在实验教学中培养学生自主学习能力

葛正洪

[摘 要] 本文从联系生活实际，创设问题情境，激发实验兴趣，提高学生学习自主性；在实验中鼓励质疑帮助学生成为自主学习者；利用发散型问题培养学生自主学习能力；让学生自己动手设计实验培养自主学习能力等四个方面阐述在中学物理实验教学中培养学生自主学习能力的具体做法。

[关键词] 问题情境 激疑质疑 发散问题 设计实验

自主学习是与传统的接受学习相对应的一种现代学习方式，以学生作为学习的主体，通过学生独立的分析、探索、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标，让学生愿学、乐学、会学、善学。培养学生自主学习能力有助于提高课堂学习效率，提高学生学习的质量，促进学生对所学内容的深度理解。在新课程的三维目标中，能力目标是对学生终身发展最为重要的目标，而自主学习能力是对学生终身发展最为重要的能力，在新课程大力倡导素质教育的背景下，如何培养学生的自主学习能力是中学物理教学的重要任务之一，而实验对培养学生的自主学习能力具有独特的教学功能，那么，在中学物理实验教学中如何培养学生的自主学习能力呢？对此，笔者结合自己二十年来的教学实践和物理学科的特点谈谈具体做法。

一、联系生活实际，创设问题情境，激发实验兴趣，提高学生学习自主性

在实验教学中，学生的自主学习能力要能形成和发展，其前提条件是对实验要有兴趣，因此，教师要联系实际，创设良好的教学情境，激发学生的兴趣，这样，既可提高教学效益，又能培养学生的自主学习能力。而学生实验兴趣的萌芽和发展，主要源于对生活中一些不懂或不清楚的物理现象（自己发现或教师引导发现的现象）的探究欲望，对许多学生来讲，只有在他们需要解决一些感兴趣的而又与他们实际能力相适应的问题时，发现需要相应的实验来探究，便产生了动手实验的主动性和积极性。针对学生企望探索、明白周围物理现象奥秘的心理特点，教师在进行实验教学时，要尽可能地结合生活中学生感兴趣，想了解的实际问题，将实验拉回到现实中，使学生接近、接触物理现象，并指导他们用所学的物理知识、方法去分析解决问题，从而在解决问题的过程中，培养学生自主学习能力！实验教学更多、更好地联系现实，联系社会，把社会、生活引入课堂，不断地激发学生对实验的兴趣，可以很好地调动学生对实验的积极性和主动性，刺激其产生强烈的求知欲和好奇心，从而使学生的学习过程成为一个积极主动的探究过程，既可以提高实验教学的效果，又可以提高学生学习的自主性。

二、善于激疑，鼓励学生大胆质疑，帮助学生成为自主学习者

要培养学生的自主学习能力，教师在实验中要善于激疑，并鼓励学生大胆质疑。教师采用恰当的激疑方法，让学生生疑，然后师生共同析疑，这样，就能充分调动学生的主观能动性，启发学生用已有的知识对其实验进行重新审视和反思，拓展思维，从而积极主动地学习物理。例如：学生学习了能量守恒定律后，已经建立了一个很重要的观点：“能量不会无中生有，永动机不可能！”新课上好后，给学生演示一个如下的实验，让学生展开讨论。

如图所示的玩具，称之为“饮水鸟”。在饮水鸟旁的小碗中注水近满，再把饮水鸟的头按低，使其嘴喙插入水中，片刻后释放，让学生仔细观察出现的现象。

只见在水鸟缓缓低头的过程中，其间振荡几下，最终把嘴喙插入小杯的水中，然后抬起头来，不一会，又低下头去，重复上述过程，往复不断地运动。

接着教师提出以下几个问题：（1）这种玩具内部没有动力来源，为什么会运动呢？（2）它是一种永动机吗？为什么？（3）为什么饮水鸟会连续动作呢？（4）它的内部结构会是怎样的呢？通过这一连串激疑，学生心中顿时产生强烈的求知欲，于是，学生思维的闸门被打开了，他们对这一系列问题给予了种种似乎合乎逻辑的猜想，在这些猜想中，不乏有合理性的见解，也不断闪烁着独创性的“火花”。有学生甚至会怀疑这一现象中能量是否守恒？接下来教师和学生一起，利用“有固定转动轴的物体的平衡条件”，“毛细现象”，“蒸发致冷”，“饱和汽”等物理知识揭开饮水鸟的奥秘，学生心里的那种兴奋和成功之感尤然而生。最后，教师指出：这个实验也再一次说明：永动机不可能！从而又一次巩固能量守恒这一重要观点。

通过教师激疑，让学生学会生疑，激活学生学习能力，让学生处在一个充满浓厚的创造氛围中自主学习，学生的知识和能力将进入一个主动发展的领域里。因此，教师在实验中要善于诱发学生生疑，鼓励学生敢疑、敢问，用自己已有的知识去分析问题，发现问题。使学生的探究能力得到有效的训练，并逐渐形成和发展学生的自主学习能力。

三、利用发散型不定解问题，在实验中培养学生自主学习能力

发散能力是从不同的方向、不同的角度、多途径地探索解决问题方法的一种能力。训练与培养学生的发散能力，可以给学生出物理情境具有多样性的题目（即题中提供的初始状况或制约的条件存在多种可能性的信息内容），使其具有多种适当答案，旨在使学生广泛地搜寻自己的记忆贮存，尽可能地提出更多的信息项目，以获取各种不同的答案。

例如：图中Rmax=10欧，R=12欧，A的读数是l.2安，V的读数是4.8伏，E=6伏，问从该电路中可以得到哪些物理量？认真分析题意，知道题目中最后的答案与所提出的假设条件是一一对应的，答案不是唯一的.

在解此题时，主要是用启发式教学对问题空间进行搜索，通过不断地给题目提出符合题意的假设，使学生在问题空间中进行搜索后得出各种答案：（1）通过两条支路的电流；（2）变阻器接入电路部分的电阻，（3）每个电阻上消耗的功率，外电路消耗的功率等等。思路比较开阔的学生还可以求出此时电源的效率，变阻器调到什么阻值时电源的输出功率最大？能力更活跃，更富有自主探究精神的学生还能求出电路输出最大功率时电路中各支路的电流值，各个电阻消耗的电功率，电阻每秒钟的发热量以及其它许多相关量。答案还在随题设的不同而增加，很难简单地判断做到哪一步才是完美无缺的，这说明还有更广阔的问题解决空间。endprint

这种发散型不定解的题目，其解题的能力路线是从属于探究能力中的发散能力，可以让学生在解题中思维得到有效的训练，提高学生的自主学习能力。

四、利用简单材料，让学生自己动手设计实验，培养学生自主学习能力

由于客观条件的限制，学生进实验室动手做分组实验的机会是有限的。而实验对学生自主学习能力的培养又有着举足轻重的作用。因此，要积极引导学生利用日常生活中的简单材料，自己动手设计实验。比如：废旧的胶卷盒，可乐瓶、易拉罐、空圆珠笔芯等等，这些材料可以做很多实验，这里不妨举一例以说明。

[材料] 可乐空瓶一个，易拉罐2个，ψ2mm的铜丝500mm长2根，ψ0.27mm铜丝50mm长2根，锡箔纸4mm宽50mm长2条，空圆珠笔芯2支，空彩色塑料杆2根，泡沫塑料2块：

[用途] 制作“开尔文滴水发电机”

[制作] 如图所示。把空圆珠笔芯放在酒精灯上，均匀地烧烤软化后收口并弯成900直角，把另一端插进塑料彩笔杆尖的一端，用万能胶固定，做成滴水管。再把空可乐瓶在靠近底部的地方对称地挖两个ψ60mm的圆环分别放在易拉罐的底部。钢丝从易拉罐引出后在钢丝另一端再分别弯一个ψ25mm圆环。

[现象] 当松开可乐瓶盖时，水滴下落，过一会儿，易拉罐侧面的锡箔张开了，表明开尔文发电机起电了。

此实验虽然中学阶段没作要求，但原理很简单，学生也感兴趣，觉得很新奇，不管学生是否弄清原理，但只要学生观察到锡箔张开，就有一种巨大的成就感，在成功做出实验后，学生会提出很多独创性的问题，也会对实验提出多种改进方案，比如，将锡箔换成验电羽或者用氖泡代替锡箔等等。在这个过程中，不仅锻炼了学生的动手能力，而且提高了学生的自主学习能力。

教学的根本目的是促进学生的自我发展和自我完善，培养独立的学习者，因此，教学过程必须培养学生的自主学习能力。物理新课标也明确指出：高中物理应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。作为物理教师，我们在教学中应该结合学科特点，发挥物理实验的学科优势，善于联系实际，激发学生兴趣，鼓励学生大胆质疑，积极引导学生自主学习，平时鼓励学生多动手实验，提高学生的自主探究能力，让学生在自主探究中学习知识，并在此过程中，自主总结学习方法，提高自主学习能力。

参考文献：

[1] 赵凯华，张维善.新概念高中物理课本[M].北京：人民教育出版社，2005.1

[2] 刘炳升.高中综合实践活动指导[M].南京：南京师范大学出版社，2000.5endprint