浅谈探究式学习在高中物理教学中的应用.doc

浅谈探究式学习在高中物理教学中的应用吕占平摘要：随着课程改革的不断深入，新物理教学大纲已明确将“具有创新意识，培养科学态度和科学精神”作为高中物理课程的目标之一，而物理学中的创新意识主要是指：“对自然界和社会中的物理现象具有好奇心，不断追求新知，独立思考，会从物理的角度发现和提出问题，进行探索和研究。”物理学的发展历史，就是一个全世界科学家不断探索，不断取得成就的历史。探究式是物理这一门学科与生俱来的特性。那么在高中物理教学中如何运用科学探究的理念、科学探究的方式、方法去贯彻这一特性，使高中物理在新课程改革中充满活力呢？一、探究式学习 所谓探究式学习即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）研究的情感，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的发展，特别是探索精神和创新能力的发展的学习方式和学习过程。和接受学习相比，探究学习具有更强的问题性、实践性、参与性和开放性。经历探究过程以获得理智能力发展和深层次的情感体验，建构知识，掌握解决问题的方法，是探究学习要达到的三个目标。二、探究式学习的特点1学生是通过探究活动获得新知和能力的。 探究式学习不是先将结论告诉给学生，再让学生加以证明，而是让学生通过各式各样的探究活动诸如观察，实验，调查，制作，收集资料等，亲自得出结论，使他们参与和体验知识的获得过程，建构起对自然的认识，并培养科学探究能力。2师生是相互尊重，平等，民主，合作的关系。 学生是学习的主人，教师是引导者，组织者和共同探究者；学生之间是自主活动与合作活动相结合的关系，在学习过程中相互取长补短，相互促进，共同提高，特别重视合作关系。3重视证据在探究中的作用。 科学家在探究中花费大量的精力收集证据，并以此为基础解释自然界的运行机制，在学科课堂的探究中，证据有着同等的重要作用。4重视形成性评价和学生的自我评价。 探究式学习对评价要求较高，如它要求评价每个学生理解了哪些概念，哪些还模糊不清或不知道，是否能灵活运用知识解决问题，是否能提出问题，是否能设计并实施探究计划。三、探究式学习课堂教学模式 传统的课堂教学模式存在着重知识传授轻能力培养，重教法轻学法，重智力因素轻非智力因素等弊端。有些教师曾试图改变这些不良现象，并为此作了一些努力和尝试，但又往往是矫枉过正，采取了“放羊式”的方法，不能有效地发挥教师的主导作用。从根本上看，这是忽视课堂教学过程中人的因素而造成的。它使课堂教学要么变得机械，沉闷和程式化，缺乏生气和乐趣，缺乏对智慧的挑战和对好奇心的激发；要么使课堂教学过程混乱，气氛过于活跃，甚至出现失控的局面，最终导致学生厌学，教师厌教。人们从这种“以教为中心”中看到学生主体地位的丧失和受动性无止境地延伸，又从“以学为中心”中看到了教师主导地位的冷落和学生自主性的放任自流。教学中的两个极端，促使人们不得不重新审视教与学的关系，更全面地认识课堂教学，从而遵循教学规律，构建探究式学习课堂教学模式。 探究模式源于萨奇曼（Richard Such man）对于独立学习者发展的信念。他认为：科学家用来解决问题，探究未知的理性智略可以传授给学生。其探究模式旨在使学生通过积极参与科学探究过程，模拟科学家解决问题的方式，使学生体会科学家如何面对疑难情境，学会搜索和加工需要的新资料，最终达到问题解决的探究过程，从而获得在真实生活情境中发现问题，解决问题的能力。四、探究式学习课堂教学实践1、 新课教学中的探究式学习 在仅有45分钟的课堂中，有老师课前的巩固知识的提问、有为新课架设桥梁的引入提问、有讲解中的启发思路的提问、有解题过后的反思提问、有探究新方法的提问、有总结性的提问，还有学生向老师的质疑提问。总之，提问可以贯穿于整个教学过程，问是开启思路，答是问的延伸、是成果的展示。巧妙的提问、精准的回答，则能真正体现高质量的训练，真正起到开发学生智力、培养学生创新思维、提高学习效果的目的。因此，教师在备课时精心创设问题情境就显得尤为重要，即善于在新学习的内容和学生的求知心里之间制造一种不平衡、不协调，把学生引入一种与问题有关的情境中，让学生感到所面临的问题与旧知识、旧经验相联系，同时又是新奇的、富有挑战性，激发学生产生求知的迫切愿望，诱发他们的探索性思维。当然，问题提得再适当，学生在思考分析确定答案时，总会遇到一些困难，仍不能保证准确、迅速作答。这时教师要善于启发，引导学生对问题进行剖析，探究正确答案，掌握正确解法，从而增强学生学习的自信心，激发他们的创造性思维，让学生由“山穷水尽”转到“柳暗花明”。同时，教师对学生的答问要及时点评，对答问正确的要给予旨定；对有创造性的答问要给予鼓励表扬；对答问有错的应及时纠正，并对他们敢于提出问题、回答问题的精神给予肯定和鼓励，千万不能训斥。 案例：一节“分子的热运动”的新课教学（巩固知识的阶段）。 一位教师向学生们提出这样一个问题：宇航英雄扬利伟在太空的宇宙飞船中能把蜡烛点燃燃烧吗？这位教师为了加重这个问题的趣味又特意指出：其实这个问题是根据当年天才爱因斯坦提出的一个问题改编而来的，当年爱因斯坦自己提出而且自己也判断错了。 学生们听教师讲这是天才爱因斯坦提出而且自己也判断错了。情绪顿时调动了起来，只见课堂上学生们之间你争我论，全然像科学家那样地认真钻研，得到了两种绝然相反的观点。第一种观点是：太空中扬利伟处于失重状态，冷热空气也处于失重状态，冷热空气的对流不复存在，烛焰周围是一团已经燃烧过的热空气，氧气得不到补充，无法继续燃烧而很快熄灭；第二种观点是：气体分子的热运动是不因外力影响而仍然存在的，通过分子无规则运动的扩散，蜡烛火焰处氧气仍能不断得到补充，一定能燃烧下去。 在两种观点相持不下时，这位教师经过一定的口头分析支持了第二种观点，又告诉学生们：根据1969年前苏联科学家在“联盟8号”宇宙飞船里焊接机正常工作情况，再一次证实第二种观点是正确的。2、 习题课教学中的探究式学习 在物理习题课教学中，为推进素质教育而培养学生的创新能力的途径是多方面的。其中在例题的讲解中适时合理地“设置错误”，则能使学生在发现错误、纠正错误的过程中，透过表面现象，抓住问题本质，全方位、多角度地分析、研究、解决问题，从而激发学生的学习兴趣，陶冶学生的情操，培养学生的思维能力，形成学生获取新知识、发展新知识和运用新知识解决问题的能力。“设错”是物理教学的一个设计手段。其目的是在“设错纠错”的探究过程通过探究的方式来进一步帮助学生理解和掌握知识的重点和难点，让学生在纠错的过程中加深对概念和定理的理解，进一步提高学生的解题能力。例如，在复习“摩擦力做功”时，着重指出了我们讨论功时一般都以地面作为参照物的，所以摩擦力可能做正功、负功，也可能不做功。尽管多次强调，同学们做题时还常常出问题，因此，我设计了如下一节“纠错课”。 例：如图所示，长为L的木块置于水平面上，它的正前方有一木楔子挡住。子弹从木块中穿过，所受木块的摩擦力大小为f，求系统机械能转化成内能的量Q。 解：在子弹穿过木块的过程中，子弹受到向左的滑动摩擦力f，与其运动方向相反，对子弹由动能定理得：fL mvt mvo即摩擦力对子弹做负功，使子弹的动能减少。对木块，受到向右的滑动摩擦力，且与运动方向相同，则此摩擦力对木块做正功，使木块的内能增加。综上所述，木块内能增加而子弹动能减小，故系统机械能的减小量为Q0。 把以上的题目与解法提供给学生，让学生对照定理，判断解法是否正确?若不正确，错在哪里?又应注意什么才能得出正确解?此时，有的同学能迅速找出错误，但不知正确解法如何，学生处于“心欲求尚未得，口欲言尚不能”的急需状态。同学们有的动脑在想，有的动手在做，有的在讨论，真犹如一石投入学生的脑海，激起了思维的浪花，荡起了智慧的涟漪，从而调动起学生的探索求知欲望，激起了强烈的探求知识的动力。通过找错、纠错到探究正确解法，不仅突破了重点难点，而且提高了学生的思维能力，激发了学生的学习兴趣，达到了巩固知识、提高效果的目的。3、 解决实际问题中的探究式学习 物理学是一门以实验为基础、来源于实践又反作用于实践的学科。培养学生的创新精神和实践能力是物理教学的一个重要目的和一条基本原则。新教材在物理应用方面，增加了较多的内容，为培养学生的分析问题和解决问题能力提供了很好的素材。在物理教学中，要不失时机地抓住这一“契机”，培养学生运用物理的意识，让学生尝到学习物理的甜头。 例如：研究性课题中的菜刀上的力学知识问题，先启发学生回忆日常生活中常用的菜刀。接着启发学生按照力的分解、力矩的平衡知识对菜刀刀刃的锐与钝、刀把的长与短、刀身的宽窄与长短进行讨论并归纳出结论：然后再进一步引导学生探究锯齿形刀刃的利与弊，并通过查找资料、小组讨论得出结论。通过“提出问题分析问题探究解法归纳结论”这种探究式学习的方法，不仅激发了学生的学习兴趣，而且培养了学生坚忍不拔的意志、实事求是的科学态度和勇于创新的精神以及分析问题和解决问题的能力。4、课后作业的设计中的探究式学习 物理课后作业的作用主要是巩固训练为主，向来以量大，题难的特点，在学生中对物理作业的完成一直有较大的畏难情绪，如何布置一些学生能做、愿做的作业，以提高学生对物理学习的兴趣，一直是我们物理教师的愿望。我们现在运用探究式学习的方式、方法设计了一些有趣的探究作业。这其中我充分运用了我兼带信息课的优势，与信息学科做了一些综合。 如：学习有关亚里士多德的观点时，书上引用的两个观点都是错误的，容易让学生得出亚里士多德总是错误的这样一个结论。为了让学生了解亚里士多德，我布置了正确认识亚里士多德的小论文，要求学生利用学校网络来重新了解亚里士多德。 学习行星运动规律时，布置学生利用网络进行太阳系中的力学等小课题的探究，学生通过搜索网络资源得到九大行星的资料，分组讨论，观察、分析、总结九大行星的公转运行规律，引导学生探究运动的成因，分组实验研究向心力的大小与哪些因素有关，从而得出向心力公式，与万有引力公式一起验证行星的轨道半径与周期，由学生自己总结出天体运动的一般规律。以上是我在课堂教学中对探究式学习进行的一些探索与实践。 探究式学习教学中学生始终处于一种积极参与，动手，动脑，动口，相互交流合作，理想联系实际的状态，他们的思维，表达，自学，实践，合作等能力