合作學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的理論和實(shí)踐研究

楊龍

在高中物理學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生掌握的內(nèi)容比較龐雜，如物理概念、物理公式、物理實(shí)驗(yàn)等等，學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力比較大，在課堂有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)生難以真正掌握，多是囫圇吞棗式地學(xué)習(xí)，物理基礎(chǔ)薄弱，物理學(xué)科也成為學(xué)生學(xué)習(xí)的短板，對(duì)學(xué)生的成長造成了阻礙。物理教師在授課時(shí)，并未關(guān)注班級(jí)中學(xué)生的接受能力，為了趕上教學(xué)進(jìn)度，會(huì)采取灌輸式的授課模式，事無巨細(xì)地講解物理概念，教師占據(jù)主體地位，學(xué)生會(huì)對(duì)物理課程產(chǎn)生枯燥、乏味的刻板印象，學(xué)習(xí)積極性也會(huì)被消磨殆盡?；诖?，高中物理教師需要革新自身陳舊的教學(xué)理念，關(guān)注學(xué)生的成長，提高物理課堂教學(xué)效率。高中生具備一定的學(xué)習(xí)能力，小組合作學(xué)習(xí)受到學(xué)生的歡迎，學(xué)生能夠在小組中發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，物理教師可以借助合作學(xué)習(xí)構(gòu)建的課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

一、合作學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的理論

在以往的學(xué)習(xí)中，學(xué)生在課堂中專注于聽講，與同伴之間的溝通并不頻繁，學(xué)生缺乏表達(dá)自己觀點(diǎn)的機(jī)會(huì)，而在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生在溝通和交流中能夠闡述自己的想法，學(xué)習(xí)動(dòng)力也能夠增強(qiáng)。而群體動(dòng)力理論能夠解釋這一現(xiàn)象，也是合作學(xué)習(xí)物理教學(xué)中應(yīng)用的理論依據(jù)，個(gè)體處于群體環(huán)境中，能感受到群體環(huán)境的影響，做出在個(gè)體環(huán)境中不同的表現(xiàn)，有助于個(gè)體的發(fā)展。班級(jí)中的學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知水平等方面存在一定的差距，由程度不同的個(gè)體組建成一個(gè)群體之后，能夠在群體中發(fā)揮個(gè)體的優(yōu)勢(shì)，個(gè)體的潛能也會(huì)被充分激發(fā)，群體成員之間能夠互相幫助、互相學(xué)習(xí)、互相借鑒、取長補(bǔ)短，推動(dòng)群體成員共同發(fā)展。在群體交流中，個(gè)體之間會(huì)產(chǎn)生思維的碰撞，產(chǎn)生新的觀點(diǎn)、新看法，有助于個(gè)體創(chuàng)新思維的形成，于個(gè)體的發(fā)展能夠起到推動(dòng)作用。群體動(dòng)力理論能夠?yàn)楹献鲗W(xué)習(xí)與課堂教學(xué)的結(jié)合提供理論支撐。

二、合作學(xué)習(xí)在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的有效途徑

（一）構(gòu)建合作小組

高中生受到成長環(huán)境、自身性格等多種因素的影響，學(xué)習(xí)能力存在一定的差距，教師在開展教學(xué)時(shí)，若面對(duì)不同程度的學(xué)生采取同樣的講授方式，能力較強(qiáng)的學(xué)生會(huì)認(rèn)為授課模式過于簡單，而能力較差的學(xué)生卻無法跟上教師的授課節(jié)奏，導(dǎo)致課堂教學(xué)脫節(jié)。合作學(xué)習(xí)法能夠滿足不同程度學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，物理教師在應(yīng)用合作學(xué)習(xí)法授課時(shí)，要先了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，結(jié)合學(xué)生物理程度合理分組，每個(gè)小組4～6人，包含學(xué)優(yōu)生、中等生、學(xué)困生，引導(dǎo)學(xué)生在互幫互助中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，形成團(tuán)隊(duì)意識(shí)，在小組學(xué)習(xí)中充分地發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。按照物理程度劃分學(xué)習(xí)小組時(shí)，教師要考慮到學(xué)生的性格因素，不能將性格內(nèi)向的學(xué)生放在同一個(gè)小組中，而應(yīng)將性格內(nèi)向的學(xué)生與活潑的學(xué)生歸為一組，性格活潑的學(xué)生能夠帶動(dòng)內(nèi)向的學(xué)生，在小組內(nèi)營造出良好的溝通氛圍，在互相感染下性格內(nèi)向的學(xué)生也能夠敞開心扉，積極主動(dòng)地表達(dá)自己的觀點(diǎn)。

比如，高中物理人教版教材選擇性必修第二冊(cè)課本第一章《安培力與洛倫茲力》第1節(jié)《磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》，在這一章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，物理教師要秉持“以學(xué)生為主體”的教育理念，合理地劃分學(xué)習(xí)小組，演示“旋轉(zhuǎn)的液體”這一實(shí)驗(yàn)，并提出問題“液體為什么會(huì)旋轉(zhuǎn)？”“這個(gè)力的方向和哪些因素有關(guān)？”讓學(xué)生在小組內(nèi)展開討論，細(xì)心的學(xué)生能夠認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出自己的看法，“電流方向概念，液體旋轉(zhuǎn)方向的改變；磁場方向改變，液體旋轉(zhuǎn)方向改變”。小組成員能夠根據(jù)這一現(xiàn)象展開的討論，調(diào)動(dòng)自己的知識(shí)儲(chǔ)備，活潑的學(xué)生會(huì)率先發(fā)言，在組內(nèi)營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，帶動(dòng)性格內(nèi)向的學(xué)生，在溝通中能夠做出判斷“這個(gè)力是磁場對(duì)電流的作用力，方向與電流方向和磁場方向有關(guān)”，在此期間學(xué)生通過觀察認(rèn)識(shí)到了磁場對(duì)電流的作用力，其方向是與電流方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均有關(guān)，為之后的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（二）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

情景教學(xué)法是高中階段教師常用的教學(xué)手段，其與合作學(xué)習(xí)相結(jié)合，能夠呈現(xiàn)出更好的教學(xué)效果，物理教師可以借助多媒體呈現(xiàn)相關(guān)的學(xué)習(xí)資料，如視頻、圖片等，創(chuàng)設(shè)良好的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)解決學(xué)習(xí)中遇到的問題，提高解決問題的能力，加深對(duì)物理概念、物理現(xiàn)象的理解。比如，高中物理人教版教材選擇性必修第二冊(cè)課本第三章《交變電流》第4節(jié)《電能的輸送》，在這一章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生了解提高輸電電壓是降低遠(yuǎn)距離輸電損耗的有效途徑，會(huì)用相關(guān)知識(shí)解釋實(shí)際的輸電問題，建立遠(yuǎn)距離的輸電模型的過程，體會(huì)建立思想模型的思維方法，了解我國遠(yuǎn)距離輸電的概況。學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了焦耳定律、變壓器等內(nèi)容，知道導(dǎo)線有電阻，產(chǎn)生焦耳熱，知道電能損耗。物理教師要結(jié)合學(xué)生的物理程度，在課堂中設(shè)計(jì)合適的問題引導(dǎo)學(xué)生開展分析推理，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)距離輸電的物理模型。

在課堂中，物理教師可以創(chuàng)設(shè)情境引入新課，帶領(lǐng)學(xué)生欣賞一組發(fā)電站的圖片，觀看一段有關(guān)“西電東輸”的新聞視頻，拋出問題“發(fā)電站一般建在哪些地方？”“哪些地方最需要用電？”“如何輸送電能？”讓學(xué)生對(duì)輸電的過程形成初步的認(rèn)識(shí)。然后引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位開展動(dòng)手操作，用兩個(gè)相同的小燈泡（6V 0.5A）接在同一交流電源上，一個(gè)小燈泡用導(dǎo)線與電源相連，另一個(gè)小燈泡接兩根100m的長導(dǎo)線與電源相連，在連接完成后仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)器材和電路連接，并打開電源開關(guān)，提出問題“兩個(gè)相同的小燈泡接在同一交流電源上為什么亮度不同？”“導(dǎo)線的電阻真的是零嗎？”“遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電線上的電阻能夠忽略不計(jì)嗎？”引導(dǎo)學(xué)生在動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，激發(fā)其探究欲望，在小組討論中得出問題的答案。通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生形成導(dǎo)線有電阻的認(rèn)知，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，還能夠讓學(xué)生真切地體會(huì)到遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸電線上的電阻不能忽略的事實(shí)。

（三）突破教學(xué)難點(diǎn)

在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生掌握的內(nèi)容非常龐雜，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力比較大。在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生在溝通和討論中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，能夠在理解的基礎(chǔ)上展開記憶，學(xué)習(xí)難度能夠有所降低。因此，物理教師要重視合作學(xué)習(xí)的開展，在授課之前理清課程的重難點(diǎn)，在課堂上指導(dǎo)學(xué)生在溝通討論中開展學(xué)習(xí)，突破教學(xué)難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提升物理課堂教學(xué)的質(zhì)量。比如，高中物理人教版教材，選擇性必修第三冊(cè)課本第一章《分子動(dòng)理論》第3節(jié)《分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律》，在這一章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生初步了解“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”，理解氣體分析運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能夠用氣體動(dòng)理學(xué)理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義，知道氣體壓強(qiáng)與溫度、分子密度的關(guān)系。學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)過統(tǒng)計(jì)規(guī)律相關(guān)的內(nèi)容，知道單個(gè)事件的隨機(jī)性和大量事件表現(xiàn)出的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，在初中階段學(xué)習(xí)過壓強(qiáng)的定義，理解動(dòng)量定律的含義，為學(xué)生從微觀上解釋壓強(qiáng)的產(chǎn)生奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。在課堂中，教師要明確課程學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)，借助小組合作來突破教學(xué)難點(diǎn)。先介紹伽爾頓實(shí)驗(yàn)構(gòu)造，播放模擬實(shí)驗(yàn)的視頻，提出問題“小球撞擊釘子后向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的概率是多少？為什么中央附近的小球數(shù)目多？”讓學(xué)生溝通和討論，總結(jié)概括統(tǒng)計(jì)規(guī)律的含義，借助小組溝通活躍課堂氣氛；然后播放氣體分子在容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)的仿真模擬動(dòng)畫，提出問題“氣體分子的運(yùn)動(dòng)有哪些特點(diǎn)？請(qǐng)嘗試進(jìn)行總結(jié)?！睔怏w分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是課程學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)，教師借助動(dòng)畫的形式能夠降低理解難度，通過小組合作學(xué)習(xí)下突破這一難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察動(dòng)畫，通過具體數(shù)值計(jì)算得出分子間距是分子大小的10倍。教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用分子間作用力和距離圖像，認(rèn)識(shí)到分子間作用力在分子不發(fā)生碰撞時(shí)可以忽略不計(jì)，直觀地看到分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，即向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，兩次碰撞間速度不變，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建分子運(yùn)動(dòng)的理想物理模型。在合作學(xué)習(xí)中，物理知識(shí)的學(xué)習(xí)難度能夠有所降低，加上教師的指導(dǎo)，學(xué)生能夠掌握課程的重點(diǎn)。

（四）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)離不開實(shí)驗(yàn)，多數(shù)物理概念都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的。因此，物理教師在授課時(shí)，可以借助實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解抽象的物理概念，組織學(xué)生開展小組合作，切實(shí)參與到實(shí)驗(yàn)中，鍛煉自身動(dòng)手能力的同時(shí)，打破以往教學(xué)的局限，提高學(xué)生在課堂中的參與度，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)物理概念的理解。比如，高中物理人教版教材選擇性必修第二冊(cè)課本第二章《電磁感應(yīng)》第1節(jié)《楞次定律》，在這一章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反應(yīng)，會(huì)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究得出楞次定律的過程，提升科學(xué)探究的能力。學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握電磁感應(yīng)相關(guān)的知識(shí)，知道感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，但是并未留意過感應(yīng)電流的方向，對(duì)電磁感應(yīng)的認(rèn)知既熟悉又片面，而楞次定律涉及的因素很多，且關(guān)系復(fù)雜、規(guī)律隱蔽，抽象性和概括性比較強(qiáng)，教師可以組織學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，通過探究分析、概括總結(jié)得出結(jié)論，鍛煉動(dòng)手能力。

在課堂中，物理可以先演示實(shí)驗(yàn)，將線圈靠近打開的電磁，二極管發(fā)光，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的好奇心。然后給予學(xué)生充足的時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)探究，以小組為單位開展分工合作，一部分成員記錄將條形磁鐵N極插入或者撥出，另一部分成員記錄將條形磁鐵S極插入或者撥出，探究磁極朝向和磁極運(yùn)動(dòng)方向組合出現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄“電路中靈敏電流指針的偏轉(zhuǎn)方向？線圈中感應(yīng)電流的方向？”通過合作討論制定不同的實(shí)驗(yàn)方案并開展實(shí)踐操作，將記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，討論原磁通量的變化情況，針對(duì)原磁場與感應(yīng)電流磁場的方向之間的邏輯關(guān)系展開討論，“感應(yīng)電流的磁場方向是否總是與原磁場方向相反或者相同？什么時(shí)候相反？什么時(shí)候相同？”“感應(yīng)電流的磁場對(duì)原磁場通量變化有何影響？”在問題的指引下，學(xué)生能夠在小組討論中發(fā)表自己的看法，結(jié)合得出的實(shí)驗(yàn)記錄以及自己觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展開分析，培養(yǎng)學(xué)生提取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的能力以及用文字歸納總結(jié)規(guī)律的能力。在此模式下，學(xué)生的動(dòng)手能力能夠得到鍛煉，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率也能夠得到大幅提升。

綜上所述，在新課改背景下，高中物理教師要結(jié)合學(xué)生物理程度，調(diào)整課堂教學(xué)，認(rèn)真分析教材內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方法，為沉悶的物理課堂注入一股新鮮的血液。物理課程于學(xué)生而言具有一定的難度，學(xué)生理解能力有限，無法全盤接受教師講授的物理概念，在物理課堂中會(huì)出現(xiàn)“走神”的情況，無法集中注意力聽講。針對(duì)物理教學(xué)中存在的問題，物理教師要展開深入的分析，找出問題出現(xiàn)的原因，對(duì)癥下藥，在分析中能夠找到導(dǎo)致課堂教學(xué)效率低下的原因，即陳舊的教學(xué)模式、枯燥乏味的物理課堂、晦澀難懂的物理知識(shí)，在多重因素的限制下，學(xué)生難以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。而合作學(xué)習(xí)作為新的教學(xué)手段，在物理課堂中的融入能夠有效改善教學(xué)現(xiàn)狀，物理教師要結(jié)合學(xué)生的物理程度合理地劃分學(xué)習(xí)小組，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，創(chuàng)設(shè)合作學(xué)習(xí)的情境，發(fā)揮學(xué)生的優(yōu)勢(shì)，提高物理課堂教學(xué)的效率。