倡導(dǎo)學(xué)生在探究中自主學(xué)習(xí)是當(dāng)今新課改的顯著特色。創(chuàng)設(shè)活動情境去發(fā)現(xiàn)物理問題,讓學(xué)生在探究中解決問題是探究式自主學(xué)習(xí)的基本特征。嘗試運用物理活動引領(lǐng)學(xué)生自主探究的課堂教學(xué)模式,旨在引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)物理知識,增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的理解,從而促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高,同時期待學(xué)生創(chuàng)新思維的萌發(fā),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為了使課堂教學(xué)能夠較為準(zhǔn)確地反映新的教學(xué)理念,使課堂教學(xué)更加切合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,筆者認(rèn)為:物理課堂教學(xué)應(yīng)以活動情境為載體,激發(fā)學(xué)生思維,通過自主探究、親身體驗來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,讓學(xué)生在快樂中自主學(xué)習(xí)。下面,筆者以蘇科版《物理》九年級(上)第十二章“動能、勢能及機械能”一節(jié)教學(xué)為例,談?wù)勛约旱囊恍┨剿黧w驗及具體做法。
一、創(chuàng)設(shè)活動情境,感悟物理概念
物理概念是在物理表象的基礎(chǔ)上經(jīng)過思維活動抽象概括而成,以反映物理事物的本質(zhì)屬性,掌握和運用物理概念是理性認(rèn)識物理事實、獲得物理思維能力的基礎(chǔ)。學(xué)生要真正理解與掌握某個物理概念,建立物理表象是關(guān)鍵,而物理表象的建立離不開物理活動。
動能、勢能及機械能這三個概念是本章的重要知識點,又是機械能守恒的知識基礎(chǔ)。教材首先通過兩幅插圖引出問題:為什么要對機動車的行駛速度加以限制?而且在同樣的道路上,不同車型的限速卻各不相同?從而建立能量概念,并以此為橋梁,展開動能、勢能及機械能的后續(xù)教學(xué)。對初中學(xué)生來講,他們認(rèn)識事物正在從具體的形象思維逐漸向抽象思維過渡,思維活動還常需與感性經(jīng)驗直接相聯(lián)系,仍需在具體的物理活動中感悟事物的本質(zhì)。能量作為一個較為抽象而難懂的物理概念,對某些學(xué)生而言,盡管在過去的學(xué)習(xí)中早有接觸,但畢竟認(rèn)識膚淺,教師若照搬教材,泛泛而談,學(xué)生必然難以接受。所以,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識這個概念是本節(jié)教學(xué)的難點之一。
為此,筆者在教學(xué)過程中,通過設(shè)計“三只手臂向上托粉筆盒”的物理活動來引領(lǐng)學(xué)生自主探究、體驗感悟能量這個概念。這三只手臂分別是我的手臂、一位同學(xué)的手臂以及生物實驗室中的一只石膏模型手臂。上課一開始就開展物理活動,三只手臂同時伸展在講臺上,手里分別放上粉筆盒,只待同學(xué)們下令,看誰能先托起手中的粉筆盒?比賽的結(jié)果是:這位同學(xué)已將盒子高高托起,而我卻與模型手臂一樣未“能”托起。此情此境,同學(xué)們啞然失笑,都用詫異的目光審視著我,似乎在質(zhì)問:難道你竟與那只模型手臂一樣不能托起一只小小的粉筆盒?由此透過實驗現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生從功的角度去討論、比較這“三手臂”有何不同。即該同學(xué)能對粉筆盒做功且還真做了功,而我能做功卻未做功,可那只模型手臂沒做功是因為真沒做功的本領(lǐng)。可見,讓學(xué)生獲得豐富多彩的感性認(rèn)識,從活動現(xiàn)象的特征出發(fā),導(dǎo)出能量這個物理概念,能使學(xué)生對所研究的問題產(chǎn)生強烈的興趣,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生討論活動現(xiàn)象和結(jié)果,讓學(xué)生從生動活潑的討論之中建立起新的物理概念。
這個物理活動的設(shè)計緊緊抓住了學(xué)生的心理特點,學(xué)生的注意力已被完全吸引到課堂教學(xué)的內(nèi)容之中,使學(xué)生在學(xué)習(xí)新課之始就已產(chǎn)生強烈的求知欲望,從而形成了一個良好的學(xué)習(xí)氛圍。如此設(shè)計有利于幫助學(xué)生建立物理表象,形成概念,有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察、比較和分析問題的能力,有利于構(gòu)建和諧的、自主探究的學(xué)習(xí)課堂。這樣不僅能緊緊抓住學(xué)生的心理特點,喚起學(xué)生的注意力,使學(xué)生對所研究的問題產(chǎn)生濃厚的興趣,同時還能激發(fā)學(xué)生的思維活動,建立物理表象,從中概括抽象形成物理概念。
二、注重探究體驗,凸現(xiàn)自主本質(zhì)
何謂自主探究?就是讓每位學(xué)生根據(jù)自己的體驗,用自己的思維方式自由、開放、有目的地去探究、發(fā)現(xiàn)知識的形成過程,自主構(gòu)建物理概念或總結(jié)物理規(guī)律。學(xué)生自主探究與傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)有著質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)常采用講授的方法,把物理知識作為一堆“靜態(tài)的結(jié)果”照本宣科,教師主要關(guān)注學(xué)生“知道了什么”。相反,學(xué)生自主探究的課堂教學(xué)更關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”,關(guān)注學(xué)生“怎樣才知道”的過程,通過探究體驗促使學(xué)生對物理知識的“動態(tài)構(gòu)建”,讓學(xué)生在探究過程中構(gòu)起對知識的真正理解。自主探究作為一種課程教學(xué)理念,必須充分體現(xiàn)在以新教材為載體的物理課堂教學(xué)上,以探究為出發(fā)點,以實驗活動為中心,鼓勵學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)探究、體驗探究,培養(yǎng)自主探究的學(xué)習(xí)能力。
學(xué)生通過上述活動,在理解與掌握能量概念的基礎(chǔ)上,運用多媒體課件,播放視頻圖片,在各種實例一一播出的同時,導(dǎo)出課題深入展開的系列問題,引導(dǎo)學(xué)生討論,了解什么樣的物體才具有能量。即運動的物體有動能,被舉高或彈性形變的物體“儲存”著一種勢能—重力勢能或彈性勢能,從而不斷提高學(xué)生的認(rèn)知水平,然后啟發(fā)學(xué)生自己設(shè)計實驗,應(yīng)用控制變量法去探究影響動能、勢能的因素,充分體驗自主探究的樂趣,同時對實驗現(xiàn)象展開互動討論,分析、歸納得出實驗結(jié)論,進(jìn)而突破教學(xué)難點,使學(xué)生更深層次地理解動能、勢能與機械能的概念以及相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。如此將自主探究引入課堂,才有助于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神,有助于促使學(xué)生逐步學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題—形成自主探究的學(xué)習(xí)能力。
為了避免贅述,節(jié)省篇幅,可由“動能”的教學(xué)片斷來窺視整個教學(xué)過程。
【片斷1】動能的概念
(視頻播放)一頭溫順的耕牛帶給我們的感受是:一片柔和的田園風(fēng)光……但當(dāng)它向你疾奔而來時,你的第一反應(yīng)將是什么?海邊微風(fēng)輕拂,發(fā)絲飄舞……但當(dāng)它怒不可遏呼嘯著席卷大地時,會讓你不寒而栗。這種能量來自哪里呢?—引入動能的概念。
【片斷2】動能的探究
一只足球飛來用頭去頂不覺得什么,但若是一只鉛球飛來你還敢用頭去頂嗎?一顆氣槍子彈拋給你,用手去抓不覺得什么,但若是從槍口飛出你還敢用手去抓嗎?引導(dǎo)學(xué)生猜想:動能的大小與什么因素有關(guān)。通過猜想讓學(xué)生討論并設(shè)計方案,運用“控制變量”進(jìn)行自主探究,分析得出實驗結(jié)論:運動物體的質(zhì)量相同,速度越大的物體動能也越大;運動物體的速度相同,質(zhì)量越大的物體,動能也越大。
關(guān)于勢能的教學(xué)類似于動能的教學(xué)過程。例如,一塊大石頭放在你的腳邊,你一定不覺得什么,但若把它用繩子懸掛在你的頭頂之上,而繩子又將斷裂,那你一定會……生活中還有一些物體既沒運動,也沒一定的高度卻同樣讓你感到恐懼。例如,用張緊如弓的細(xì)竹對著你,一旦松手彈性形變的竹棒會對你……我們之所以會害怕,是因為被舉高的物體或發(fā)生彈性形變的物體都具有潛藏的能量—勢能,盡管它們沒有做功,但卻蓄勢待發(fā),只要一有機會,就會通過做功把儲存的能量釋放給你(或別的物體)。
愛因斯坦曾說過:“科學(xué)結(jié)論幾乎是以完成的形式出現(xiàn)在讀者面前,讀者體會不到探索和發(fā)現(xiàn)的過程,感覺不到思維形成的生動過程。”雖然,學(xué)生在自主探究過程中費了一定的“無用”時間,但學(xué)生卻自主完成了探究活動的全過程,并從中感悟、體驗到了成功的喜悅,這正是物理課堂教學(xué)值得凸現(xiàn)的亮點,也是探究體驗、自主學(xué)習(xí)的新課改理念在物理課堂教學(xué)中的具體體現(xiàn)。
周家軍,中學(xué)物理高級教師,江蘇省無錫市物理學(xué)科教學(xué)能手,無錫市洛社初級中學(xué)副校長(現(xiàn)全面主持無錫市洛社新開河實驗學(xué)校工作)。1993年8月參加工作,歷任洛社鎮(zhèn)雙廟初級中學(xué)教導(dǎo)主任、校長助理、副校長、校長和無錫市洛社初級中學(xué)校長辦公室主任、副校長等職。榮獲三等功、嘉獎等多項榮譽稱號,被評為江蘇省優(yōu)秀青少年科技教育校長,多次獲得江蘇省物理知識競賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師稱號,有多篇論文發(fā)表于國家級或省級核心刊物。