以实验教学促进物理课堂中的自主学习

以实验教学促进物理课堂中的自主学习摘要本文针对本校学生的实际情况，通过分析学生在物理学科自主学习过程中存在的问题，揭示了学生在自主学习过程中的一些现状。从各个角度对其进行了分析，提出了一些解决的方法，并进行了初步尝试和总结。本文从实践的角度出发，提出了自主学习过程中物理实验教学的一些基本原则。关键词自主学习实验教学建构主义随着知识经济时代的来临，人类科学知识以前所未有的速度剧增，科学技术以空前的规模迅速发展，整个社会向学习化社会迈进。随着学习化社会的到来，学校教育的价值受到极大重视和挑战，学校教育需要实现以下几个方面的变革：第一，从培养学生的知识转变为培养学生的学习能力、创新能力，并促进个性和谐发展；第二，学校的教育方式要从接受式转变为发现式学习和研究性学习；第三，教师的教学方法要从传授式转变为启发式，要能够激发学生的学习兴趣和求知欲；第四，要加强课程与生活、科技的联系，教育评价要从甄别和选拔转变为促进学生终身发展。要想实现这几方面的转变，就必须在课堂教学中实施自主学习。自主学习是个体全面发展和终身发展的需要，也是学校教育发展的必需。一、现状分析初中生的年龄一般介于12——15岁之间，心理发展具有半成熟、半幼稚的特点；一方面，初中生的认知和元认知发展使之能够执行、运用复杂的学习策略，独立的完成一些学习任务；日益成熟的独立意识，使他们愿意自主的从事一些学习活动，能够要求按照自己的方式，对自己的学习进行计划、调控和评价；另一方面，学习的自我管理能力较差；当学习材料的性质发生变化时，不会调节自己的学习策略。因此，对于不同层次的学生，就有了不同的表现。基础较好的学生虽然有一定的学习兴趣，但对于物理学习的思维程度不深，不能够有效的掌握学习方法，获得自我效能感而达到自主学习的最佳状态；中等层次的学生兴趣一般，上课状态不稳定，思维状态混乱，因此只能做到被牵着鼻子走，一旦失去外力，就立刻下滑或者无法自主独立完成学习。基础较差的学生是对学习完全没有兴趣。自然界中的物理现象是千变万化的，实际生活中的物理知识又比较复杂。学生面对物理，往往会出现以下情况：现象一：老师拿出一支笔。一个装有水的烧杯，问：你们能够用这些器材做哪些实验？学生七嘴八舌。“把笔扔进去，就坏掉了。”“笔可以在烧杯上做记号。”“把笔放进水里去，笔变弯了。”很显然，教师本来是想让学生自己发现折射现象的。但由于提问没有设计好，导致有的学生对实验和物理现象不能正确的感知，或者天马行空。没有正确的感知材料，思维就成了无源之水，无本之木，无法进行物理学习；现象二：在《水的沸腾》实验中，大多数同学把仪器组装好，开始观察沸腾和记录数据。现象和数据记录完毕。教师提问：“你根据所记录的数据，得到什么结论？”学生漠然。“你能设计实验证明一下你的结论是否正确吗？”学生小声嘀咕：“直接得结论，记下来不就行了吗……”有的同学满足于记结论，而忽略在实验基础上的探究、分析等思维活动；长期积攒下来，就把物理课变成了记忆课，这样做有时候效果会“立竿见影”，因而受到一部分同学和教师的喜欢。更多的同学对物理实验是验证的态度，认为探究只是一种形式。长此以往，一部分同学变成了记忆物理，另一部分同学碰到抽象的物理问题时，不具备分析和逻辑思维能力，逐渐失去兴趣。针对以上现状，要激发学生兴趣、培养学生的思维能力和严格的科学态度，使学生掌握物理研究的科学方法，必须从物理的基础——实验出发。二、构想思考要想培养学生在物理学科的自主学习能力，应该对传统式教学中的基本顺序进行变革。传统中的顺序是“先讲后学”，即教师先讲清实验中的所有事项，然后学生再进行操作。建构主义认为，知识不是通过教师的讲授得到的，而是学习者在一定的社会文化背景下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的。它认为学生是建构的主体。简单来讲，就是以学生为中心，在整个教学环境中由教师起组织者、指导者、帮助者和合作者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的学习主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效的实现对当前所学知识的意义建构。物理是一门以实验为基础的学科，物理概念的建立与物理规律的发现，都以实验事实为依据。实验是物理学的重要研究方法，只有重视实验，才能使物理教学获得成功。尽管教学方法有多种形式，但建构主义指导下的物理自主学习应该具有以下共性：①强调以学生为中心；②强调情境对意义建构的作用；这里的情境可以是某个实验的目标问题；③强调合作学习、小组讨论对意义建构的关键作用；④强调自主学习是教学的一个重要环节；⑤强调利用各种信息资源来支持学生的“学”而不是教师的“教”；⑥强调学习过程的最终目的是完成意义建构而不是完成教学目标。三、具体设计根据上述思想，教师在课堂活动设计中应改变教学观念，设计出的实验活动应能最大程度的调动学生的参与热情，并且能够使学生在教学过程中得到思维训练的最大化和最深化。实验教学的目的是：初等层次的学生应该能从中提高兴趣；中等层次的学生能够从生活中的现象学会思考，而较高层次的学生能够建立自己的思维方式，掌握科学研究的基本方法。经过初步尝试，基于初中生的性格和心理特点，实验教学的设计应该从以下几点考虑：（一）演示实验要以问题为基础中学物理演示实验贯穿于概念和规律教学中，物理实验为概念的提出、规律的得出、模型的建立提供了感性认识和探索工具，在物理演示实验教学中，教师可通过创设类似科学研究的教学情景，引导学生运用理论思维分析、指导、处理演示实验，提出问题、设计实验、提出假设、分析实验故障原因、探索新知识，从而培养学生的科学探索研究能力。演示实验是归纳物理概念和规律的基础，在设计演示实验教学时，必须要目标明确，切合课题，装置简单，现象明显。但学生在观察实验时，由于受个人经验、兴趣的影响，注意力集中在不同的方面，因此，设计演示实验教学时，最关键的是要精心设计问题，把实验的关键部分凸显出来，让学生自己设计实验步骤，观察实验现象并且进行独立的思考。但演示实验往往是既有定性，又有定量的实验，学生对整个实验过程不可能自己设计出来，让学生达到对整个实验的思维完全自主也是不现实的。在尝试的时候，根据本校学生的特点，我们采取了这样一种方式，就是在实验的某个环节尝试进行自主学习。对于比较复杂的演示实验，我们选取了以问题为基础的学习和教学模式进行探索。以问题为基础的学习和教学模式包括这样几个环节：创设情境——确定问题——自主学习——协作学习——效果评价。在物理实验中，教师创设情境，给予学生相关线索，让学生确定问题，然后教师再给出相关线索和目标问题，学生自行确定实验过程，最后进行交流和效果评价。以“探究物质的一种属性——比热容”为例：（创设情境）（确定问题）（自主学习）思考猜想、排除小组合作设计实验（协作学习）（协作学习）（效果评价）教师点评、补充拓展在自主学习的过程中，教师不直接告诉学生解决问题的方法，而是提供一些相关的线索，让学生在获取相关信息的过程中，通过问题，激发学生的思维，促使学生依靠自己来确定实验步骤。在整个学习过程中，使学生的思维不断运转，教师的演示其实只是学生思维的再现，设计的重点在于将学生的思维过程一步一步凸显出来，通过这样的过程，逐步培养学生的分析能力和科学素养。（二）学生实验要以探究为核心在传统学生实验教学中，强调以教师讲解为主，学生熟记实验过程，模仿实验操作，而缺乏在实验中进行思维教学，结果学生常死记硬背实验原理、实验步骤，实验应变能力差。学生实验的目的绝不仅仅是为了让学生获取知识，学生实验也应有它自己的体系，由浅入深、循序渐进，通过学生使用仪器、进行操作、处理数据、设计实验，培养学生严谨的科学态度和良好的科学素养。在中学物理范围内，虽然学生所学的基本现象、基础知识，都已经被证实了是正确的东西，是已有定论的。但是，学生在学习的过程中，不能全部单一变成谚语（早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜）问题交流：吸收的热量和哪些因素有关？可能和什么因素有关？分组讨论：教师演示实验；分组记录实验结果；交流汇报得出结论；实践运用；验证性实验。在任何学生实验中，都有可探究的地方。测量、记录数据、设计实验过程等等都可以成为探究的内容。建构主义下的自主学习模式中有一种探究性学习模式。它是一种提出问题、计划探究活动、得出结论并评判结论的学习过程。它更多的需要学生自己去发现问题，解决前人没有解决的问题。学生一旦掌握了这些策略，也就相应的形成了主动探究和解决问题的习惯和能力。根据学生的特点，我们在学生实验中尝试了这种模式。以“研究凸透镜成像规律”为例：提出问题猜想、搜集资料小组合作教师点评、补充在这种探究性学习模式中，教师所做的工作是分组和搭建一个学习的平台，选择合适的活动方式，鼓励和引导学生提出假设，进行发散性的思维，并为学生提供一些解决问题的建议。学生利用先前的知识和经验来探讨凸透镜成像的规律，经过思考，分别给出自己的答案，当然，这个过程中就会有异议，小组内进行探讨，最终达成一致，然后留待后面进行实验，看看结果是否能够解释相关现象。在这个过程中，学生需要把先前自己获得的知识和见解应用到新的情境中，或者把他们的知识创造性的拓展到新的领域，完成学习的探索和迁移。四、结束语潘菽先生在《教育心理学》中说到，“一般学生都乐于感知客观事物，对客辨别仪器：照相机的镜头投影仪的镜头放大镜找出相同点和不同点确定实验过程；分组进行实验；交流汇报什么时候凸透镜成什么样的像？确定结果是否可以很好的解释放大镜、照相机、幻灯机的成像原因。拓展、实践观事物感到满足，有的学生则有操作的兴趣，他们不满足于观察某种自然现象，而要通过自己的活动对它们施加影响。他们有了解如何引起或者改变自然现象的要求以及进行种种实践活动的尝试。”在课堂中多一些生动有趣的实验能够引起学生的兴趣，激发学生的学习动机；设计好问题，做好演示实验，能够让学生更深层次的体会到思考的乐趣；通过探究实验，学生能够主动发现问题，并解决问题，感受到作为一名科学家的成就感，对发展学生的创造力也是非常有益的。一味讲灌不可取，完全自主效果也未必佳。任何实验，都必须根据实验目的、学生的实际水平，找到合适的探究点，合理的设计问题。不必拘泥于一种形式，也不一定只有某种模式才是最好的。只有从学生的角度出发，设计好实验教学的每个环节，才能培养出具有自主学习能力的学生，才能达到“授之以渔”的效果。参考文献1．李桂福段金梅霍立林《中学物理教学法实验》北京师范大学出版社2000年版2．庞维国《自主学习——学与教的原理和策略》华东师范大学出版社2003年版3．靳玉乐《自主学习》四川教育出版社2005年版