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

高超

【摘要】高中物理教師采用探究性學(xué)習(xí)模式展開課程教學(xué)，不僅可以為學(xué)生創(chuàng)造更多自主探知的空間，轉(zhuǎn)變他們對(duì)物理課程的看法，提升其主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，還能讓學(xué)生通過(guò)完成多樣化自主探知任務(wù)，提高自主學(xué)習(xí)的能力，提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的水平，從而更加扎實(shí)地掌握物理知識(shí)與技能.對(duì)此，為了使探究性學(xué)習(xí)模式發(fā)揮出應(yīng)有作用，本文從教學(xué)優(yōu)化視角出發(fā)，闡述教師利用問(wèn)題導(dǎo)學(xué)、實(shí)驗(yàn)探知、案例研究、情境分析等活動(dòng)，改善學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果的具體策略.

【關(guān)鍵詞】高中物理；探究性學(xué)習(xí)；物理教學(xué)

高中階段的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的學(xué)習(xí)能力，掌握了一些自主學(xué)習(xí)的方法.基于此，物理教師若想讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)到課程認(rèn)知的樂(lè)趣，轉(zhuǎn)變他們對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的態(tài)度與看法，可以采用探究性學(xué)習(xí)模式開展教學(xué)活動(dòng).教師應(yīng)當(dāng)在活動(dòng)中為學(xué)生創(chuàng)造更多自主探知的機(jī)會(huì)，讓他們能夠自行探究物理理論、研究物理現(xiàn)象、探索學(xué)科技能，同時(shí)，使其在完成探究性任務(wù)的過(guò)程中，加深對(duì)物理知識(shí)的理解與認(rèn)識(shí)，從而更好地提升自主探知的能力，提高他們物理學(xué)習(xí)的效率與質(zhì)量.

1 探究性學(xué)習(xí)模式概述

探究性學(xué)習(xí)指的是教師在授課過(guò)程中，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)更加靈活、更加開放的自主探知環(huán)境，利用各種手段激活他們的主觀能動(dòng)性，提升其自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，讓學(xué)生通過(guò)積極完成各類自主探知任務(wù)，逐步獲得學(xué)科知識(shí)與技能，增強(qiáng)自主認(rèn)知的意識(shí)與能力，提升課程最終學(xué)習(xí)質(zhì)量的一種教學(xué)模式.在此種認(rèn)知模式的教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生能夠?qū)W(xué)科知識(shí)進(jìn)行自主性思考、分析與實(shí)踐，能夠積極發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題并解決問(wèn)題.這樣不僅可以讓學(xué)生掌握更多自主認(rèn)知的方法，還能借此增強(qiáng)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主探知的信心與動(dòng)力，使其更加透徹地理解學(xué)科知識(shí)，從而提高探究性課程學(xué)習(xí)的效率與效果.

2 高中物理應(yīng)用探究性學(xué)習(xí)模式的原則

2.1 主體性原則

物理教師在開展探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)秉承主體性原則，要將課堂真正歸還給學(xué)生，突出他們的主體地位，為其創(chuàng)造更多獨(dú)立探知、自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，使其能夠在活動(dòng)中自主思考物理理論、自主分析物理實(shí)驗(yàn)、自主研究物理問(wèn)題等.從而促使學(xué)生更加深刻地理解學(xué)科知識(shí)，加深對(duì)學(xué)科理論與技能的記憶，同時(shí)，讓他們?cè)谕瓿勺灾魈街蝿?wù)的過(guò)程中提高探究性學(xué)習(xí)的能力.

2.2 開放性原則

探究性學(xué)習(xí)模式的重點(diǎn)在于讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行自主性探索與研究.對(duì)此，教師應(yīng)當(dāng)遵循開放性原則創(chuàng)建授課活動(dòng)，要為學(xué)生創(chuàng)造更加靈活、更加自由、更加開放的學(xué)習(xí)空間，使其能夠?qū)Ω鞣N現(xiàn)象、各類案例、各種情境進(jìn)行發(fā)散性思考和拓展性探究，能夠從多種角度出發(fā)分析物理概念，探究物理實(shí)驗(yàn)中的學(xué)科理論，從而更好地提升其自主探知的效果，改善課程探究性學(xué)習(xí)的質(zhì)量.

3 探究性學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于高中物理教學(xué)的具體措施

3.1 設(shè)計(jì)懸念導(dǎo)學(xué)，激發(fā)自主探知興趣

知識(shí)導(dǎo)入是物理課程的起始教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生初步了解單元知識(shí)，調(diào)動(dòng)他們主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性具有重要作用.對(duì)此，教師為了改善導(dǎo)入環(huán)節(jié)的教學(xué)效果，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)自主探究的興趣，為課堂深度學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，可以開展懸念問(wèn)題解答活動(dòng).在導(dǎo)入教學(xué)環(huán)節(jié)，物理教師可以圍繞單元物理理論，結(jié)合各種趣味性生活現(xiàn)象，設(shè)計(jì)懸念問(wèn)題，以此來(lái)吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)他們對(duì)相關(guān)知識(shí)的好奇心，使其對(duì)問(wèn)題結(jié)果產(chǎn)生更加濃厚的探索興趣.在懸念解答過(guò)程中，教師可以給學(xué)生提供一些提示信息，由此引出單元物理知識(shí)，使其通過(guò)解答問(wèn)題，初步理解簡(jiǎn)單的物理概念或物理理論.

例如 以人教版高一物理必修第一冊(cè)第三單元第二節(jié)“摩擦力”課程為例.在課程導(dǎo)入環(huán)節(jié)，物理教師可以針對(duì)摩擦力知識(shí)，結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活現(xiàn)象進(jìn)行舉例設(shè)問(wèn)，借此激發(fā)學(xué)生對(duì)單元知識(shí)的探究興趣.比如：鞋底上凹凸錯(cuò)落的花紋起到了什么作用？汽車方向盤的把套上有很多凸起的斑點(diǎn)，其作用是什么？自行車在剎車時(shí)，閘皮緊壓在車圈上，這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？如果手拿物體時(shí)，物體從手中滑落，說(shuō)明手與物體之間缺少了什么力的作用？針對(duì)上述問(wèn)題，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)以往的生活經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合教材內(nèi)容進(jìn)行深入分析，鼓勵(lì)他們大膽說(shuō)出問(wèn)題的答案.比如，有的學(xué)生對(duì)自行車問(wèn)題進(jìn)行了解釋：自行車剎車過(guò)程中閘皮緊壓在車圈上，使得剎車皮與車圈之間出現(xiàn)了摩擦，而這個(gè)作用力阻止了車圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終迫使自行車停下來(lái).這一現(xiàn)象說(shuō)明自行車在剎車時(shí)，相關(guān)零件中產(chǎn)生了摩擦力.根據(jù)這個(gè)答案，教師可以引出此單元重要知識(shí)點(diǎn)，并圍繞摩擦力知識(shí)開展更加深入的細(xì)致探究活動(dòng).物理教師通過(guò)設(shè)計(jì)生活化導(dǎo)入問(wèn)題，能夠拉近課程與生活之間的距離，給學(xué)生帶來(lái)更加強(qiáng)烈的熟悉感，從而快速調(diào)動(dòng)他們探究生活現(xiàn)象的積極性，使其在解答問(wèn)題的同時(shí)，對(duì)單元知識(shí)實(shí)現(xiàn)初步理解.

3.2 豐富探究活動(dòng)，提升自主探知效果

物理教師為了讓探究性學(xué)習(xí)模式發(fā)揮出更好的教學(xué)作用，需要對(duì)授課活動(dòng)進(jìn)行合理優(yōu)化，要?jiǎng)?chuàng)建更多具有自主探知特點(diǎn)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)探知、案例探知、情境探知等，要給予學(xué)生更加開放的認(rèn)知空間，從而提升其主動(dòng)探索物理知識(shí)的積極性，改善他們課程學(xué)習(xí)的效果.

3.2.1 開展實(shí)驗(yàn)探知活動(dòng)

物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬殉橄蟮膶W(xué)科理論以直觀畫面的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生通過(guò)深入研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，理解抽象理論的意思.由此可見(jiàn)，物理教師若想快速激活學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高他們自主探索單元知識(shí)的熱情，可以創(chuàng)建物理實(shí)驗(yàn)自主探知活動(dòng).針對(duì)此項(xiàng)活動(dòng)，教師需要先把班級(jí)學(xué)生分成多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，同時(shí)，布置物理實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓各小組初步了解實(shí)驗(yàn)操作的方法.然后，教師再讓各組學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)手操作過(guò)程中記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，從而使其實(shí)現(xiàn)對(duì)物理理論或物理現(xiàn)象產(chǎn)生原因的透徹理解.

例如 以人教版高一物理必修第一冊(cè)第二單元第四節(jié)“自由落體運(yùn)動(dòng)”課程為例.此單元要求學(xué)生掌握自由落體運(yùn)動(dòng)的定義，知道物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的條件，明白自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì).對(duì)于上述課程目標(biāo)，教師可以創(chuàng)建小組合作實(shí)驗(yàn)探知活動(dòng).首先，物理教師按照同組異質(zhì)原則，把班級(jí)學(xué)生分成多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，給每組提供有空氣玻璃管、真空玻璃管、半真空玻璃管、羽毛、軟木塞等實(shí)驗(yàn)器材，同時(shí)，用微課視頻展示牛頓管實(shí)驗(yàn)的步驟.然后，教師再讓各組學(xué)生進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中觀察羽毛和軟木塞在三種玻璃管中的下落情況，根據(jù)所看到的現(xiàn)象分析物體質(zhì)量、下落速度、所受的力之間的關(guān)系，從而推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)的概念和條件.比如，學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠發(fā)現(xiàn)在普通玻璃管中，軟木塞的下落速度快于羽毛，而在真空玻璃管中，兩種物體的下落速度一致，這說(shuō)明物體在常規(guī)環(huán)境中下落時(shí)不僅會(huì)受到重力的影響，還會(huì)受到空氣阻力的影響，而真空玻璃管中的現(xiàn)象則打破了學(xué)生對(duì)“物體越重，下落速度越快”的認(rèn)知.之后，教師再結(jié)合這一認(rèn)知對(duì)學(xué)生進(jìn)行探知引導(dǎo)，讓他們意識(shí)到在判斷物體是否做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)只出現(xiàn)一種作用力，從而得出自由落體運(yùn)動(dòng)必須具備“只受重力”和“初速度為零”兩個(gè)條件，而后再根據(jù)必備條件推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動(dòng)的定義，即物體只在重力的作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng).教師開展實(shí)驗(yàn)探知活動(dòng)，能夠利用動(dòng)手操作方式激發(fā)學(xué)生探索抽象物理知識(shí)的興趣，同時(shí)，提升其理解抽象概念的效率.

3.2.2 開展案例探知活動(dòng)

物理教師為了讓學(xué)生更加透徹地理解深?yuàn)W的學(xué)科理論知識(shí)，消除他們對(duì)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的抵觸情緒，可以根據(jù)單元內(nèi)容合理引入現(xiàn)實(shí)生活案例，利用熟悉的日常生活現(xiàn)象調(diào)動(dòng)其自主探知的積極性.另外，教師還可以借此培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)關(guān)聯(lián)于生活的意識(shí)，使其在理解物理概念、應(yīng)用物理技能的過(guò)程中認(rèn)識(shí)到相關(guān)知識(shí)的實(shí)際作用和應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)提升其實(shí)踐探知的能力.

例如 以人教版高二物理選擇性必修第一冊(cè)第四單元第一節(jié)“光的折射”課程為例.此單元教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象，知道法線、入射角、反射角、折射角的含義，理解光的折射定律，能夠用折射定律解釋日常生活中的光學(xué)現(xiàn)象.對(duì)于上述目標(biāo)，教師可以利用多媒體課件和真實(shí)現(xiàn)象創(chuàng)建案例探究活動(dòng).首先，教師在多媒體課件中播放與光折射現(xiàn)象有關(guān)的視頻，如海市蜃樓現(xiàn)象、小石潭底與水面的距離看起來(lái)比實(shí)際距離近、水池里的魚看起來(lái)比實(shí)際的魚大等.利用動(dòng)態(tài)畫面激發(fā)學(xué)生探索折射知識(shí)的興趣.然后，教師再用玻璃缸、清水、彩色咖啡棒等日常生活事物演示光的折射現(xiàn)象，利用咖啡棒在水中彎折這一神奇現(xiàn)象調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)踐探知的積極性.之后，學(xué)生可以自行組成小組，根據(jù)真實(shí)景象繪制咖啡棒與水平面的坐標(biāo)圖像，確定其中的法線、折射角和入射角，同時(shí)，結(jié)合圖像畫面認(rèn)識(shí)折射現(xiàn)象，理解折射定律.教師創(chuàng)建生活案例探知活動(dòng)，能夠培養(yǎng)學(xué)生在生活中發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知知識(shí)的能力，提升其生活化探知的水平.

3.2.3 開展情境探知活動(dòng)

在設(shè)計(jì)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，教師可以根據(jù)物理方法之間的關(guān)聯(lián)性特點(diǎn)，構(gòu)建類比學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)類比或方法類比的方式進(jìn)行知識(shí)自主探究.物理教師指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比方法探索和理解單元知識(shí)，能夠使其進(jìn)一步掌握物理方法的靈活運(yùn)用方式，能夠針對(duì)各種各樣的物理現(xiàn)象或物理對(duì)象進(jìn)行科學(xué)對(duì)比，從而探究出其中的相似之處，找到各物理概念或物理原理之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系.另外，教師還可以借此培養(yǎng)學(xué)生類比認(rèn)知的意識(shí)，使其能夠自覺(jué)驗(yàn)證從某個(gè)物理對(duì)象中所得出的結(jié)論是否在另一個(gè)物理對(duì)象上有所體現(xiàn)，進(jìn)而提升其推導(dǎo)認(rèn)知、類比學(xué)習(xí)的能力.除此之外，教師還可以借助類比探知活動(dòng)，促使學(xué)生加深對(duì)物理量以及各變量所構(gòu)建的抽象關(guān)系式的理解，提高他們認(rèn)知抽象知識(shí)的能力.

例如 以人教版高一物理必修第三冊(cè)第九單元第二節(jié)“庫(kù)侖定律”課程為例.在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了一部分力學(xué)知識(shí)，擁有一定的探究物理量與變量關(guān)系的能力.對(duì)此，教師可以圍繞力學(xué)與電學(xué)構(gòu)建類比探知情境，讓學(xué)生用探索力學(xué)概念和變量的物理方法探究力學(xué)知識(shí).首先，教師先引導(dǎo)學(xué)生回憶力學(xué)知識(shí)中重力、彈力、摩擦力的概念，回顧相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)，了解物體在不同力的作用下出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，同時(shí)，類比g、k等物理變量.然后，教師再帶領(lǐng)學(xué)生觀看庫(kù)侖定律的實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)他們運(yùn)用探究力學(xué)原理的方法理解庫(kù)侖定律的含義，分析庫(kù)侖定律的適用條件.比如，庫(kù)侖定律物理實(shí)驗(yàn)是在真空環(huán)境下進(jìn)行的，說(shuō)明此環(huán)境是一個(gè)必要條件，另外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象是靜止的，說(shuō)明靜止也是一個(gè)重要條件.除此之外，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)者改變過(guò)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的距離，檢測(cè)了它們的電荷量，分析了它們所受的靜電力等，由此，學(xué)生可以根據(jù)力學(xué)公式的推導(dǎo)思路，推理出庫(kù)侖定律的表達(dá)式，即F=kQQ/r.教師結(jié)合物理方法和多方面物理知識(shí)構(gòu)建類比學(xué)習(xí)情境，開展類比推導(dǎo)探知活動(dòng)，既可以啟發(fā)學(xué)生的類比思維、推理思維、發(fā)散思維等，還能使其掌握更加靈活的類比探知方法，同時(shí)，在類比認(rèn)知過(guò)程中了解物理知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，使其更加深刻地認(rèn)知物理抽象關(guān)系式，提升課程學(xué)習(xí)質(zhì)量.

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高中物理教師若想增強(qiáng)課程教學(xué)的有效性，可以采用探究性學(xué)習(xí)模式開展授課活動(dòng)，讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)探究、案例分析等自主性探知任務(wù)的過(guò)程中，加深對(duì)物理知識(shí)的理解，同時(shí)，提高他們知識(shí)探索、自主學(xué)習(xí)的能力.

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