為人類科學(xué)事業(yè)的發(fā)展而貢獻出自己的力量。