浅析中学物理探究性学习

中学物理教学资料浅析中学物理探究性学习探究性学习是一种学习活动，它是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行探究，并在探究过程中主动地获取知识、应用知识和解决问题的学习活动。探究性学习课程的开设是基于提高学生“发展性”的理念，力图在“基础性”学习的基础上，进一步发展其“创造性”，促进其综合能力和综合素质的提高，以及个性和特长的发展。实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育，关键是改变教师的教学方式和学生的学习方式。培养学生的创新意识和创新能力是探究性学习课程的一个总目标。本文结合笔者多年的教学实践，谈谈中学物理探究性学习的尝试。一、教师领着探究，体验探究过程由于刚开始进行探究性学习，学生对如何选定课题，如何选择适当的方法开展研究，如何结题汇报都一无所知，所以需要在教师的带领下与学生共同进行研究，让学生通过几次不同探究方式的学习实践，学到探究学习的基本方法步骤。例如，我曾经带领学生探究过《声音是如何产生的》这个课题，学习过程如下：1．从生活中发现问题，提出探究课题。首先，我先请学生介绍一下自然界中的各种不同的声音，并让他们谈谈自己所了解的有关声音的知识，同学们都很踊跃，争先恐后地发言。但当我提出一个问题——“声音究竟是怎样产生的”时，同学们都愣住了。经过一番讨论，学生提出了很多自己的看法，但还是不能把问题解释清楚，同学们对这个课题产生了浓厚的兴趣。2．从实验中寻找突破，感受探究方法。我并没有直接告诉他们答案，而是让同学们来做一个实验：将一只空易拉罐的盖子剪掉，用塑料薄膜套在罐口上，用橡皮筋固定好，再在塑料膜上撒些盐，然后将另一个易拉罐靠近，但不贴住，用铅笔对其敲击，观察塑料膜上的盐粒会有什么变化。同学们从实验中惊奇地发现“盐粒在跳动”，通过这一实验再来思考两个问题：（1）盐粒为什么会跳动？（是由于声音）（2）两个易拉罐并没直接接触，那么它是通过什么受到影响的呢？（通过空气）这时学生已经找到了问题的突破口，指导教师就可与同学们一起讨论空气与声音之间的关系，在热烈的讨论中，学生弄清楚了声音产生的原因是空气受摩擦、挤压而产生的振动。3．按要求记录过程，学习结题方法。活动最后，指导教师设计了一份探究活动记录及评价表，让学生把自己这一次的探究经过及结论记录下来，并鼓励学生在记录的同时写下自己的体会和思考。二、指导学生自主学习，激发学生学习物理的兴趣要让中学生能自主地进行物理的探究性学习，首先要让他们喜欢物理，了解物理的研究方法，教师可以通过指导学生翻阅科普书籍和有关物理杂志，作好阅读笔记，直至在互联网上查找有关物理资料等形式，让学生理解物理知识的含义，了解物理发展的历史，以及物理学在促进人类社会发展过程中所表现出的魅力，以激发他们对物理的兴趣，同时也有利于培养他们自主学习的能力。1．指导学生了解物理的发展历史，提高其科学思维水平物理发展的历史进程阐明了物理学科体系形成过程的各个方面的情况，如物理学家奇特而伟大的构思和重大发现，他们的成功与失败，学术争论，以及为科学献身的品质等。同时重大科学的发展总是与物理学家的创新活动分不开的，因此让学生自主地了解物理发展的历史，有利于培养他们的创新精神，提高他们科学思维水平。2．认识物理的魅力，激发学生学习物理的兴趣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、验证等思维环节而逐步建立、不断完善起来的一门自然基础科学，物理学探究所形成的基本观点，如时空观、物质观、自然观等对整个人类文化都产生了深刻的影响力，是各行各业科技人员所必须具备的基本观点。物理学在探究问题过程中所形成的科学方法，大都成为科学探究的基础方法，也成为培养和提高人才素质的最有效方法，让学生通过探究性学习，仿效科学探究思路，认识物理学发展的特点和基本性质，可以一步提高物理教学的思想性、人文性和方法论等内涵。物理学还是一门实用的、与生产生活紧密联系的、能够使人类生活更美好的学科。比如，物理与能源开发，能源与环境保护，高性能物理材料的应用等，都给人类生活带来了巨大的改变，如果学生能够在教师的指导下，有意识地通过自己查阅科普杂志、物理杂志和利用互联网上信息等资料认识物理的作用、地位及其与人类生活的关系，那么对激发学生学习物理的兴趣，无疑具有积极的意义。中学生正处于体力和智力迅速成长的时期，他们精力充沛，聪敏而好学，易于接受新鲜事物，好奇、好学、好动，对一切未知的事物都感到新奇，总想弄个水落石出，研究性课程一般都具有形象、具体、新奇的特点，教学中如能充分地利用这些资源，就能同这一时期学生的心理产生共鸣，从而最大限度地引发他们学习物理的兴趣和热情。三、尝试局部探究，形成探究能力经过教师的激发，指导并带领学生开展探究学习的活动实践后，许多学生对探究学习有了一个直观的认识，并初步了解了研究的基本方法。这时指导教师可以尝试让学生自己进行选题练习；调查、观察、实验等探究方法练习；实验报告及调查报告写作等单项性的自主探究活动，为下一步完整地进行自主的探究型课程学习打下基础，例如：1．自主选题练习选好课题是活动成功开展的关键。学生开始接触探究性学习时，可以由老师按学生的知识水平选择合适的课题，随着活动的不断开展，学生的探究性学习达到一定层次时，应鼓励他们自主选择课题，因为选题的过程是一个探究问题、思考问题的过程，物理探究性学习的选题可以从以下三个方面来考虑：（1）学科知识型选题，收集教学中可以深化、拓展、探讨的知识点，可改进的演示实验、学生实验等。这种选题方式要求教师和学生在平时教学和学习过程中要善于创新，善于思考，善于发现问题，同时要善于作好读书笔记，例如，学习形变与弹力一节内容时，不妨提出这样的课题，对于坚硬物体的形变，如何才能比较清晰、明显地显于出来？可以鼓励学生利用多种器材、各种方法进行设计和探究；学习欧姆定律时，可以鼓励学生独立地去研究各种灯泡灯丝的伏安特性；学习串、并联电路及闭合电路的特点时，可以引导学生去进行电表的改装，自制欧姆表等；学习了自感现象之后，可以去进一步探究影响自感系数大小的相关因素；学习光的折射、全反射之后，可以去测定各种液体的折射率等，实际上，只要对相关的教学内容进行挖掘，就能提出一些较有价值的探究课题。（2）热点型课题。“温室效应”是社会关注的热点问题之一，对于该问题的探究有两种学术观点：一种观点认为气温上升的原因主要是人类活动造成的；另一种观点则认为源于地球本身的周期性变化的结果。对该问题的探究，可以引导学生讨论大气中的二氧化碳的主要来源，各种波长的电磁波对二氧化碳的穿透性，太阳辐射使大气升温的物理模型以及气温周期性变化对环境的影响等问题，最后根据已有的材料和自己的分析写出一篇小论文。这样不但增长了知识，扩大了眼界，而且对于探索、探究物理问题的意识和能力都有一定的促进作用。（3）社会生活型选题，从某些具体的科学技术对社会的影响或者从日常生活中选取与物理有关的课题进行探究，也是物理研究性学习的可选素材，比如，刹车防抱死系统（ABS）是近年来的一项新技术，它在汽车刹车时自动控制摩擦片与轮盘的压力，使车轮不与地而产生滑动摩擦，这样司机仍然能够控制车的运行方向，在这种情况下，大部分机械能消耗在摩擦片和轮盘的摩擦上，这项技术虽然较新，但它的物理模型并不复杂，利用高中物理可以做较为深入的探究。总之，只要能在平时学习的过程中，多关心、多留意社会生活和周围环境等的变化，那么可供选择的探究性课题是取之不尽的。2．探究性学习要体现开放性探究性学习强调以学生的自主性、探究性学习为基础，学生按自己的兴趣选择和确定探究的内容多来自学生的学习、生活和身边的现象。探究内容的实施主要的依赖教材和校园内外的资源。教师在整个探究过程中只能扮演参与者、指导者的角色，而不能干预太多，要充分体现学生的主体性、自主性。学生探究性学习的途径、方法要多样化，探究性的内容和形式要突破原有的学科教学的封闭状态，在开放、主动、多元、合作的学习环境中进行探究必学习，这有利于培养学生主动思考问题、探究，发现问题，解决问题和交往合作的能力，在物理探究性学习过程中可向学生开放实验室，让他们自主设计、操作、完成实验；开放图书阅览室，让学生自己查阅资料，培养学生走向社会选取探究素材的能力。3．探究性学习要注重探究性学习过程探究性学习的主要活动程序如下方框图所示：课题选择—设计探究方案—探索探究—检验评价—形成报告探究性学习与传统的学科教学中只重视学生学习结果可量化、可操作性的预期不同，探究性学习应该将学习过程看得比结果更重要，学生在选定课题后，首先要引导他们对课题进行认真分析，找出存在的问题，建立问题的概念框架，提出预期目标，其次是让学生查阅资料，开展小组探究讨论，设计探究方案，进而对方案的可行性进行论证，通过反复修改论证，确定比较可行的探究方案。再次根据探究方案进行探索研究，教师要引导学生仔细观察实验过程的每一个环节，作好实验记录，进行思考分析，解决遇到的问题和挫折，进而得出研究结果，然后对探究的过程和探究成果进行检验、评价，最后进行总结交流，这样即使成果是稚嫩可笑的，不足称道的，但学生通过一系列探究过程的亲身经历，可了解科学研究的一般流程和方法，锻炼与他人进行交往合作的能力，知道除教材以外还有很多获得知识和信息的渠道，有利于学生养成科学精神和科学态度，有利于培养他们的创新素质和创新能力，因此，注重探究学习过程是开设探究性学习的主要目的。四、学生自主探究，提高探究能力由于经历了第一阶段和第二阶段的学习，同学们对探究学习的基本方法已初步掌握。这时就可以尝试让学生大胆地开展探究性学习。但学生的能力毕竟有限，所以，在这一阶段的学习中还是离不开指导教师的指导。根据教师指导的对象、内容不同，指导可分为集体指导和个别指导两种。1．集体指导。集体指导主要针对学生开展探究学习中的共同问题以班级、年级甚至学校的组织形式对学生进行的全员指导活动。一般适合以下一些内容的指导：（1）介绍探究型课程开设的目的、意义。（2）介绍探究学习的基本方法（如：选题的一般方法及注意点、如何设计研究方案、课题报告的撰写、资料和数据的收集方法、调查中与人沟通的艺术等等）。（3）如何进行成果交流和展示。（4）请上几届在探究型课程学习中有成绩的学生介绍学习经验和体会。这样，有利于提高学生对探究性学习的认识水平，使学习活动顺利开展。2．个别指导。个别指导是指教师对不同的课题小组个别进行的指导活动。它与集体指导相比。着重于解决学生在开展探究学习中出现的个别化问题。个别指导是初中探究型课程实施中教师最为主要的指导形式。由于学生在探究学习过程中存在着许多不确定因素，如：人际交往问题、时间协调问题、家长支持问题、学生的心理情绪问题等等，这些都需要指导教师及时了解，并给予必要的帮助和支持，才能保证学习活动能顺利地开展下去。什么是研究性学习？学生在教师的指导下，从社会科学和自然科学发现某个问题或专题，用科学研究的方式、方法去认识问题，获取知识，以达到问题的认识深化或者最终解决，这就是研究性学习。在研究性学习中，研究方案的确定，资源的开发利用，合作者的确定均由学生自主解决。研究性学习能突出学生在教育中的主体地位，为学生提供自由活动的空间，优化学生的智能结构，在当前，它代表了教育改革的方向，那么，在初中物理教学中，如何开发和实施研究性的学习呢？爱因斯坦有句名言：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”在物理研究性学习中，首先要解决的便是研究课题的提出，下面，结合初中物理教学实践，我认为研究性学习应包括课题的提出，课题的选择，探索课题和教师原则指导四个环节。一、课题的提出由于研究性学习的开放性，我们往往是首先寻找课题，简单的说，就是提出问题。我认为，它大致来源于以下几个方面：、1．物理教材内部物理是一门以实验为主的基础性学科，在九年义务教育人教版初二物理教材中，物理的定义是：研究的是关于力的、声的、热的、光的、电的现象，找出它们发生的原因，并研究怎样利用它们来为人类服务。在课本上，很多实验或问题的探究本身就是一个研究性学习课题，下面我列举一些初二物理课本上出现的研究性课题：类别页面课题实验11如何利用刻度