在物理教学中培养学生探究能力的策略

2018-02-10 21:46
中国现代教育装备 2018年10期
关键词:物理探究实验

谈 婳

一、培养探究能力的必要性和重要性

长期以来,“教本位”统治了课堂教学,教师一直主宰着教学过程,学生也习惯了接受性学习。而这种教与学的态度和方法已经制约了学生思维的发展、能力的提高。在教学过程中,教师的思维成为教学过程的主线,教学过程自导、自演,主体是教师,学生都是在被动接受新知识,教学过程常常只是知识的呈现和堆积。虽然通过模仿、操练,学生也能掌握一定的知识、方法和技能,但由于缺乏自主探索、实践体验,因而对知识的理解非常肤浅,学习效率自然低下;更严重的是学生长期处于“填鸭”状态,必然滋生对课堂、教师的依赖,教师讲就听,不讲也不会思考,变成了学习的工具,问题意识丧失,学习能力逐渐萎缩,不利于学生的终身发展。在倡导素质教育的今天,只有改变这种陈旧、落后的教学方式,把学习的自主权彻底交给学生,鼓励学生进行探究性学习,才能真正培养问题意识和创新思维,提高实践能力;也才能使学生真正掌握正确的学习方法和研究方法,促进学生终身可持续发展

高考物理考察的5项能力不是孤立的,在应用某种能力处理或解决具体问题的过程中往往伴随着发现问题、提出问题的过程,因而高考对考生发现问题、提出问题并加以论证等探究能力的考查渗透在五种能力的考查中。教育部考试中心主任姜钢、党委书记刘桔发表了《牢记立德树人使命写好教育考试奋进之笔》文章提出了理科综合科学设计试卷结构,凸显探究精神。

无论是高考还是学生终身发展需要都要求学生具备一定的探究能力,而物理学作为一门实验科学,研究和实践是物理学生存和发展的基础。因此,以主动探索为特征的探究性学习符合物理学习的规律,在物理教学中培养学生的探究能力不仅是可行的,而且是必需的。

二、在物理教学中培养学生探究能力策略

1.把“立德树人”作为第一要务 培养学生的探究精神

习近平总书记在十九大报告中强调,教育要坚持正确方向、坚持立德树人、坚持服务大局、坚持改革创新;教育要为人民服务、要引导学生正确认识世界和中国发展大势,正确认识中国特色和国际比较,正确认识时代责任和历史使命,正确认识远大抱负和脚踏实地。随着社会的发展,素质教育的推进,当前的学科教学已由单纯的传授知识转为传授知识技能与培养情感态度相协调、共同发展。在物理教学中同样要紧紧抓住“培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人”这个根本问题,作为学习主体的学生,只有掌握了辩证唯物主义的观点和方法,具有认真严谨、求实创新的科学态度和团结协作的精神,更重要的是来自对祖国的前途、民族命运的深切关注和对未来的憧憬和向往才能积极投身于物理学习,才能产生为做社会主义合格建设者而努力学习的动力。这些品质的培养可以通过教学过程中穿插介绍一些科学家、物理学家发现相关定律和原理的过程。例如,英国科学家焦耳在极端困难条件下,三十余年实验研究,做了400多次实验,为能量守恒定律的建立打下了基础,也可以在物理实验和学习的过程中不断地鼓励和渗透科学探索的精神和品格,这些精神和品质正是现在“00后”学生身上所欠缺的,也是探究能力所必需的,因此在物理教学过程中“立德树人”就显得尤为重要。

2.传授学生探究的知识和方法 培养学生的探究能力

(1)教导学生掌握学习方法

学生要具备探究能力,必须要有相关的知识和方法,这也是物理课堂教学很重要的内容,物理学习方法通常有观察法、实验法、类比法、假设法、数学法,教师要在物理教学过程中不断地渗透这些方法,从而帮助学生形成能力 。

(2)培养学生自主学习的习惯

自主学习是指自己主动积极发挥自己的主观能到性,获取信息,处理问题,自主思维后发现和提出问题,是一种优秀的学习态度、学习方式和学习过程。自主学习的目的,一方面是让学生积极主动吸收知识;另一方面是通过主动探究的过程,培养学生的问题意识和创新思维。万事开头难。没有自学习惯的学生最初总是茫然无措:既不会看书,也发现不了问题,提不出问题,更别说自己分析和解决问题了。但这不应成为无法开展自主学习的托词,相反,这恰恰是长期的灌输、接受性学习遗留下来的恶果。笔者一直尝试着探究性教学,在物理课堂教学中重视探究能力的培养,完全改变传统教法。在新课教学时,主要由学生自主课前预习、发现问题、尝试解答、整理归纳、自我检测等,而教师只在课堂巡视、解答学生的疑难问题,或是提出问题让学生思考,或是帮助学生归纳总结所学知识。仅仅一个学年的尝试后,学生经历了由茫然到适应,由无助到自信的心理变化,终于逐渐领会到自主学习的成功和喜悦,学习能力逐渐增强。主动是自主的精髓,虽然要求学生主动学习,但并不是教师什么也不管,教师不重要了,自主学习过程也伴随着学生之间、师生之间的相互探讨和交流,教师的作用同样重要,自主学习应当遵循循序渐进的原则,“教”是为了“不教”,所以起始阶段教师要做好全方位的把控和预测,然后教师是要引导学生学会思考问题、发现问题,进而解决问题,这是一种思维策略,不是简单的套用模式。

(3)引导学生开展专题研究

古人云:“学源于思、思源于疑”。问题意识的培养是探究学习层层深入的实质,很多教学内容都可以围绕问题而展开,如:楞次定律、重力与纬度的关系、弹力和形变量的关系、匀速直线运动的规律、带电粒子在电场中的偏转、同步轨道、小船怎样渡河航程最短、伏安法测电阻时误差分析等,这些问题都是很适合于在课堂上进行小探究,直接把结论展示给学生无疑是低劣的教法。经验丰富的教师都会营造一个恰当的场景,巧妙设疑,引导学生提出问题,进一步分析,寻求解决问题的途径和方法,从而在教师的启发和帮助下,通过学生的主动探究,最终找出规律,得出结论。专题研究往往涉及多种方法、手段:如研究物体的运动,常常将物体抽象为一种理想化模型——质点;研究卫星的运动规律,需要运用一定的数学工具进行理论推导;静电场中的等势线可以用电流场来模拟;而牛顿第二定律、楞次定律等又离不开实验研究……不论成功还是失败,都要鼓励学生积极尝试,通过这种亲身体验,获得物理学习的思维和方法,长此以往,量变到质变,最终成为学生的学习品质。

3.创造条件和机会让学生亲身体验探究的过程

(1)物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的结果分析,其实验过程实质就是科学探究的过程,因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。然而,有些教师轻实验、重结论,喜欢给学生一些简单结论,物理实验是构建物理学大厦的基石,在物理课堂中鼓励学生积极投身于实验实践,无疑能使学生获得最直接、最丰富的亲身体验,使学生的理解能力、动手能力及创新思维得到锻炼和提高。针对物理事实进行一系列的观察、实验、分析、综合,从而寻求物理规律、建立物理理论。甚至很多演示实验都比简单的让学生记住一些结论的效果好,如学习圆周运动、向心力时,让学生手执一根细线拴住一串钥匙,然后转圈,这种感官的体验能帮助学生迅速领会向心力、离心力的概念及大小特征,这远比任何语言的解释更高效;学习胡克定律时,学生如能从实验中总结出弹力和形变量的关系,当然能获得如科学家一般成功的喜悦;进行游标卡尺、千分尺的学习如果不是由教师先讲,而是每人一把,自己研究其结构、原理及读数方法,并付诸实践,同时教师辅以恰当的指导和说明,学生的理解也一定会更深刻,记忆更牢固。在实验过程中,教师应注重培养学生的实验兴趣和创新思维。对教材中一些演示实验、验证性物理实验可以尝试改为探索性物理实验,给学生创造机会、创造条件大胆地对一些物理问题进行实验探究。如:胡克定律、平行四边形定则、超重和失重、左手定则、带电粒子在磁场中的圆周运动、电容器、自感电路等。课堂中对学生的一些新奇的思路,教师应该给予充分肯定,并鼓励学生进一步研究。同时,教师自己更不能墨守成规,僵化和教条只能令人心生倦怠,富有创意的实验才能令人耳目一新。

(2)重视STS(Science Technology Society)教育,培养学生的物理应用意识。STS是一门研究科学、技术和社会相互关系的新兴学科,它强调科学技术在社会生产、生活中的应用。《物理课程标准》提出了要加强物理课程与生活、科学、技术和社会的联系,即在物理教学中要加强渗透STS教育。2017年全国高考试卷注重将高中物理的基础内容与生产生活实践紧密结合,关注现代科技发展,较好地体现了物理、生活和社会三者的有机融合。如第14题的火箭升空问题、第17题的“人造太阳”的核聚变发电问题,第18题的“扫描隧道显微镜”的应用问题,这些试题情境自然而贴近生活,起到了引导学生重视物理思维过程,体验物理方法,感悟物理思想的作用。

三、结语

课堂教学中的探究性学习并没有固定的模式,但作为教师为了学生终身发展,要有培养学生探究能力意识和行为。让学生在探究学习感受成功的喜悦,培养学习的兴趣,同时获得问题意识、创新思维、交流协作和实践能力等全方位的锻炼和提高,为学生为终身可持续发展打下坚实的基础。

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