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论物理教学中的“探究学习”

时间:2021-06-16 11:20   来源:未知   作者:佚名   点击:

  1 探究学习及其目标定位

  1.1 探究学习的内涵

  探究学习是学生在教师的指导下,以一种类似科学研究的方法对问题进行分析和研究,从而主动地解决问题、获得知识的学习过程。探究学习的内涵有四层:是在教师指导下进行的,不是学生完全自主地探究和解决问题;是学生自主探索的过程,学生在教师创设的问题情景中,自己去探索、去分析、去解决问题,从中感悟和获得知识;是使学生利用类似科学研究的方式进行学习的,具有目的性和指导性,不同于真正的科学探究,旨在使学生经历过程、感悟方法、获取知识、提高能力;是一种在探究教学下的学习模式,教师有章可循,学生有“路”可走。

  1.2 物理教学中探究学习的目标定位

  探究学习的目标有四层:首先,通过学生亲自参与对物理现象的观察和对物理规律的探索过程,培养其观察能力和提出问题的能力。探究学习是一种学习方式,不可能达到科学发现的水平,学生在获得知识的过程中,逐渐形成一种喜爱质疑、乐于探究素养,保持积极获取知识的兴趣和探索创新的动机;其次,通过参与科学探究活动,培养学生收集信息和处理信息的能力。探究学习因其自身的开放性,使学生一是涉及内容广泛,如网络、电视、图书馆、实践活动等信息通道,都是学习内容的来源;二是学生思维开放,各自从不同的角度去分析和处理从不同通道获得的信息,因此,探究学习是学生不断收集和处理信息的过程,是锻炼学生收集和处理信息能力的过程;再次,探究学习使学生从物理现象和实验中归纳简单的科学规律,尝试用已知知识去解释某些具体问题,从而培养学生的分析概括能力,解决实际问题的能力;最后,探究学习要求学生合作和交流,故探究学习过程也是培养学生的交流能力和团队精神的过程。

  2 探究学习在物理教学中关注的问题

  2.1 在物理教学中,通过把握过程而获得物理知识

  “探究学习”的特点之一是“学生自主地抓住自然的事物、现象,通过探究自然的过程而获得知识”。这就是说,在物理教学中,教师要把握好“知识”与“过程”的关系,这二者究竟谁为重点,正是传统教学与“探究学习”的区别,探究学习中不过分追求知识的严密性和现成的结论,而正视探究自然的过程,将过程列为重点,要通过过程的探究而获得知识。因此必须注意两个过程:首先,通过实验探究体验知识形成过程。在物理学中,许多事物的本质属性要通过实验才能揭示,如电流的磁效应,通过实验揭示其本质属性,学生才能透过现象看到本质。有些概念或规律通过实验数据的比较、抽象才能得出,如,密度概念对初中生也是很抽象的,通过实验,对同一种物质不同质量与其所对应体积的比值研究,学生马上会发现:比值是一定值,它揭示了物质的本质属性,定义为密度。在此过程中学生既理解了密度概念,又学会了比值定义法。所以,探究实验的过程,往往就是获得知识的过程。其次,通过逻辑推理与数学模型的方法探究物理知识的形成过程。许多物理规律、公式是运用已学过的知识,在具体条件下推导而得出的,怎样引导学生进行创新思维,这又是一个教和学的重点问题。探究学习应以引导为主,让学生练习逻辑推理的思维方法。如,已知P=A/t让学生导出P=F·V,既使学生明白了平均功率和瞬时功率的概念,又使学生明白了功率一定时牵引力与速度的关系。

  2.2 在物理教学中,教师要有目的的培养学生从事物理研究的能力

  “探究学习”的特点之二是旨在培养学生从事研究的必要的探究能力。这种探究能力,主要包括学科的学习方略、思维方法和正迁移的能力。学科的学习方略:物理学是以实验为基础的学科,所以该学科的主要学习方略就是物理实验和思维方法。从自然科学认识论来看,主要是从感性到理性,从形象到抽象的认识过程。坚持实践→认识→再实践→再认识的认识论。从方法论来看,就是坚持理论与实践的统一,其方法要有序可寻,循序渐进。整个方略将由观察→实验→控制条件→测量→记录→数据处理和解释→分类→抽象、推理→发现规律性→模型化→提出假说→验证假说等诸环节组成。将其有机地综合为一体则是学习物理的过程。所以,在教学过程中,教与学要遵循这一方略和过程来进行。学科的思维方法:探究问题的思维方法主要包括以下几点:一是学会系统思维,提高发现知识内在规律的能力;二是学会逆向思维,提高从正反两面分析问题的能力;三是学会概括思维,提高科学归纳与综合能力;四是学会辩证思维,提高全面考虑问题的能力;五是学会顿悟思维,提高直觉能力;六是学会发散思维,提高多角度着手处理问题的能力。学科的知识迁移:迁移是将已学过的知识在一定条件下的应用,主要是学习者认知结构水平与思维方法的结合问题。这两点解决得好,就能实现具体情境中知识的正迁移。

  2.3 在物理教学中要认真地教好概念和学好概念

  “探究学习”的特点之三是旨在有效地形成认识自然之基缘──—科学概念。这一点说明了概念学习的意义,它是认识和理解事物的基础,所以,在物理教学中要重视概念的教与学。物理概念是客观事物的物理本质属性在人们头脑中的反映,是物理事物的抽象。它是知识的单体,有人也称其为知识的细胞,所以学习每一学科,真正的认识自然,必须从概念学习做起。对概念的学习,要注意三点:首先,正确地形成概念。概念是通过抽取事物特征和将具体事例归类而形成的。要注重学习概念的形成过程,学会分析事物特征,利用正例与反例的比较、归类,最后形成概念。其次,关注概念的内涵和外延。内涵是其最本质的特征和属性,外延是概念本身的应用范围。最后,注意概念的同化,找出概念的隶属关系。即注意好某些概念的上、下位和并列关系,这样才能从概念出发,学会规则学习,乃至高级规则学习。

  2.4 在物理教学中,要培养学生积极学习和探索物理学奥妙的个性品格

  “探究学习”的第四个特点是培养探究未知世界的积极态度。这种探究态度和积极性,只能在自主地抓取自然事物、现象的探究活动中逐步培养。这种个性的品格或积极的态度,在我国学者看来,属于非智力因素,在西方学者看来,属于情感目标范畴。智力因素对认知学习有着积极的促进作用,虽不能直接参与同化,但起到了动力作用。其目标又分为“接受”、“反映”、“价值化”、“组织”和“体系性格化”五个层次。初中生是不易达到较高层次的,一般达到“价值化”就不错了。高中生能达到“组织”、“性格化”的层次。情感目标的达成,离不开认知学习,即在自主地抓住自然事物、现象的探究活动中才能形成。所以情感目标的达成要从认知学习开始,离开这一点,谈什么学科态度的培养都是一句空话。

  3 探究学习的实施过程及指导策略

  探究学习的实施问题,许多专家提出了不少模式。如萨其曼(R.Suchman)的探究训练模式;施瓦布的生物科学探究模式;美国国家理事会于2000年组织编写的《探究与国家科学教育目标—教学指南》,将探究教学分为五个阶段:提出问题、收集资料、形成解释、评价解释和交流论证;我国的《物理课程标准》,也明确提出了科学探究的七个阶段:提出问题、猜想与假没、制订计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。

  根据上述探究学习的不同模式和共同特点,我们把探究学习过程分成四个阶段的实施和指导。

  问题阶段:主要包括两项内容:一是提出问题,可以由教师创设问题情景,激发学生的问题意识,自发提出问题,也可以由教师提出问题,激活学生思考;二是确定选题,从所提问题中提炼出主要问题,明确探究方向,也可以形成相关的假说或猜想。这一阶段教师指导时要注意以下策略:一是创设一个民主、活跃的学习氛围,激励学生提出问题,大胆创新,教师要宽容学生的错误,当好学生的“催化剂”;二是教师创设问题情景时,一定要注意“吃透”学情,把问题设置在学生的“最近发展区”,达到“跳一跳,摘桃子”的水准,这样可以使学生提高探究的积极性,变“要我探究”为“我要探究”;三是教师要注意问题的价值性和可行性。价值性体现在学生所学知识结构和解决生活中的实际问题两个方面,可行性体现在所选课题开展探究时,所受主客观条件及各种制约因素。在具体指导方法上,可以有范例引路、选题推介、随机点拨和借题发挥等方法,同时还要对选题过程及时总结。计划阶段:主要任务是制订计划与设计实验,由每个学习小组自己根据探究的问题、探究的目的和已有条件制订计划与设计实验。这里包括选择科学探究的方法、所需要的器材、影响实验的主要因素及实验步骤。实验常用的设计方法有:平衡法、转换法、放大法、比较法、再现法。本阶段很重要,决定着整个探究学习过程是否能顺利、有效地进行。教师一定要及时发现问题,引导学生讨论完善,对计划的可行性和可操作性作出合理的评估,对一些难度较大的问题,可以提供一份正式探究方案的范本,并对实验器材、实验步骤、实验中应注意的问题做出指导。研究阶段:这一环节有两个难点:一是不可预测的问题不易控制;二是课堂探究时间不易控制。这就要求教师有扎实的基本功和充分的准备。主要任务是,进行物理实验、收集和处理信息。教师在指导策略上要注意以下几点:首先,教师是帮助者和指导者,不能代替学生探究;其次,教师要及时指导学生的实验方法,实验技能,及时排除实验故障,有意培养学生的科学探究素养。在学生进行实验时,教师要巡回观察和监督,一是在处理问题时,给学生提供必要的资料、器材和技术指导;二是要求学生客观记录实验结果;三是指导学生收集有用信息、处理实验结果。物理实验的数据处理方法有三种:列表法、解析法、作图法。通过对实验结果的分析、论证,引导学生学会查特征、找规律,归纳实验结果。评估交流阶段:主要任务是对上一阶段的结果进行分析,即评估其价值性,然后进行学习小组间的交流,对于结论不同之处,进行合作探究,共同寻求问题所在。出现解释谬误的主要原因有四:理论不完善或证据不充分;错误地根据因果关系;错误地运用推理;主观片面性。教师在指导时要注意以下方面:一是多鼓励少指责,注意培养学生的探索热情。遇到问题教师可以提出引导学生思考的问题,循循善诱。二是鼓励学生敢于暴露自己的问题,勇于交流,在交流中互相学习,取长补短。三是引导学生学会反思,对实验及取得的证据、分析及逻辑推理和应用进行反思,教师可提供一些反思的方法。四是教师要做出终结性评价,肯定成果,以使学生通过探究学习有所收获。

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