物理探讨性学习

◇ 广东 罗海津

1 问题的背景

目前,广东实行新高考“3＋1＋2”模式,物理在高中的地位愈加重要,单纯靠刷题已经不能使学生获得高分,高考试题更注重对学生各种能力的考查.国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》明确要求各省(区、市)要结合推进高考综合改革,制定普通高中新课程实施方案,并于2022年前全面实施新课程、使用新教材,同时取消考试大纲.2020年年初,教育部考试中心印发的《中国高考评价体系》和《中国高考评价体系说明》进一步对高考的人才选拔和育人工作给予说明.这些政策的颁布不仅对教师的物理教学工作提出了新要求,也对学生的物理学习提出了新目标.

学生在进入大学后会发现高中教育和大学教育存在一个由教师手把手指导向探讨学习和自主学习的过渡,而这个过渡阶段可以在高中阶段有意识地进行渗透,例如在教学过程中教师可有意识地培养学生的自主学习、自主探讨能力等.

2 物理探讨性学习

物理探讨性学习不仅能提高学生的动手能力和分析能力,还有助于引导学生有意识地关注周围的物理现象和最新的前沿科技,引导学生思考,创设自主学习和自主创新的环境.

2.1 将物理概念和探索体验相结合

高中物理涉及力、热、光、电、磁及原子物理等内容.物理规律最初均来源于探索和现实体验,从富兰克林引下“天电”,到牛顿被苹果砸中,都是人类基于对自然的好奇所做的研究.在物理概念的学习过程中,最简单的探索和体验就是学生对物理现象的分析和理解.例如对胡克定律的理解,一个简单的弹簧的压缩和拉伸,学生就可以明白弹力与形变量的关系.这些简单的实验,既可以让学生明白物理概念,感受到动手和探索的乐趣,也可以让学生参与到教学当中,引起学生进一步学习和探索的兴趣.

很多学生学习物理的兴趣不是为了高考考高分,或者为了以后的规划,而是觉得物理好玩、有趣.那么物理的学习就不能局限在课堂,局限在实验室.例如:在学习自由落体运动时,大多数教师都是通过牛顿管进行课堂实验,这个实验的确能引起学生的学习兴趣,也能促进学生理解自由落体运动知识,但是很多学生反映不知道学习这些知识有什么用.教师可以要求学生寻找生活中的例子,解决实际问题.例如,一个小球自楼顶自由下落,在Δt内通过高度为Δh的窗口,求窗口的高度.教师可以把这个情境在现实中重演,让学生自己想办法解决这个问题.

为了应对高考,很多学校仍然采取题海战术,希望让学生通过重复做题强化对知识的理解,但却收效甚微.我们可以让学生解决现实中的一些物理问题,以锻炼学生发现物理问题、分析问题和解决问题的能力.物理学习可以扩展到室外,这样的探索体验学习更加符合物理知识的应用性和物理学科核心素养中科学探究的要求,更符合当今社会对人才的选拔要求.

2.2 将物理问题和团队合作相结合

高中阶段的物理学习任务很重,有很多知识要学习,而教师更多的是直接给出结论.分组讨论和分组实验得出物理结论的过程非常重要,学生可能第一次没有办法得到正确的结论,或者达不到教师的预期效果,但这不影响他们从失败中总结经验.

教育强调每一个学生都是独特的,他们在合作中学习别人的优点,发掘自己特长,学会沟通,学会分享,学会搜集资料,学会制作作品.例如,在学习离心运动知识时,可以让学生自己制作脱水洗衣机等与离心运动相关的科技作品.在此过程中,有些学生查找理论依据,有些学生收集材料,有些学生动手制作.再如,在遇到追及和相遇的物理问题时,学生觉得很难理解,可以让他们分组讨论和分组实验,分析怎样追赶,追赶过程中会出现什么情况.这时他们不仅要自己思考,还要去说服别人,这样的探究,可以让学生更深刻地理解这些物理过程的构建.

学生可自主建立小组,小组成员之间分工合作,完成实验,得出结论.这不仅锻炼了学生的关键能力和学科素养,更是一次团队沟通和合作的体验.现代社会中,个人的精力有限,不同的人能力不同,团队的合作显得尤为重要.高中阶段的团队合作不仅有助于关键能力和核心素养的培养,也有助于语言表达能力和人际交往能力的培养.

2.3 将物理应用和现实产品相结合

高中阶段的物理学习,学生更多地接触的是物理理论,理解物理过程、解答物理问题.而由物理理论所产生的产品只作为课后拓展,很少专门对产品的结构和工作原理进行剖析,很少去发现周围与此相关的物品,更很少自己动手去制作一些小器件.其实产品是物理理论的浓缩,通过产品更能明白物理究竟如何接近生活.

例如,粤教版教材“了解电容器”中,电容器元件和很多的电子元件一样是封装好的,单纯从产品表面无法知道内部构造,但是学生可以从理论结构理解电容器,自己制备电容器,自己封装.学生可以在生活中随时发现电容器,制作电容器.有的学生直接用两片锡纸夹着一层绝缘薄膜制成电容器,并发现这个电容器还可以卷起来,缩小空间.通过对产品的制作,学生能更深刻地理解其中的物理原理,既提高动手能力,也促进自身思考.

学生在制作小型器件时,会发现产品从理论到制作再到成品输出,需要考虑多个环节,这不再只是单纯的物理学科的知识,还涉及其他学科和现实的社会环境.这有助于激发学生对当今社会科技的发展和产品的更新换代的思考,有利于使学生成为一个德才兼备的人.

2.4 由表及里

物理的学习不仅是为了扩展学生的视野,培养他们的分析能力,更多的是为了培养其适应社会发展需要的关键能力和必备品质.众所周知,我国每年都要花费巨额的资金投入自主创新.为什么不把创新变为全民日常生活的一部分,变为全民追求美好生活的一个动作呢?例如,洗衣机的出现是一位不想洗衣服的人创造的,他所追求的是过美好的生活,创造便利的生活工具;耕田机是现代农业发展过程中出现的工具,是人类获得更多粮食的追求过程中发明的耕种好帮手.这些生活和生产中的工具,不仅是物理理论的输出,还是人类对美好生活的追求.这些创造和发明,不仅要求学生在现阶段的物理学习中不断地思考、改进,还要求他们通过以后大学的学习不断探讨和研究.

教育理念和方式在改革,物理教育的改革也在不断推进.物理探讨性学习,不仅仅是物理的教学,更是生活技能和生活思维的教育.这种学习方法既可以让学生更有兴趣学习知识,也有助于培养学生的动手能力和团队合作精神.