《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)“高中物理課程應(yīng)倡導(dǎo)自主探索、動(dòng)手實(shí)踐、合作交流、閱讀自學(xué)等教學(xué)方式”。這些教學(xué)方式主要是針對(duì)傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)的弊端提出的。要優(yōu)化課堂教學(xué),提高教學(xué)質(zhì)量,就應(yīng)該還主動(dòng)權(quán)于學(xué)生,通過(guò)探究式教學(xué)提高學(xué)生的各方面能力。在當(dāng)前的中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐中,不少教師對(duì)物理課堂中如何引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展探究式學(xué)習(xí)感到困惑,使得不少的探究式教學(xué)走入程序化、模式化和形式化的狀態(tài)。在此本人結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)踐,對(duì)此問(wèn)題做以下探討。
1 理論探究
理論探究是指在新課教學(xué)中,把概念、規(guī)律等作為研究對(duì)象讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、檢驗(yàn)、論證、推廣,親身經(jīng)歷知識(shí)的
形成、發(fā)展過(guò)程。
下面以位移的教學(xué)為例,進(jìn)行具體闡述。
力學(xué)研究的機(jī)械運(yùn)動(dòng),即物體位置的改變,所以我們可以引入量化位置改變的物理量。例:一輛汽車從南京開(kāi)到上海,位置發(fā)生了改變。請(qǐng)大家討論用什么物理量來(lái)表示這個(gè)位置變化。
A同學(xué):用位移這一物理量來(lái)表示。(A成績(jī)較好,可能預(yù)習(xí)過(guò),但沒(méi)有真正理解)
B同學(xué):用南京到上海的直線距離表示。
C同學(xué):用汽車通過(guò)的路程來(lái)表示。
D同學(xué)馬上反駁C:如果汽車沿不同的公路從南京到上海,汽車走的路程不同,但汽車的位置變化還是相同的,所以C的觀點(diǎn)不對(duì)。
E同學(xué)反駁B:汽車從南京向東到上海有一定的距離,如果汽車向西也行駛相等的距離,但汽車的位置變化不同,所以B的說(shuō)法也不對(duì)。
教師:同學(xué)們回答得都很好。E同學(xué)的回答說(shuō)明了什么?
有同學(xué)搶答:方向。
教師:那我們?nèi)绾蝸?lái)表示方向呢?
接著引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納位移的概念。
又如,平拋運(yùn)動(dòng)是高考的重要內(nèi)容之一,它是一類重要的勻變速曲線運(yùn)動(dòng),其特點(diǎn)是物體以一定的初速度水平拋出,只受重力作用。在高中物理教材中,對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理是利用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法將其等效地分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),體現(xiàn)了解決曲線運(yùn)動(dòng)的一種方法——“化曲為直”。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的教學(xué),教師還可以拓展,可鼓勵(lì)學(xué)生:“如果你希望從自己的努力中取得最大的收獲,就要從已經(jīng)解決了的問(wèn)題中尋找處理類似問(wèn)題的規(guī)律?!豹?/p>
拓展問(wèn)題
(1)任意時(shí)刻速度偏向角的正切值與位移偏向角的正切值是什么關(guān)系?
由圖1(見(jiàn)下頁(yè))可知:tanθ=vyvx=gtv0,
tanα=sysx=12gt2v0t=12gtv0,
故tanθ=2tanα。
結(jié)論 平拋運(yùn)動(dòng)中,從拋出點(diǎn)開(kāi)始,任意時(shí)刻速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的兩倍。
(2)任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的水平位移的交點(diǎn)有什么特點(diǎn)?
由圖2可知:tanθ=vyv0=sysx-xD ,
tanα=sysx,又tanθ=2tanα,
故:xD=12 sx。
結(jié)論 平拋運(yùn)動(dòng)中,從拋出點(diǎn)開(kāi)始,任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線與對(duì)應(yīng)時(shí)刻的水平位移的交點(diǎn)平分水平位移。
然后可利用習(xí)題加以鞏固。這些規(guī)律的得出,就思維成果而言,并非創(chuàng)新,只是重復(fù)發(fā)現(xiàn),但對(duì)學(xué)生而言意義重大:一是這些成果的獲得在其思維過(guò)程中是帶有創(chuàng)造性的;二是學(xué)生明白了學(xué)習(xí)后的反思、探究可以提供再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的機(jī)會(huì),可以體驗(yàn)成功的喜悅與學(xué)習(xí)的快樂(lè)。
2 實(shí)驗(yàn)探究
物理,學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。偉大的意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家伽利略,總結(jié)了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展有極大作用的科學(xué)方法,其要素包括:對(duì)現(xiàn)象的一般觀察、提出假設(shè)、運(yùn)用邏輯(包括數(shù)學(xué))得出推論、通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)推論進(jìn)行檢驗(yàn)、對(duì)假說(shuō)進(jìn)行修正和推廣。在物理教學(xué)中,利用實(shí)驗(yàn)探究可以營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍,激起學(xué)生飽滿的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生克服困難的堅(jiān)強(qiáng)意志。
例如在講授滑動(dòng)摩擦力大小的決定因素時(shí),首先讓學(xué)生進(jìn)行猜想:滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)呢?學(xué)生的猜想往往出乎教師的意料。
A同學(xué):可能與壓力大小有關(guān)。
B同學(xué):可能與速度大小有關(guān)。
C同學(xué):可能與接觸面的粗糙程度有關(guān)。
D同學(xué):可能與接觸面的面積大小有關(guān)。
E同學(xué):可能與質(zhì)量大小有關(guān)。
F同學(xué):可能與接觸的材料有關(guān)。
G同學(xué):可能與密度大小有關(guān)。
H同學(xué):可能與物體的形狀有關(guān)。
……
教師對(duì)學(xué)生的積極思考,表示鼓勵(lì),然后拿出長(zhǎng)木板、長(zhǎng)方形木塊、彈簧秤、玻璃板等器材,利用如圖3的裝置,引導(dǎo)學(xué)生用控制變量的方法對(duì)猜想進(jìn)行逐一驗(yàn)證。最后進(jìn)行歸納,得出結(jié)論。
在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)充分利用物理實(shí)驗(yàn),創(chuàng)造探究的機(jī)會(huì),不斷激勵(lì)學(xué)生通過(guò)觀察、比較、實(shí)驗(yàn)、歸納、類比等方式提出種種假設(shè)或猜想,使學(xué)生逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用探究方法解決問(wèn)題,讓學(xué)生善于模仿科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究。探究的過(guò)程應(yīng)當(dāng)有懸念,有波瀾,同時(shí),探究過(guò)程中教師應(yīng)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行交流、討論,培養(yǎng)他們的合作能力。
3 習(xí)題探究
如何用習(xí)題進(jìn)行探究性教學(xué),有一位教育家的話可能給我們指明了方向,他說(shuō)“拿一個(gè)有意義但又不復(fù)雜的題目,去幫助學(xué)生發(fā)掘問(wèn)題的各個(gè)方面,使得通過(guò)這題目,就好像通過(guò)一道門戶,把學(xué)生引入到一個(gè)完整的理論領(lǐng)域?!蔽锢斫虒W(xué)中可以把許多問(wèn)題作為探究性活動(dòng)的素材,進(jìn)行探究。通過(guò)解題、反思、討論,層層深入,步步拓展,引導(dǎo)、幫助學(xué)生對(duì)問(wèn)題的各方面進(jìn)行探究,讓學(xué)生在完成解題的活動(dòng)中,掌握物理方法,總結(jié)物理規(guī)律。這使得學(xué)生在解題活動(dòng)始終處于一種積極創(chuàng)造的狀態(tài),成為主動(dòng)的探究者、積極的思考者。這樣,學(xué)生開(kāi)闊了思路,掌握了問(wèn)題的探究方法,并且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索能力都具有積極的意義。
如重力加速度是中學(xué)物理中一個(gè)非常重要的物理量,在高中階段,學(xué)生學(xué)習(xí)了一些測(cè)量重力加速度的方法。在高三的作業(yè)中我給學(xué)生出了這樣一道題:如何測(cè)定重力加速度,請(qǐng)給出原理、器材和步驟。(可以一種方法或多種方法)歸納學(xué)生的方法,主要有:
(1)稱重法:利用G=mg,得出g=G/m。所用器材:天平、彈簧秤。
(2)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:依據(jù)Δs=aT2,讓研究對(duì)象做自由落體運(yùn)動(dòng),則有g(shù)=a=ΔsT2。所用器材:驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置。
(3)單擺法:利用T=2πLg,有g(shù)=4π2LT2。所用器材:?jiǎn)螖[、刻度尺、秒表、游標(biāo)卡尺。
(4)滴水法:讓從水龍頭流出的水滴,落到正下方的盤(pán)中,調(diào)節(jié)水龍頭的閥門,使第一個(gè)水滴落到盤(pán)的瞬間第二個(gè)水滴剛好開(kāi)始下落。設(shè)下落n滴水所用的時(shí)間為t,則g=2hn2t2。所用器材:盤(pán)子、秒表、刻度尺。
學(xué)生還有可能提出其它方法,對(duì)習(xí)題進(jìn)行探究學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維,有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。
探究式學(xué)習(xí)是通過(guò)學(xué)生自己的積極思考和探究活動(dòng)達(dá)到目標(biāo)的學(xué)習(xí)方式。這種學(xué)習(xí)方式的培養(yǎng),不限于上文提到的三種途徑,也不是僅靠幾個(gè)問(wèn)題的探究就能解決的。作為教育改革的新事物,真正實(shí)踐好探究教學(xué)還存在諸多困難。但筆者認(rèn)為,傳統(tǒng)的物理教學(xué)與探究式學(xué)習(xí)可以得到很好的融合。至于如何有效實(shí)施,還需要廣大物理教師的共同探索和努力實(shí)踐。
(欄目編輯趙保鋼)