探究性學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

周 吉

(貴州省畢節(jié)市民族中學(xué),貴州 畢節(jié) 551700)

探究性學(xué)習(xí)模式是一種能夠使學(xué)生在教師的引導(dǎo)協(xié)調(diào)下,主動(dòng)運(yùn)用科學(xué)思維方式與科學(xué)思想方法對(duì)某一問(wèn)題、某一任務(wù)進(jìn)行自主探究的學(xué)習(xí)方式.在核心素養(yǎng)視域下的高中物理教學(xué)中,合理應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)模式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)科知識(shí),不僅能夠讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)狀態(tài)得到切實(shí)轉(zhuǎn)化,更加自主自覺(jué)地進(jìn)行物理學(xué)習(xí)與物理探索,還能夠讓學(xué)生在探究物理問(wèn)題與物理規(guī)律的過(guò)程中更加深刻全面地把握物理學(xué)科的特點(diǎn)本質(zhì),得到物理學(xué)習(xí)品質(zhì)與綜合素質(zhì)能力的提升.

1 探究性學(xué)習(xí)模式在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用路徑

1.1 巧妙設(shè)疑,觸發(fā)探究興趣

學(xué)貴有疑,小疑則小進(jìn),大疑則大進(jìn).因此,為使學(xué)生通過(guò)展開(kāi)高中物理探究性學(xué)習(xí)得到知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的積累、見(jiàn)識(shí)閱歷的增長(zhǎng)與能力素質(zhì)的提升,高中物理教師在引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)物理探究之前,要通過(guò)巧妙設(shè)置教學(xué)問(wèn)題的方式引發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑與思考,以此來(lái)有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的物理探究興趣,驅(qū)動(dòng)學(xué)生展開(kāi)深度探究,實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)[1].

例如,在教學(xué)人教版高中物理必修第一冊(cè)教材“質(zhì)點(diǎn)、參考系”一課時(shí),為使學(xué)生通過(guò)物理探究更好地把握“質(zhì)點(diǎn)”這一基礎(chǔ)物理概念,懂得利用參考系描述與觀察一個(gè)物體的變化與運(yùn)動(dòng)過(guò)程,高中物理教師便可圍繞本課的教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)置核心教學(xué)問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生的思考與質(zhì)疑,促進(jìn)學(xué)生探究興趣的良好生成,問(wèn)題如下.

【核心問(wèn)題一】在現(xiàn)實(shí)生活中,我們常能看到一些處于不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程之中的物體.如在游樂(lè)場(chǎng)玩耍的兒童、在馬路上快速行駛的汽車、在天空中振翅翱翔的雄鷹、在旗桿上隨風(fēng)飛舞的紅旗、在綠茵地上奔跑的足球運(yùn)動(dòng)員.對(duì)于這些處于不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的物體,我們?cè)撊绾尉珳?zhǔn)、有效地描述它們的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與變化情況呢?

【核心問(wèn)題二】準(zhǔn)確描述某一物體的運(yùn)動(dòng)存在怎樣的困難?如果將這一物體理想化地抽象為只有質(zhì)量的點(diǎn),是否可以達(dá)到精準(zhǔn)描述物體運(yùn)動(dòng)的目的?

【核心問(wèn)題三】如何解釋在乘坐高鐵時(shí),窗外的樹(shù)木、高山、大地與河流向后快速移動(dòng),而高鐵中的乘客與乘務(wù)員卻是始終靜止的這一現(xiàn)象?如果想要準(zhǔn)確描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)及其變化過(guò)程需要選定什么作為參考?

如此一來(lái),學(xué)生便會(huì)在核心教學(xué)問(wèn)題的啟發(fā)誘導(dǎo)下,主動(dòng)生成關(guān)于“質(zhì)點(diǎn)”與“參考系”的物理學(xué)習(xí)疑問(wèn),進(jìn)而圍繞本課教學(xué)重難點(diǎn)進(jìn)行小組探討交流與探究思考.這不僅有效調(diào)動(dòng)與激活了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和探究熱情,還會(huì)讓學(xué)生在主動(dòng)分析、積極思考、深入探究的過(guò)程中,對(duì)這一部分的基礎(chǔ)物理學(xué)知識(shí)形成較好的認(rèn)識(shí)把握,進(jìn)而為其實(shí)現(xiàn)深度物理學(xué)習(xí)與核心素養(yǎng)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)[2].

1.2 關(guān)聯(lián)生活,引發(fā)主動(dòng)探究

物理是一門具有極高的實(shí)用價(jià)值與應(yīng)用意義的學(xué)科.在核心素養(yǎng)視域下的高中物理探究性教學(xué)過(guò)程中,高中物理教師便可基于這一特點(diǎn)與本質(zhì),積極引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)生活中的物理探究性學(xué)習(xí)活動(dòng),在有效增進(jìn)學(xué)生物理學(xué)習(xí)感悟、促進(jìn)學(xué)生物理應(yīng)用意識(shí)生成的同時(shí),使學(xué)生通過(guò)關(guān)聯(lián)生活實(shí)際,形成用物理解釋生活、描述生活、觀察生活的觀念及意識(shí)[3].

例如,在教學(xué)人教版高中物理必修第一冊(cè)教材“牛頓第三定律”一課時(shí),教師通過(guò)關(guān)聯(lián)生活,讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用物理知識(shí)解決、解釋生活現(xiàn)象與生活問(wèn)題.

首先,從學(xué)生的生活入手.讓學(xué)生與同桌為小組進(jìn)行“掰手腕”游戲活動(dòng),以此活躍物理課堂氛圍,并提出問(wèn)題:“力的作用是相互的,這是眾所周知的物理事實(shí).在‘掰手腕’活動(dòng)中,手勁大的同學(xué)能夠輕易地將手勁小的同學(xué)的手腕壓到桌子上.那么二人施加給彼此的力是大小相等的嗎?”以此引發(fā)學(xué)生的思考與探究,讓學(xué)生理解“作用力”“反作用力”這兩個(gè)基礎(chǔ)物理力學(xué)概念的同時(shí),自然導(dǎo)出本課的探究主題“探究作用力與反作用力的關(guān)系”,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)生活化的物理探究實(shí)驗(yàn).

其次,利用多媒體電教設(shè)備為學(xué)生呈現(xiàn)生活中常見(jiàn)的作用力與反作用力實(shí)例圖像.如端午節(jié)賽龍舟民俗活動(dòng),人們用槳向后推水,龍舟便會(huì)向前移動(dòng);啟動(dòng)汽車時(shí),車輪向后推動(dòng)地面,地面便會(huì)反饋給車輪一個(gè)向前的反作用力,使汽車前進(jìn),等等.以此來(lái)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)直觀形象的生活物理教學(xué)情境,引導(dǎo)學(xué)生圍繞“作用力與反作用力的關(guān)系”提出如下猜想.

【猜想一】作用力與反作用力方向相反,作用力大于反作用力.

【猜想二】作用力與反作用力方向相反,作用力小于反作用力.

【猜想三】作用力與反作用力方向相反,作用力等于反作用力.

最后,為各個(gè)探究小組提供“彈簧測(cè)力計(jì)”這一物理實(shí)驗(yàn)裝置,讓學(xué)生思考:“如果想要同時(shí)測(cè)量作用力與反作用力這兩個(gè)力,應(yīng)該如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置展開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)?”進(jìn)而使其通過(guò)小組討論、合作探究的方式完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)(表1),并展開(kāi)實(shí)驗(yàn)操作,得出“作用力與反作用力大小相等、方向相反且始終作用在同一直線上”的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

表1 探究作用力與反作用力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)方案

這樣的生活化物理探究性教學(xué)設(shè)計(jì),不但讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理源于生活、服務(wù)于生活的學(xué)科本質(zhì),還會(huì)使其在結(jié)合各種生活情境、生活現(xiàn)象以及生活實(shí)例展開(kāi)科學(xué)猜想、物理假設(shè)與探究性物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中,對(duì)牛頓第三定律這一重要的物理力學(xué)定理產(chǎn)生更為透徹、深刻的認(rèn)識(shí)與感悟.

1.3 小組合作,助力深度探究

單絲不成線,獨(dú)木不成林.高中物理教師要在充分尊重學(xué)生學(xué)習(xí)主體性與物理探究主動(dòng)性的基礎(chǔ)上,合理利用小組合作學(xué)習(xí)模式的優(yōu)勢(shì),引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)物理探究學(xué)習(xí)活動(dòng),以此讓學(xué)生在小組的互幫互助下更好地掃清物理學(xué)習(xí)障礙,實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí).

例如,在教學(xué)人教版高中物理必修第二冊(cè)教材“重力勢(shì)能”一課時(shí),為使學(xué)生通過(guò)探究性物理學(xué)習(xí)更好地理解“重力勢(shì)能”物理概念,自主推導(dǎo)出重力勢(shì)能的表達(dá)式,高中物理教師便可從學(xué)生的物理知識(shí)經(jīng)驗(yàn)出發(fā),為其設(shè)置如下問(wèn)題.

【問(wèn)題一】解釋重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的物理概念,并說(shuō)出影響物體重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能的因素.

【問(wèn)題二】枚舉生活實(shí)際中的與重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能有關(guān)的實(shí)例.

在學(xué)生完成對(duì)上述問(wèn)題的思考與作答后,教師便可根據(jù)學(xué)生的作答情況、物理學(xué)習(xí)水平、思維能力發(fā)展情況,由高到低地將學(xué)生劃分為甲、乙、丙三個(gè)層次,并以甲∶乙∶丙=2∶3∶2的比例組建探究學(xué)習(xí)小組,以小組合作的形式結(jié)合如圖(圖1)所示的物理模型,探究質(zhì)量為m的物體從高度h1下降到h2過(guò)程中重力所做的功,使其通過(guò)運(yùn)用物理知識(shí)和物理公式合作完成重力勢(shì)能表達(dá)式Ep=mgh、重力做的功與重力勢(shì)能關(guān)系式WG=Ep1-Ep2的推導(dǎo),深刻理解“物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)其所做的功僅與其起點(diǎn)、終點(diǎn)位置有關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)”這一物理事實(shí),以此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、物理探究以及合作學(xué)習(xí)的能力.

圖1 重力做的功物理模型

以“先分層,后分組”的方式對(duì)學(xué)生正確分組,并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組合作的方式進(jìn)行物理問(wèn)題分析.學(xué)生在進(jìn)行多元物理探究的過(guò)程中,其思維誤區(qū)與認(rèn)知盲點(diǎn)也會(huì)在小組成員的互幫互助下得到清掃,不僅有利于學(xué)生的物理學(xué)習(xí),還有利于其物理核心素養(yǎng)的綜合發(fā)展.

2 核心素養(yǎng)視域下展開(kāi)高中物理探究性教學(xué)所需把握的要點(diǎn)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》指出:物理課程教學(xué)需堅(jiān)持學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向,在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生以自主學(xué)習(xí)的方式,從物理學(xué)的視角認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界與自然,形成良好的物理觀念意識(shí)、科學(xué)思維習(xí)慣、科學(xué)探究能力、科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任.因此,高中物理教師在應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)模式展開(kāi)物理教學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新改革時(shí),就要在充分發(fā)揮探究性學(xué)習(xí)模式優(yōu)勢(shì)作用的基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合物理課程教學(xué)特點(diǎn)和高中生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,深度探究學(xué)習(xí)模式與物理核心素養(yǎng)目標(biāo)的融合,以此促進(jìn)物理課堂的高效教學(xué)與創(chuàng)新.

總而言之,探究性學(xué)習(xí)模式是一種注重以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)方式.在核心素養(yǎng)視域下的高中物理教學(xué)中,應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)模式引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)多元化的物理探究活動(dòng)與物理實(shí)踐活動(dòng),不僅有利于學(xué)生物理學(xué)習(xí)品質(zhì)的提升,還有利于高效物理教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).因此,高中物理教師要在清晰認(rèn)識(shí)探究性學(xué)習(xí)模式實(shí)踐價(jià)值及意義的前提下,通過(guò)問(wèn)題設(shè)置、關(guān)聯(lián)生活實(shí)際、構(gòu)建探究小組的方式為學(xué)生提供更多的物理探究機(jī)會(huì),以此培養(yǎng)學(xué)生的物理思維,推動(dòng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展.