高中物理习题课探究式教学设计与实践.pdf

9 1 7 9 1 8 分类 幺3 理 密级 鬲 存予箍史謦 教育硕士学位论文 高中物理习题课探究式教学设计与实践 冯艳云 导师姓名职称 庄 麟教握 专业名称 麴直亟 研究方向 堂型敦堂 塑理2 论文答辩日期 丝丛占学位授予时间 答辩委员会主席 评阅人 二0 0 五钠一月日 中文摘要 探究式教学作为一种现代教学方式 得到了广大教育教学工作者越来越广泛的 重视和应用 随着我国新一轮基础教育课程改革的全面推行 新课程倡导在课程实 施中引导学生质疑 探究 促进学生在教师指导下主动的 富有个性的学习 课堂 教学作为教育的主渠道 全面实施适合学生发展的新型习题课教学模式势在必行 本文从传统的高中物理习题课存在的问题出发 在研究了相关的教育教学理论和前 人己有的成果的基础上 结合自己的教学实践 初步构建了以学生为主体 以教师 为主导 以学生自主探究为主线的基于问题解决的高中物理习题课探究式教学模 式 并通过具体的教学实践 来论证了 探究式 教学模式在高中物理习题课教学 中的适用性 本论文共五个部分 第一部分是前言 阐述了探究式教学的涵义 本课题的研究现状 目的 意义 及研究方法 第二部分首先论述了习题课教学在高中物理教学中的作用及传统教学方式在 物理习题课教学中的缺陷 阐述了高中物理习题课采用探究式教学的必要性 第三部分阐述了高中物理习题课中探究式教学程序的设计原则 构建了高中物 理习题课探究式教学的教学程序 第四部分通过教学实践案例阐述了在高中物理习题课教学中如何具体实施探 究式教学 第五部分是结论 研究了高中物理习题课使用探究式教学的实际效果 并总结 了本课题的研究成果 关键词 探究式高中物理习题课教学教学模式实践研究 i i a b s t r a c t i n q u i r yt e a c h i n gi so n ek i n do fd i d a c t i c a lt e c h n i q u ef o rm o d e r nt i m e s i th a sa t t r a c t e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o na n da p p l i e dw i d e l yb yal o to f t e a c h i n gs t a f f n o w a d a y s w i t h t h e r a p i dd e v e l o p m e n tf o rt h en e w r e f o r m a t i o no ft h ee d u c a t i o n a ls y s t e m i ti ss p a r kp l u gt h a tt h et e a c h e r s s h o u l dl e a dt h es t u d e n t s b e c o m eo p p u g n e ra n d i n q u i r e r m o r e o v e r t h e t e a c h e rs h o u l dp r o m o t et h es t u d e n t sc a r r yo u tt h ep l a no fs t u d ya c t i v e l y a n dc h a n g e f u l t e a c h i n gi nt h ec l a s s r o o mc a nb er e g a r da st h em a i nc h a n n e l o fe d u c a t i o n i ti sv e r yn e c e s s a r yt oc a r r y i n gi n t oe x e c u t i o no ft h en e w t e a c hm o d ef o re x e r c i s e sc l a s s i nt h i sp a p e r t h en e wt e a c h i n gm o d e lo f e x e r t i s ec l a s sf o rt h es e n i o rh i g hs c h o o l sp h y s i c sh a v eb e e ns t u d i e d w h i c hb a s e d0 1 1t h ep r o b l e m sa b o u tt h ep h y s i c se x e r c is e sc l a s so ft h es e n i o r h i g hs c h o o l c o r r e s p o n d i n ge d u c a t i o na n dt e a c h i n gt h e o r i e sa n dp r a c t i c e t e a c h i n g m e a n w h i l e t h ei n q u i r yt e a c h i n gh a sb e e ne m p l o y e di nt h ep h y s i c s e x e r c i s e sc l a s so ft h es e n i o rh i g hs c h 0 0 1 t h ep a p e ri sd i v i d e di n t of i v es e c t i o n s i ns e c t i o n1 p r e f a c e t h em e a n i n gf o rt h ei n q u i r yt e a c h i n g t h e a c t u a l i t y t h ep u r p o s e t h es i g n i f i c a t i o na n dt h es t u d ym e t h o dh a v eb e e n b r i n gf o r w a r d i ns e c t i o n2 t h ef u n c t i o no fp h y s i c se x e r c i s ec l a s s t h el i m i t a t i o n o ft r a d i t i o n a lt e a c h i n gm o d ea n dt h en e c e s s a r yo fi n q u i r yt e a c h i n gi nt h e s e n i o rh i g hs c h o o lh a v eb e e nd i s c u s s e d i ns e c t i o n3 t h ep r i n c i p l eo fd e s i g nf o r t h et e a c h i n gp r o c e s si n t h es e n i o rh i g hs c h o o lh a sb e e ne x p a t i a t e d i ns e c t i o n4 t h eu s i n gm e t h o do ft h ep h y s i c se x e r c i s e sc l a s sf o r t h es e n i o rh i g hs c h o o lh a sb e e nd i s c u s s e db yt h ec a s eo ft e a c h i n gp r a c t i c e i ns e c t i o n5 c o n c l u s i o n t h ee f f e c to ft h ep h y s i c se x e r c i s e sc l a s s f o rt h es e n i o rh i g hs c h o o lh a sb e e ns u m a a r i z e di np r a e t i c e k e yw o r d s i n q u i r yt e a c h i n g e x e r c i s ec l a s sf o rt h es e n i o rh i g h s c h o o l sp h y s i c s t e a c h i n gm o d e l p r a c t i c ea n dr e s e a r c h i i 赢中物理习题议探究式教学啦计 j 实践 日u舀 0 1 探究式教学的涵义 探究式教学 是指从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题 在 教学中创设一种类似于学术 或科学 研究的情境 通过学生自主 独立地发现问 题 实验 操作 调查 信息搜集与处理 表达与交流等探索活动 获得知识 技能 发展情感与态度 特别是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程 具体的说它是指教学过程在教师的启发诱导下 以学生独立自主学习和合作讨论 为前提 以现行教材为基本探究内容 以学生周围世界和生活实际为参照对象 为学生提供充分自由表达 质疑 探究 讨论问题的机会 让学生通过个人 小 组 集体等多种解难释疑尝试活动 将自己所学知识用于解决实际问题的一种学 习形式 与传统的 接受式 教学相比 探究式教学 中教师不是将学习的内 容以定论的形式呈现给学生 学生必须通过其研究活动从各种途径获取知识 并 对获取的知识进行拓展 0 2 课题研究背景和方向 0 2 1 课题提出的背景 1 转变学生的学习方式 是世界各国最重要的教育改革的方向 随着人类文明的进步与发展 人类逐渐认识到教育的真j 下意义已不仅在于获 得一些知识 还在于掌握学习方法 学会学习 掌握知识的多少已经不是最重要 的 而如何掌握知识才是至关重要的 因为方法是有弹性的 它往往比一个结论 有更广泛的适用性 所以 世界各国都把如何使学生理解知识并掌握学习方法作 为最重要的教育改革的方向 2 转变学生的学习方式 也是我国基础教育课程改革的重要目标之一 我国提出的素质教育把教学的最终目标定义为 使学生掌握必要的学习技 能 使他们在结束学业后能独立的管理并控制自己的学习活动 使终身学习成为 可能 基础教育课程改革纲要 试行 中课程改革目标也明确提出 改变课 程实施过于强调接受学习 死记硬背 机械训练的现状 倡导学生主动参与 乐 于探究 勤于动手 培养学生收集和处理信息的能力 获取新知识的能力 分析 和解决问题的能力 以及交流与合作的能力 因此 我国的教学改革要实现以 下几个转变 变单纯传授知识为在传授知识过程中重视能力培养 变单纯抓 高中物理习题课探究式教学砹计1 i 实践 智育为德智体全面发展 变教师为中心为学生为主体 变平均发展为因材施 教 发展个性 变重教法轻学法为教法学法同步改革 3 自主探究学习意识与能力的培养 是学生持续全面发展的需要 信息社会大大扩展了学习的渠道 教育方式的多样化要求实现由被动式 模 仿式 传承式学习向主动式 创新式学习方式的转变 在新课程理念的指导下 改变学生的学习方式 必须要关注学生的学习过程和方法 关注学生是用什么样 的方法获得知识的 是大量做题练会的 还是通过自主探究 发现 在解决问题 中学会的 无论是用哪种方法学会的 从试卷上看到的结果可能都是一样的 但 是 由于获得知识的过程和方法不一样 导致了学生真正意义上的收获是不一样 的 雨且对学生终身发展的影响也是极不一样的 因此 确立学生在课程中的主 体地位 开发学生的潜能 丰富与发展他们的精神世界 培养学生的自主探究学 习意识与能力 以实现他们的持续全面发展 4 在应试教育思想观念影响下建立起来的习题教学模式 不利于学生自 主探究学习能力的形成与发展 在高中物理教学中 习题课教学是高中物理学习的一个重要环节 是运用所 学知识解决实际问题的初步实践 它对于深入理解基本内容 培养分析问题和解 决问题的能力 以及从中汲取广博的实际知识等都具有不可替代的作用 传统的 高中物理习题教学 是建立在传统的接受式学习的基础上的 在教师的支配下 选用条件充足 结论唯一的习题 让学生沿着一个方向 按照一种思维模式进行 被动的解析 过后布置几道相类似的习题再让学生模仿套用解析 只能使学生达 到模拟式学习 这种学习方式更多关注的是学习的结果 即知识掌握的多少 使 大部分学生积累的只是知识 对学生解决问题的能力和创新能力的提高作用不 大 对于若干年后不从事物理专业的学生 有些物理知识也就淡忘了 那么这样 的知识学习就不会为他们将来的发展提供有效的帮助 0 2 2 课题研究的方向 1 8 世纪初 欧洲启蒙思想家卢梭等人把人的 主动性 看成是人的天性或本 能 并视之为教育的基础和出发点 把激发兴趣作为 主动探求 学习的力量源 泉 提出尊重并热爱儿童 顺应儿童的天性 培养儿章对学习的主动探求精神和 提倡从经验中学习等理念 1 9 世纪术2 0 世纪初 美国大力倡导以 解决问题 为核心的 研究性学习 理念 杜威把培养儿章思维的习惯和能力视之为教学的 根本目的 他的 思维五步法 围绕思维训练设计的教学过程较完整地体现了 岛中物理习题课探究a 教学技计 j 实践 智育为德智体全面发展 变教师为中心为学生为主体 变平均发展为因材施 教 发展个性 变重教法轻学法为教法学法同步改革 3 自主探究学习意识与能力的培养 是学生持续全面发展的需要 信息社会大大扩展了学习的渠道 教育方式的多样化要求实现由被动式 模 仿式 传承式学习向主动式 创新式学习方式的转变 在新课程理念的指导下 改变学生的学习方式 必须要关注学生的学习过程和方法 关注学生是用什么样 的方法获得知识的 是大量做题练会的 还是通过自主探究 发现 在解决问题 中学会的 无论是用哪种方法学会的 从试卷上看到的结果可能都是一样的 但 是 由于获得知识的过程和方法不一样 导致了学生真正意义上的收获是不一样 的 而且对学生终身发展的影响也是极不一样的 因此 确立学生在课程中的主 体地位 开发学生的潜能 丰富与发展他们的精神世界 培养学生的自主探究学 习意识与能力 以实现他们的持续全面发展 4 在应试教育思想观念影响下建立起来的习题教学模式 不利于学生自 主探究学习能力的形成与发展 在高中物理教学中 习题课教学是高中物理学习的一个重要环节 是运用所 学知识解决实际问题的初步实践 它对于深入理解基本内容 培养分析问题和解 决问题的能力 以及从中汲耿广博的实际知识等都具有不可替代的作用 传统的 高中物理习题教学 是建立在传统的接受式学习的基础上的 在教师的支配下 选用条件充足 结论唯一的习题 让学生沿着一个方向 按照一种思维模式进行 被动的解析 过后靠置几道相类似的习题再让学生模仿套用解析 只能使学生达 到模拟式学习 这种学习方式更多关注的是学习的结果 即知识掌握的多少 使 大部分学生积累的只是知识 对学生解决问题的能力和创新能力的提高作用不 大 对于若干年后不从事物理专业的学生 有些物理知识也就淡忘了 那么这样 的知识学习就不会为他们将来的发展提供有效的帮助 0 2 2 课题研究的方向 1 8 世纪初 欧洲启蒙思想家卢梭等人把人的 主动性 看成是人的天性或本 能 并视之为教育的基础和出发点 把激发兴趣作为 主动探求 学习的力量源 泉 提出尊重并热爱儿童 顺应儿童的天性 培养儿誊对学习的主动探求精神和 提倡从经验中学习等理念 1 9 世纪来2 0 世纪初 美国大力倡导以 解决问题 为核心的 研究性学习 理念 杜威把培养儿童思维的习惯和能力视之为教学的 根本目的 他的 思维五步法 围绕思维训练设计的教学过程较完整地体现了 根本目的 他的 思维五步法 围绕思维训练设计的教学过程较完整地体现了 l 岛中物耻习题课铩究式敦学设计 实践 研究性学习 中操作性目标的追求 解决问题 把 研究性学习 推上 了应用的层面 伴随第三次科技革命 西方教育史上第三次提出了以 发现学习 为主流思想的 研究性学习 理念 布鲁纳在1 9 世纪6 0 年代提出了 认知发现 说 认为 发现学习 就是学生通过阅读 观察 实验 思考 讨论等途径参 与探究活动 从而发现基本原理或规则的过程 强调培养学生具有探究 预测及 独立解决问题的态度 强调学生通过发现体验成功 增强自信 2 0 世纪8 0 年代 以来 西方国家纷纷倡导 主题探究 与 设计学习 美国在基础教育领域提 出以 问题解决为中心 的教学方法 倡导教师运用情境创设 激发学生独立探究 提出问题 以培养学生多向思维的意识与习惯 在我国上海一些学校较早就在活 动课程板块中增加了学生通过课题研究进行自主学习的内容 1 9 9 5 年以来 这 方面有代表性的学校有 华东师范大学第二附属中学的 小课题研究 七宝中 学的 开放性主体活动课程 华东师范大学第一附属中学的 跨学科活动辅导 市西中学的自研式活动课程等 江苏 河南 天津 广东等省市的部分高中也参 与了这一类课程改革 上海市于1 9 8 6 年的第一期课程改革和1 9 9 7 年第二期课程 改革 都为探究性课程和活动的实施打下了良好的基础 提出了 以学生的发展 为本 以创新精神与实践能力的培养为重点 以构建包括基础性 发展性 探究性三个学力的新学力观 并提出着重在专项性与综合性课题研究过程中培养 学习的创新精神和实践能力 应该说在实践中 业已取得成功的各种探究式教学模式 都具有良好的学习 和借鉴价值 但目前的教育改革中还存在着一些有待完善的地方 多种教学思想 与模式的学习与应用 面对不同风格 同时各具特色的学校 教师与学生个体 将会遇到如何系统优化与整合的难题 解决这个难题 是教育科学本身发展的需 要 是检验 修正 创新和发展探究式教学的新的教育理论体系的需要 因此对 于具体的探究式在高中物理习题课中的模式的研究 具有一定的理论价值和实践 意义 0 3 课题的研究设计 1 研究对象 甘肃省兰州市第一中学高一年级的一个普通教学班 6 8 人 2 研究方法 文献研究法 通过对国内外有关 探究式教学 理论与经验的学习研究 对 探究式教 高中物理习题谍探究式教学i 5 汁 实践 学 的内涵和外延更加明确的认识 确立课题的理论支撑 加强理论指导 实验研究法 在自然状态下进行实验 选定实验班 对实验班的习题课教学实施探究式 教学 内容分析法 对学生的表现及自我评价结果加以分析 商中物理习题醒探究式教学 嫂计io 实践 第一章高中物理习题课探究式教学的理论研究 1 1习题课教学在物理教学中的作用 1 习题教学对物理概念教学和规律教学有辅助作用 中学物理教学一般包括概念教学 规律教学 习题教学和实验教学四大部 分 物理教学的目的 就是要教会学生理解物理概念 掌握物理规律 并能解决 一些具体的问题 因此基本概念 基本原理 规律的教学应是中学物理教学的中 心 习题教学对实现物理教学的中心任务有辅助作用 具体表现在以下几个方面 通过习题教学可以巩固新知识 学生学习一个具体物理知识过程 在认识上要 经历两个阶段 实现两次飞跃 一是从感性到理性的认识阶段 是建立概念 发现规律的过程 但抽象的概念 规律使许多学生不能完整地认识概念的内涵和 外延 不能深刻地理解规律的内容和适用条件 头脑中还存在着许多容易混淆的 问题 通过习题课教学可以促进和完善学生对新学习的物理知识的认识 通过 习题教学可以深化活化新知识 在正确理解物理概念和规律的基础上 建立物理 的认知结构框架 通过对物理习题中设计的一个个问题的分析 应用概念 规律 去解决 或模拟解决 一些实际问题 实现认识上的第二次飞跃 即从理性到实 践的运用阶段 解决问题的过程实际上是知识迁移的过程 通过迁移 使学生不 囿于 初态知识 能从更广的范围把握概念 规律 通过习题教学可以对学 生的学习情况起反馈作用 通过习题教学 教师能及时发现学生对知识理解与掌 握的程度以及存在的问题 做到及时反馈 及时纠 f 2 习题教学可以使学生掌握 些物理学中的科学研究方法 物理学是前人在认识与探索自然的过程中 通过总结 归纳 抽象 验证而 逐步建立 不断完善起来的一门自然科学的基础理论学科 物理学在长期的发展 过程中 形成了一整套研究问题和解决问题的科学方法 这些方法不仅对物理学 的发展起了很重要的作用 而且对其他学科的发展产生了一定的影响 它是辩证 唯物主义哲学的重要基础 深刻影响着人们的思想 观点和思维方式 法国科学 家笛卡儿曾说过 最有价值的知识 是关于方法的知识 所以在物理教学 中不仅要教给学生基本的科学文化知识 更重要的是教给学生具有普遍价值的科 学方法 在习题课教学中 一般要运用分析和综合方法 理想化法 等效法 微 盘存梁 谢仁根等 物理教学论 广两教育m 版社 1 9 9 6 年版 第3 5 6 页 5 岛中物理习题课探究成教学改计1 j 实践 元法 守恒法等一些科学的研究方法 例如这样一一道习题 一半径为r 的圆弧轨 道与水平桌面相切于a 点 小球从轨道上距离桌面高h 处由静止滚下 问小球经历 多长时间到达a 点 解这道题 要将小球的运动与单摆的运动相类比 用学过的单 摆知识解决问题 再如 大雾天气 司机突然发现汽车己开到一个丁字路口 前面 是一条小河 为了避免危险 司机是应当采取紧急刹车措施还是紧急转弯措施 解这道题需要把实际问题转化为匀变速直线运动和匀速圆周运动两种理想化过 程模型 汽车紧急刹车所滑过的距离为匀减速运动的位移 紧急转弯滑过的距离 则可当作是匀速圆周运动的半径 学生通过在解决实际问题运用科学方法 能更 直接地感受到学习科学方法的意义 通过实际运用和操作 深刻理解科学方法 灵活而准确地运用科学方法 3 习题课教学可以培养学生的创造性思维能力 创造性思维是指重新组织已有的知识经验 提出新的方案或程序 并创造出 新的思维成果的思维活动 在习题课上 教师选择一些开放性的题目 所谓开放性 题目 是能为学生提供广阔思维空间 可从多角度 多侧面 多层次 多渠道展开 思维的一类问题 如 竖直光滑的杆上套有一个小球和两根弹簧 两弹簧的一端 各与小球相连 另一端分别用销钉m n 固定于杆上 小球处于静止状态 设拔去销 钉m 瞬间 小球加速度的大小为1 2 m s2 若不拔去销钉 f 而去拔掉销钉n 的瞬间 小球的加速度 取g l o m s2 这道题题设条件是开放的 拔去销钉m 瞬间 小球 的加速度大小为1 2 m s2 至于方向如何呢 是靠周密思维去完善的 因为加速 度是矢量 再比如 a b 是静止在水平地面上完全相同的两块长木板 a 的左端 和b 的右端相接触 两板的质量皆为m 2 o k g 长度皆为l i o m c 是一质量m 1 o k g 的小物块 现给它一初速度v 2 o m s 使它从b 板的左端开始向右滑动 己知地面是光滑 而c 与a b 之间的动摩擦因数皆为u 0 1 0 求最后a b c 各 以多大的速度做匀速运动 取重力加速度g l o m s 2o 这道题物理情境是开放的 三个物体间发生相互作用 当小物块c 滑上b 木板后 呈现的物理情境可能有三种 情形 1 c 未脱离b 之前已经相对b 静止 这样三者具有相同的最终速度 2 c 脱离b 而滑上a 木板 a b 分离 而c 相对a 静止 a c 有相同的最终速度 3 c 滑过a 木板的右端 使三者具有不同的最终速度 到底是何种情境 必须根据物理 规律作出推理分析 教师选这样的题目组织学生运用 已知 探索 未知 从 模仿到创造 开阔学生的思路 培养学生创造性思维能力 一舟中物理习题雌株究 教学世汁 j 实践 1 2 传统教学方式在物理习题课教学中的缺陷 1 传统的习题教学模式不利于学生最大程度的发挥主观能动性 认知心理学认为学习者是主动的信息加工者 认为人脑在接受外界信息时不 是消极 被动的 它要用原有的知识和经验对这些信息进行选择 组织 加工 处理 抽取它的本质特征 结合有关知识 选择其有用的 主要的信息把它们存 储起来 学习的内在动力源泉在学生 教师是促进学生学习的外在因素 应充分 调动学生的主观能动性 在教学中重视学生的主体作用 充分发挥学生的主动性 和积极性 传统的接受式习题教学 是在教师的支配下 选用条件充足 结论唯 一的习题 让学生沿着一个方向 按照一种思维模式进行被动的解析 过后布置 几道相类似的习题再让学生模仿套用解析 学习内容是以定论的形式直接呈现出 来的 学生是知识的的接受者 长期单一的接受学习 其结果是忽略了学生的主 动性 能动性和独立性 现代教学结构理论也认为 教学活动是一种非常特殊的 社会活动 在教学活动中 要把受教育者看成能动的 独立的主体 承认受教育 者的主体地位 不断提高其主体能力 完善其主体人格 唤醒其主体意识 以成 为自主 自知 自控并能创造未来的人 教师居主导地位 教师是教授活动的主 体 学生与教师作为相互依存 相互独立的两个主体 教与学的联系就显得十分 密切 2 传统的习题教学模式不利于学生学习非良构领域的知识 2 0 世纪9 0 年代初 斯皮罗根据知识的复杂性 把知识划分为良构领域和非 良构领域 他认为 良构领域的知识指有关某一主题的事实 概念 规则和原理 定律 非良构领域的知识是将良构领域知识应用于解决实际问题的情境时而产生 的 非良构领域的知识学习的理念存在于对知识的用法之中 概括地说 知识是 为问题解决服务的 它是活的 因不同问题而有所差异 用传统的物理习题教学 方式 学生不能将课堂上历学的知识灵活地应用到新的实际情境中 解决非良构 领域的问题是因为 学校所教知识都是经过简化处理 理想化 模型化 后的 知识 即良构领域的知识 例如 两个小球在光滑的水平面上 理想化的 发 生对心碰撞的情况 一般分为两类 一是完全弹性碰撞 二是完全非弹性碰撞 其实 实际问题更多的是介于两者之问的碰撞 但我们给出的碰撞类型的知识结 构主要是上面的两类 又如 电路的连接方式既有串联 并联 也有非串非并的 连接方式但我们给出的知识结构只有两类 传统教学中学生孤立地学习复杂事 一 中物璀习题课探 式教学世汁 j 实践 物的各个部分 解决问题时无法顺利的重新组合这些部分 例如这样的一个问题 把有鳔的硬骨小鱼放在盛有水和空气的密封容器旱 小鱼能悬浮在水中任何位置 现把该容器固定在航天飞机的货舱内 当助推火箭点火启动 航天飞机开始竖直 升空 经时间t 速度达到v 设小鱼的质量为m 在这个过程中容器里的小鱼 a 将被挤在容器底部或一侧 b 仍能悬浮在水中任何位置 c 受到容 器的压力为mv t d 受到容器的压力为i f i v t g 正确答案b d 这道题涉及的物理知识有 重力 浮力 力平衡 超重与失重等 但这个问题让 许多学生觉得无从下手 不知道这个问题与哪部分知识相联系 这些知识又如何 重组 在传统的习题教学中学生是用学习良构领域知识的方法学习非良构领域的 知识 使学生只会从单一角度看待概念 现象和实例 对概念应用 解决实际问 题 产生片面的 静止和机械的认识 势必会阻碍学生在新情境中灵活使用所学 知识 传统学习方式由教师完全主宰课堂 忽视学生的学习主体作用 过分突 出和强调接受和掌握 冷落和贬低发现和探究 从而在实践中导致了对学生认识 过程的极端处理 学生学习书本知识变成仅仅是直接接受书本知识 使学生思维 的发散性和多维性受到制约 创新精神和实际能力的下降 不能顺利解决结构不 良的问题 3 传统的习题教学不利于学生问题解决认知策略形成 物理解题属于问题解决的范畴 所谓问题解决 就是运用已有知识成功地 寻找达到目标的手段或途径的过程 虽然问题解决时所用的方式方法因问题不同 而异 但是问题解决都是有共同的基本特征的 首先问题解决具有明确的目的性 问题解决活动必须是目的指向的活动 它总是要达到某个特定的终结状态 其次 问题解决必须包括心理操作过程的序列 没有这种操作的序列 不能称为问题解 决 第三 问题解决的活动必须由认知操作来进行 解题过程也是一个非常复杂 的信息处理过程 解题者则是一个信息处理系统 解题就是系统跟问题的相互作 用 解题取决于这个信息处理系统的特性 指短期记忆的容量 长期记忆贮存的 知识和贮藏及提取这些知识所需的时间 贮藏的知识 模块 基题 越多 提 取这些 模块 的速度越快 解题的效率就越高 和问题结构 问题结构限制 解题的过程 提供一些可行的行动 认知策略 加涅 g a 印e 是指学生用来监控自己的认知过程的那些技能 因 为认知策略是那些由学生用来促进自己获得知识的策略 运用认知策略是学生在 高中物理习题课探究式教学设计与实践 指导自己的信息加工 所以在诸多学习任务中 认知策略的学习最受学生自身的 发展水平 能力差异和学习动机等因素的影响 研究表明 只有当外来的指导被 接受 并改变了他们的信息加工过程时 才能促进学习 而且 关于策略的知识 必须通过大量的练习爿 能作为一种概括化的策略能力迁移到与原先的学习任务 不同的任务中去 这种练习没有学生强烈的要求促进自己的认知过程的愿望是难 以奏效的 此外 学生的动机如何 决定他们选择什么策略和运用这些策略的自 觉性 动机强的学生倾向于经常使用他们习得的策略 动机弱的学生往往忽视学 习策略的使用 传统的教学方式主要是以被动接受为主 学生的学习方式也主要 是以听讲一背诵一练习一再现教师传授的知识为主 学生处于一种被动接受的状 态 教师注重的是如何把知识 结论准确地给学生讲清楚 学生只要全神贯注地 听 把老师讲的记下来 考试时准确无误地答在卷子上就算完成了学习任务 这 样学生的学习成了被动接受 记忆的过程 这种方式的过多使用导致的直接结果 就是学生被动接受 死记硬背 失去学习兴趣 无法使学生产生为达目标而迫切 学习的心理倾向和动力 难以实现认知结构的重构 阻碍认知策略的形成 1 3 高中物理习题课采用探究式教学的必要性 为了使习题教学更好地发挥作用 克服传统习题课的缺陷 探究式教学作 为一种现代教学方式是值得尝试使用的 探究式教学是指教学过程在教师的启发 诱导下 以学生独立自主学习和合作讨论为前提 以现行教材为基本探究内容 以学生周围世界和生活实际为参照对象 为学生提供充分自由表达 质疑 探究 讨论问题的机会 让学生通过个人 释疑尝试活动 将自己所学知识用于解决实 际问题的一种学习形式 探究式学习过程 主要包括提出问题 决定探究方向 为探究而自我组织 查阅或收集资料 分类和处理资料 得出结论 组织社会活动等环节 具有以下 三个特点 问题性 探究式教学特别强调问题在学习活动中的重要性 问题是 科学研究的出发点 是开启任何 门科学的钥匙 现代教学论研究指出 从本质 上讲 感知不是学习产生的根本原因 尽管学生学习是需要感知的 产生学习 的根本原因是问题 问题成为学生感知和思维的对象 从而在学生心里造成一种 悬而未决但又必须解决的求知状态 问题会激发学生强烈的学习愿望 从而注意 力高度集中 积极主动地投入学习 激发学生勇于探索 创造和追求真理的科学 精神 问题还可以激发学生认识的冲动性和思维的活跃性 从而激发学生的求异 思维和创造思维 在探究式教学中 一方面通过问题来进行学习 把问题看作是 高中物理习题课探究式教学设计与实践 学习的动力 起点和贯穿学习过程中的主线 另一方面通过学习来生成问题 把 学习过程看成是发现问题 提出问题 分析问题和解决问题的过程 作为提高学 生解释 分析和解决问题的思想 方法和知识的途径 开放性和自主性2 探 究式教学不是先将结论直接告诉学生 而是学生通过各式各样的探究活动诸如观 察 调查 制作 收集资料等 亲自得出结论 参与并体验知识的获得过程 把学 生置于一种动态 开放 主动 多元的学习环境中 具有很强的开放性 每个学 生都有自己独特的内心世界 精神世界和内在感受 有着不同于他人的观察 思 考和解决问题的方式 要尊重每一个学生的独特个性和具体生活 为每个学生富 有个性的发展创造空间 并且学生的学习客观上存在着个体差异 不同的学生在 学习同一内容时 实际具备的认知基础和情感准备以及学习能力倾向不同 决定 了不同的学生对同样的内容和任务的学习速度和掌握它所需要的时间及所需要 的帮助不同 尊重每一个学生发展的特殊需要 要充分相信学生的创造潜能 发挥 他们的主体作用 尤其要突出其自主性 鼓励学生独立思考 大胆探索 积极提出 自己的新观点 新思路和新方法 交互性和探究性3 这一点在探究式教学过 程中尤为重要 探究式教学充分体现了教师的主导作用和学生的主体地位 教学 过程中 重视教师的指导 重视学生之间的合作和交流以及师生之间的协商和对 话 师生之问 生生之间不断地进行交流和探究 甚至会争论 这就体现了明显的 交互性 正是在这种师生互动中 学生相互交流和论证各自所提出的解释 学生不 仅要用自己的脑子思考 而且要用自已的眼睛看 用自己的耳朵听 用自己的嘴 说话 用自己的手操作 即用自己身体去亲自经历 用自己的心灵去亲自感悟 这不仅是理解知识的需要 更是激发学生生命活力 促进学生生命成长的需要 他们能够敏锐地发现问题 主动地提出问题 积极地寻求解决问题的方法 这就 能形成一个具有很强的探究性学习的生动局面 探究式教学强调学生对知识的主动获取和对所学知识意义的主动建构 学 生通过自主学习发现问题的答案 懂得了从哪里着手 如何学会自己所需的知识 在学习知识的同时找到并掌握了好的学习方法 锻炼了学习能力 为进一步学习 其它知识打好了基础 物理习题课中采用探究式学习方法 每一道习题都创设了 一种情境 分析问题的过程中伴随着很多的假说 这些假说能在较短的时间内得 到检验 学生容易获得成功的喜悦 有些习题还能得出一些结论 并能在以后的学 习和生活中得到应用 探究式习题课教学中可以始终把学生的主观能动性放在第 2 王春莉 于莹 探究式教学模式初探 辽宁教育研究 2 0 0 4 年第4 期 3 王春莉 于莹 探究式教学模式初探 辽宁教育研究 2 0 0 4 年第4 期 1 0 高中物理习题课探究式教学设汁1 i 实践 一位 由学生主导学习的全过程 使学生的思维始终处于极度活跃之中 激发学 习的灵感 开拓思维能力 塑造创新的潜质 1 4 高中物理习题课中传统教学方式与探究式教学的关系 从教育心理学角度讲 课堂教学学生的学习方式主要有接受和发现两种 在 接受学习中 学习内容一般是以定论的形式直接呈现出来的 学生是知识的接受 者 在发现学习中 学习内容一般是以问题形式间接呈现出来的 学生是知识的 发现者 奥苏贝尔认为 接受学习末必就是机械的 它可以是有意义的学习 发 现学习也未必就是有意义的 它同样可能是机械的 如果教师讲授教学得法 并 不一定会导致学生机械接受学习 同样 发现学习也并不一定是保证学生有意义 学习的灵丹妙药 如果学生只是机械地记住解决问题的 典型的步骤 而对自 己正在做什么 为什么这样做却毫无意识 他们也可能得到正确的答案 但这并 不比机械学习或机械记忆更有意义 课堂教学所采用的有意义学习活动多偏重于 接受学习 是因为 首先 由于发现学习费时太多 一般不宜作为获取大量信息 的主要手段 其次 在一些学习情境里 学生必须用言语来处理各种复杂的 抽 象的命题 而这些只要在讲授教学中提供各种具体的经验 就可以弥补这方面的 不足4 学习是否有意义 取决于学生是否积极参与学习的过程 使新知识与学 生已有知识之间建立联系 学生认知结构中新旧知识的相互作用导致新旧知识的 同化 从而不仅使新知识获得了意义 而且旧知识也因得到了修饰而获得新的意 义5 因此 发现学习和接受学习都是习题教学中的有效方法 两种学习方式都有 其存在的价值 彼此是相辅相承的关系 传统的接受式习题课教学的优点是有利 于教师主导作用的发挥 便于教师组织 监控整个教学活动进程 有利于系统的 物理学知识的传授和对已有的概念和方法的掌握 并且习题中由良构领域的知识 产生的简单问题 即指直接应用物理概念 规则和原理 定律就能解决的问题 的解决方法 用接受式教学方式有教学容量大 效率高等明显优势 但这种教学 方式对于学生在习题课中学习解决非良构领域问题 如 与实际联系的问题 综 合性强的问题 的方法是不恰当的 而探究式习题教学把学习过程之中的发现 探究 研究等认识活动突显出来 使学习过程更多地成为学生自主分析问题 解 决问题的过程 自主解决问题的过程会激发学生强烈的学习愿望 积极主动地投 4 陈琦主编 教育心理学 北京师范大学出版社2 0 0 1 年6 月第1 版1 0 9 页 5 旖良方著 学习论 学习心理学的理论与原理 北京师范大学出版社 1 9 9 4 年5 月第l 版 2 6 0 页 高中物理习题课探究式教学设计与实践 入学习 学生主动学习的动机增强使学生更倾向于经常使用他们习得的策略 有 利于认知结构的重构 形成非良构领域问题解决的认知策略 这就如同学习游泳 一样通过教师的讲解和示范 学生能够很快地理解和掌握游泳的有关知识和动作 要领 但是仅靠讲解和示范 没有自己的探索发现学生是很难真正学会游泳的 在高中物理习题课中适当使用探究式教学是对传统习题教学方式的有效补充 当 然在高中物理习题课中学习方式的选择要根据教学内容 教学目标 学生实际情 况而定 不能 一刀切 对两种学习方式各取其长 适时 适当运用 以达到 最优化教学的目的 高中物理习题课探究式敦学设计与实践 第二章高中物理习题课中探究式教学的教学设计 2 1 高中物理习题课探究式教学的教学目标 教学目标目 知识与技能 根据实际内容修改 在解决具体的物理习题中的问题时 能联系相关的物理概念与规律 能分析不同物理情境对应的相似物理过程 尝试用多种方法解决问题 有意识的加强知识的结构化 了解科学探究要经历的一般过程 过程与方法 经历解决问题的过程 获得探究活动的体验 尝试用物理概念和规律分析解决问题 感悟理论与实际的联系 领略并初步掌握类比法 归纳法 演绎法等物理研究方法 情感 态度与价值观 体验探究解决物理问题的艰辛与喜悦 能在遇到学习障碍时通过请求帮助或提示继续学习 培养勤于探索 勇于 创新的科学态度 能积极参加小组的讨论 记录或发言 学会合作与分享 能对自己及各小组的表现的有一个客观的评价 2 2 高中物理习题课中探究式教学程序的设计原则 根据探究式教学的特点 在运用探究式进行教学时教学程序的设计应本着以 下原则 1 主体性原则 建构主义者认为 学习是知识的建构过程 是学生主动地建构内部心理表征 的过程 学习不是由教师把知识简单地传递给学生 而需要学生自己建构才能获 得知识 学生不是简单被动地接收信息 而是主动地建构知识的意义 主体性是 主体的品质与能力的反映与概括 作为教育主体的学生 其主体性的品质与能力 主要表现在主动性 独立性 创造性三个方面 其中 主动性是主体性发展的基 础 独立性是主体性发展的核心内容 创造性是主体性发展的最高形式 在教学 高中物理习题课探究式教学设计与实践 过程中 三者统一于学生的主体性之中6 学生的学习是一种自觉的 能动的活 动 教师只能通过所创设的外部因素来启发学生的内部因素 这样才能使学生自 觉地把教师的要求内化为自己的需要 引起学生的学习动机 使学生通过主动 积 极的思考去学习知识 并自觉地运用知识 教师运用此原则的目的就是引导学生 去自主学习进而学会学习 另 方面 运用此原则 也有助于发扬教学民主 形成 良好的师生关系和生动活泼的课堂气氛 2 问题引导原则 问题引导原则是指教师在启发引导学生思维活动的过程中 不应是单纯的告 知 有时应将告知的内容隐藏于一些具有启发性的问题之中 使学生在不断解决 问题的过程中主动获得指向问题解决的有效信息 探究性教学的关键是问题环境 的构建 要使学生主动探究 设置的学习内容必须对学生构成问题 能够让学生产 生疑问 引发学生思考 学生不能探究问题 解决问题 经常是因为没有意识到 问题的存在 因此 问题的构建是搞好探究性教学的关键 问题环境的构建不仅包 括问题本身的设计 还包括问题的引入方式 利用方式 预计解决方式 连锁引 发新问题的方式 教师要根据学生已有的知识水平设计合理的问题支架 开拓问 题链 创设 微科研 的问题环境 引导学生去延展 去设疑 以问题为核心 让学 生更多地体验探索问题 解决问题的过程7 因此教师提出问题 必须注意以下几 个方面 紧扣教材 围绕教学要求 问题不能脱离学生生活和社会生活的实际 但要有适当的难度 如在学完牛顿第三定律后可提出阻下问题 甲 乙两队进行 拔河比赛 如果甲队获胜 分析甲队能够获胜的条件 要富有启发性 启发性 的问题能帮助学生打开思路 在掌握知识的同时 发展创造性思维 如在学完动 量守恒定律后可提出以下问题 1 9 9 1 年香港中学生举行了一次 鸡蛋撞地球 的 比赛 参赛者需设计一个容器 里面装一个生鸡蛋 让它从大约1 3 m 的指定高度 投到地面 要求鸡蛋在着地后不破 比赛以容器最轻 体积最小和实用性高的设 计为优胜 所以设计不得使用填充材料 气袋等防撞材料 为了减少撞击力 设 计是应考虑那些方面 香港的这次比赛 最轻的材料只有6 5 9 3 过程性原则 探究式课堂教学应重视在教学过程中表现出来的教育因素 是要重视学 生获取知识 如解题过程中形成的关于解题的程序与方法的知识 的过程 尽可 6 唐智松 探究式教学的基率原则 中国教育学刊 2 0 0 1 年1 0 月第6 期 7 支 会敏 朱云云 对实施探究性教学的思考 石家庄职业技术学院学报 2 0 0 3 年8 月第1 5 卷第4 期 1 4 高中物理习题课探究式教学设计与实践 能的让学生经历一个完整用分析法求解问题的过程 二是要重视科学素养和人文 精神的形成过程的教学 尽可能让学生经历一个完整的发现问题 提出问题 探 究问题和解决问题的科学研究过程 科学研究的过程是对未知问题的理解过程 科学中解决问题的过程大致如下图 三是要重视学生能力的获得过程 让学生经 历一个完整的感知体验 思维加工 实践操作过程 科学研究过程图示 4 合作学习原则 建构主义认为学习是学习者主动地建构内部心理表征的过程 它不仅包括结 构性的知识 而且包括大量的非结构性的经验背景 学习过程同时包含两方面的 建构 一方面是对新信息的意义建构 同时又包含对原有经验的改造和重组 学 习者以自己的方式建构对于事物的理解 从而不同的人看到的是事物的不同方 面 不存在唯一标准的理解 但是 通过学习者的协商交流可以使理解更加丰富 和全面 教师与学生 学生与学生需要共同针对某些问题进行探索 并在探索的 过程中相互交流和对世界的意义进行合作性建构的过程 是教师指导和协助学生 按自己的情况对新知识进行建构活动 最后建构起关于知识的意义 所以要鼓励 同学间的相互交流 合作 充分发挥学生个体的潜能和学习优势 同时综合每一 位学生的优势开发群体潜能 使学生个体主动适应群体生活 并将自己溶人到群 体生活中 互相协作 互相尊重增强凝聚力 创造一种个体和群体之间相互促进 的活动氛围 如 学生分组 四人一组 讨论 学生之间相互切磋交流观点 课堂气 氛应宽松自如 允许学生下座位与其他同学研讨问题 这样不仅有助于形成合理 的组内互教互助 组建公平竞争的良性机制 而且有助于学生形成正确的竞争观 垌il抵丁惭 谚 计 认 提 设 1 2 3 高中物理习题课探究式教学设计与实践 合作观和养成良好的社会技能 增进同伴之间的友谊 学