物理教学情境的多元化创设与学生探究能力的培养.doc

第七届新世纪杯论文物理教学情境的多元化创设与学生探究能力的培养西青教研室刘艳华内容提要无论从国家、民族的发展角度，还是从学生个人的终生发展角度，学生的创新能力都是极其重要的，而创新能力的培养必须从培养其探究能力入手。学生探究能力的培养是有其自身规律和技巧的，在具体的教学实践中，教师运用多元化的情境去激发和培养学生的探究能力是切实可行，而且是行之有效的良好策略和方法。本文试图说明在物理教学中多元化地创设教学情境、培养学生的探究能力的各自内涵、外延及其辨证关系。一物理教学情境的多元化创设什么是教学情境物理教学情境的多元化创设1创设的时机 给出新知识前的情境创设给出新知识中的情境创设给出新知识后的情境创设复习旧知识前的情境创设2创设的形式二学生的探究能力培养探究意识 培养探究思维培养学生探究行为三在教学中将情境多元化创设与培养学生探究能力相结合以时事热点做情境，培养学生的探究兴趣以序列化的知识图表，培养学生的探究精神以树干分枝图的复习形式培养学生的探究思维关键词：物理教学情境 多元化创设 学生探究能力物理教学情境的多元化创设与学生探究能力的培养江泽民同志曾深刻地指出：创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。而在我国目前全面建设小康社会，在以科技进步和经济水平为核心的综合国力的国际竞争中占据主动，我们的学生和下一代的创新能力如何，就显得至关重要了。作为一名物理教师，如何从本学科的特点出发，充分发挥本学科的优势，培养学生创新能力，是我们回避不掉的课题。那么在物理教学中，应采用哪些策略和方法培养学生的创新能力呢？在笔者看来首先要从培养学生的探究能力入手。而通过多元化地创设教学情境，在物理教学中真正培养学生的探究能力并进而过渡到创新能力，则不失为一个有效的策略和方法。下文即是笔者在多年的教学实践基础上，试图说明多元化地创设教学情境、培养学生的探究能力的各自内涵、外延及其辨证关系。一物理教学情境的多元化创设（一）什么是教学情境所谓“情境教学”就是指教师在教学中为了达到既定的教学目的运用各种方法，为学生思考问题、理解所学内容而创设最佳的情景、环境的一种有效的教学方式。是帮助学生迅速而正确的理解教学内容，提高教学效率的一种教学方法。在物理课堂教学中，情境教学是以创设合理的物理情境来引入新课、激发学生学习兴趣、突破教学难点，全面提高物理课堂教学效果的一种教学手段。它的特点在于教学过程中以合理、感性的情境作为反映物理现象实质，揭示物理规律的重要手段，使学生能切身感受物理规律和物理知识的潜在背景，寻求正确结论，达到掌握知识、开发潜力，培养能力的教学目的。（二）物理教学情境的多元化创设为充分调动学生有意识的活动，在教学过程中教师要创设和谐、宽松的学习环境，使学生在注意力高度集中、思想轻松、精神愉快的状态下，进行积极的、自觉的、有创造性的学习，因此就要采取多元化的教学情境。根据物理学科的教学特点，其教学情境的创设在笔者体会可从以下考虑：1创设的时机要实现教学情境的优化，即达到数量与质量、形式与内容、预设与效果的统一，其创设的时机是极其重要的一个制约要素。笔者集多年来的教学实践，得出如下的优化选择：给出新知识前的情境创设可达到激趣导入的效果；给出新知识中的情境创设可达到激趣探究的效果；给出新知识后的情境创设可达到激趣应用的效果；复习旧知识前的情境创设可达到激趣建构的效果。给出新知识前的情境创设就是在正式呈现新知识之前，预先创设一个蕴涵该物理现象的教学情境，以达到欲擒故纵、欲扬先抑的效果。此类情境的创设一般适用于一时难以理解的新概念或新原理。例如：在进行高一年级课本中平抛物体的运动的教学时，为使学生在头脑中建立物理概念，可先以演示实验作为教学情境，让学生观察小球有哪些特点。学生们观察、讨论并在教师的引导下后会很自然地总结出：小球是水平抛出的；抛出后小球只受重力。由此引出平抛运动的概念，导入新课。其他诸如弹力、摩擦力等概念的引入，自由落体运动的特点，碰撞等问题在新课引入时教师均可根据具体情况在新课的教学前以科学、贴切、生动的情境引出课题，激发学生的学习兴趣，迅速将注意力集中到欲使之达到的教学目标上。（2）给出新知识中的情境创设物理课堂教学中对物理情境的精心创设，可以为学生提供良好的暗示和启迪，有些物理知识，引入时学生不难理解，可深入学习或进一步应用时学生则会感到困惑，也就是平时学生常讲的听着不难做着不会的问题。为此，在教学时要适时引导，及时创设情境，让学生切实体会物理概念、规律产生的物理环境和模型，在头脑中逐步建立概念、规律得出的过程，使学生学到方法，拓展思维。例如作为力这一章教学的难点的“力的分解”，学生的主要思维障碍表现为：如何确定两个分力的方向。因此本节教学的重点在于根据力的实际作用效果确定两分力的方向，然后运用平行四边形定则进行分解。为了使力的实际效果具体形象，我让学生在分析受力情境中增强对力的实际作用效果的感性认识，将物理知识与实际有机结合，既可加深理解，又可激发学生的求知欲望；而且，通过创设物理情境，建立物理模型，突破了“如何确定两分力方向”的这一教学难点。再如在讲解机械能的转化时，以动画呈现一个打秋千的图景，然后引导学生仔细观察打秋千的动作：从高处摆下来的时候身子是从直立到蹲下，而从最低点向上摆时，身子又从蹲下到直立起来。对此，我提出了问题：为什么动作会这样？动作相反行不行呢？由此，学生情不自禁地讨论起来，并争先恐后的发表看法。教师在此基础上适时引导，很自然地得出：重心升高，对自己做了功，增大了重力势能，因而，每摆一次都使人自身的能量增加一些，如此往复，秋千就越摆越高。这样使学生一时难以理解的原理通过在教学过程中情境的创设，达到学生在激趣探究基础上迅速把握的目的。（3）给出新知识后的情境创设物理是一门与日常生活紧密相连的学科，涉及到的知识面广，学生如果能把所学的物理知识和生活实际结合起来，既调动了学生的学习积极性，又起到学以致用的目的。例如在学习完电学的有关知识后，可将其纳入生活实际。如手机的充电：各种手机的充电电路虽然各不相同，但工作原理却基本一致，即充电电路一般由三部分组成：一是充电检测电路，用来检测充电器是否插入手机充电座；二是充电控制电路，用来控制外接电源向手机电池进行充电，同时它也是电池的充电电路；三是电池电量检测电路，用以检测充电电量的多少.一般来说当充电检测电路出现问题时，会出现开机就显示充电符号，不充电等故障，当充电控制电路出现问题时，一般会出现不充电的故障，当电池电量检测出现问题时，一般会出现充电时始终充电或显示充电符号但不能充电的故障。学生了解了以上情况，会对手机充电有所了解。再如：电已经是日常生活不可缺少的部分，向学生讲解安全用电的常识和电子技术的发展史，把所学的物理知识与生活实际结合起来，达到即激发兴趣又能学以致用的目的。（4）复习旧知识前的情境创设复习是教学环节中的一个重要组成部分，是新课讲授结束后为消化、巩固知识点，归纳总结教学内容后矫正学习中的偏差等采取的教学手段。进入复习阶段，大多数同学都能清楚地叙述物理基本概念，但是将这些知识梳理成因内在联系为前提的规范的体系，同时用这些基本知识解决实际问题仍须大力引导。而在此教学阶段中，通过创设情境使知识在学生头脑中形成应有的体系，并使学生掌握该知识及体系的应用范围和技巧，则会达到事半功倍的效果。例如：如图，质量为M的小车在水平面上以速度v0做无摩擦的直线运动，在小车顶的前缘放上一质量为m，且相对与地面静止的物体，若物与车的摩擦系数为，为了使物不致从车上滑下去，问车顶至少多长？MmV0分析：因为物体m不至于从车顶滑下的条件是物体刚好滑到后边缘时与车具有共同的速度v，物体与车组成的系统在水平方向上受到外力为零，由动量守恒定律Mv0=（M+m）v解得：v= （a）以下几种解法中均以（a）式代入。同学根据所学知识，列出以下不同的解法。解法1.运用动力学和运动学公式求解。解法2.用平均速度求解。解法3.运用动能定理求解。解法4.用功能关系求解。解法5.以车为参照系求解解法6.用图象法求解。 一题多解，殊途同归，异曲同工，使同学们在复习中开拓了思路，提高了解题的能力。2创设的形式应当说教学情境的形式是丰富多样的，诸如幻灯片、动画、视频、游戏，甚至教师对某一事物的语言描述均可成为教学情境。这些形式本身并无好坏优劣之分，关键是能否根据教学目标或具体的概念、原理的特点，恰当地选择所适合的形式，从而取得最佳教学效果。二学生的探究能力教育部新颁布的物理课程标准中指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一”。探究式教学法又称“发现法”，是60年代初布鲁纳首先倡导的，经过后人的不断研究、发展完善，逐步构成一套教学的新模式。物理学科探究教学是以物理知识和技能为载体，让学生亲自经历科学探究过程，学习科学探究方法，“启迪智慧，开拓创新”。培养学生探究精神、实践能力和创新意识。正如苏霍姆林斯基所说的那样：在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要，就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者。教师应根据学生的特点，在教学中对学生进行以下几方面的培养。（一）培养探究意识探究式学习一般都从问题展开，而中学生的求知过程已不再停留在对物理现象是什么或怎样的初级阶段，他们还会有探求为什么或还可能怎么样的强烈要求，这就要求教师以科学艺术去创设探究学习情境。如在高中物理第二册“单摆”一节，研究单摆的周期和哪些因素有关系，可让学生提出假设，然后设计实验方案，再通过实验探究，验证假设，得出结论，整个过程学生都具有极大的兴趣，有效地调动了学生学习的积极性，培养了学生的科学探究意识。（二）培养探究思维物理是一门以实验为基础的学科，通过实验，可以挖掘学生潜力，培养他们的创造思维能力，探究性实验能让学生在成功的设计和实验操作的愉悦情绪下更充分地发挥潜力，以更加活跃的思维深入思考新的问题或设计新的方案，形成创新意识和创新能力。如在学生学习完电学知识后，老师安排了一次电路的设计实验课，学生以小组为单位，设计实验方案并动手实验，找出最佳的设计电路，将所学的知识与实际结合起来，使学生的思维扩展。（三）培养学生探究行为构建主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定情境即文化背景下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过构建意义的方式获得。随着计算机网络技术的不断发展和普及，通过网络获得更广泛的知识，利用计算机网络资源进行教学已经成为现实，物理学科与实际生活密不可分，学生通过上网查阅资料，获取信息，会对所学知识有更深刻的印象和深入的了解。如在静电的利用及防止的教学中，如果只靠教师的讲解，学生可能只了解一些简单的现象，这时，如果让学生通过网络资源查找，会使他们对静电现象、静电的产生，生活中的静电及静电的防止和利用有更多的了解，同时又培养了学生的协作能力。由此，学生探究行为得以培养。三在教学中将情境多元化创设与培养学生探究能力相结合“教学有法，教无定法”，教学是一种复杂的活动，在教学实践中要根据教学内容，学生情况和外界条件的变化采用不同的教学方式，因此在教学中为培养学生的创新精神与实践能力应采取多元化的教学方式，创设物理情境。下面结合教学体会，谈自己的几点做法：（一）以时事热点做情境，培养学生的探究兴趣 求新求异是现代青少年的显著特点，时事热点也是他们喜欢关注和探究的方面，因此关注时事热点问题，因材施教进行教学活动就成为一个有效的策略和方法。如在高中物理“速度”一节的教学中，先放了一段刘翔在奥运会上夺得金牌的录像，在同学们欣赏完刘翔赛场英姿的同时，我提出了以下几个问题：110米栏的运动员们通过的距离相同，但时间不同，如何比较他们的快慢呢？由此引出速度的概念，这样就调动了学生的学习兴趣，使学生很快融入课堂之中；又如，在万有引力定律的学习中，我先让学生搜集资料，了解天体运行理论和科学发展，学生从网上和报纸、杂志等资料中找到关于天体运行的资料，特别是“神州六号”飞船的发射成功。学生们通过查询资料，把从1999年11月26日6时30分在酒泉卫星发射中心发射的“神州一号飞船”到 “神州五号飞船”航天员杨利伟在太空展示的中华人民共和国国旗，实现了中国航天技术的重大突破，到“神州六号”的成功返航，展现在课堂上。整个过程中学生们无比兴奋，产生了很大的学习兴趣，这时我再提出万有引力定律的内容、应用和学生展现情境巧妙结合的多重问题，引导学生在疑惑和主动思考中参与到整个学习的学习过程。如此使他们在自然状态中既获得了知识，也培养了主动探究的兴趣，从而收到了良好的教学效果。（二）以序列化的知识图表，培养学生的探究精神皮亚杰的发生认识论中，“活动图式”论、“同化 顺应”论和“平衡 非平衡”论，三者是统一的，统一为发生认识论。从过程论的观点来看，人的认识来源于活动，活动是一种广义的实践，因此，广义的实践理应包含人的一切活动，在活动的基础上，建立起认识的图式。人们总是用自己已经具有的图式去认识事物。如果一个事物纳入已有的图式，这就是同化。在物理教学中运用序列化图表，将所学知识的脉络理清，疏通学生的思路，调动学生的求知欲，帮助学生学会归纳的方法，变沉默消极的被动学习为主动学习，从而提高了教学质量。如楞次定律是电磁学中不易理解的内容，而如何利用楞次定律判断电流方向则更难于把握。在具体的教学实践中我们可以把楞次定律这个复杂的知识整体分解成按顺序达到的组成部分，而且依次整理好，利用楞次定律判断出感应电流的方向。如图：楞次定律弄清引起感生电流磁场（原磁场）的方向弄清引起感生磁场（原磁场）的变化原磁场磁通量增加感应电流磁场方向与原磁场方向相反原磁场磁通量减少感应电流磁场方向与原磁场方向相同利用左手定则判断感应电流方向如此学生便能很快理解和掌握它，从中也体会到逻辑性和程序性的作用，乐于主动参与到学习中来，培养了他们自主探究的精神。 （三）以树干分枝图的复习形式培养学生的探究思维复习是一种延时反馈，是