引入“研究性学习”方式的探索

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引入“研究性学习”方式的探索

    “研究性学习”有二方面的含义:一是作为一种学习方式,一是作为一种课程形态。在物理课堂教学中引入的是一种学习方式。作为一种学习方式,“研究性学习”体现探究学习和合作学习“探究学习”是与“接受学习”相对应的一个概念。就人的发展而言,“探究学习”与“接受学习”这两种学习方式都是必要的,在人的具体活动中,两者相互相成,结伴而行。“接受学习”的最大价值在于学习者不需要事事亲身经历,不必从零开始学习活动,他们可以通过继承前人与他人的认识成果而加速个体的认识发展过程,从而使有限的生命能够从容地面对无限的知识海洋与大千世界。强调引入“探究学习”,是因为我们过去1过多倚重了“接受学习”,把“接受学习”置于中心,“而探究学习”则完全被忽略。
    在中学物理教学实践中,只要我们处理得当,原有的课程内容也能在一定程度上支持学生“探究学习”的展开。学生学习方式的改变,最终也应当在各类课程实施的过程中得以体现。因此,在物理教学中重视学生探究精神和能力的培养是可能的,也是必要的。如果能在物理学科教学中做到既打好基础,又培养了创新精神,则是教学上的较高境界。物理教学要完成教学大纲规定的教学内容,课题只能源于教材,学生选题的自主性会受到限制,故侧重点只能放在探究问题这一环节。依照由易到难、由浅入深的原则,可以有几种不同的做法。
    一、在教学中的某一片段引入“探究学习”。教师根据教学内容及要求创设问题情景,提供相关的实验器材或背景材料,让学生自己拟订研究方案和实施步骤,在课堂时间内通过学生自己的实验、观察、分析、讨论、总结等等一系列活动,发现物理现象,探索物理规律。
    课例一、磁场对电流的作用(初三)
    课前准备实验器材,学生两人一套,计有:直及弯曲导体(线)多条,圆形、方形、矩形线圈多个(自制)。各种形状的磁铁,简易模型电动机,以及支架、电池,连接导线等等。教学过程:
    教师演示 模型电动机通电转动
    学生猜想 为何会转动——受力
    为何受力——通电
    电流受到作用力?
    问题一:电流受到磁场的作用力吗?
    学生自行设计实验方案自选器材进行实验,在实验过程中发现问题,并设法在实验中解答。最后分析讨论得了结论:磁场对电流有力的作用。
    问题二:磁场对电流的作用大小与什么因素有关?
    学生自行设计实验,得出结论:磁场对电流的作用力大小与电流的大小、磁场的强弱有关系。
    问题三:磁场的方向以及电流的方向与受力的方向有何关系?
    学生自行设计实验,得出结论:磁场反向时,作用力反向;
    电流反向时,作用力反向;
    磁场和电流同时反向时,作用力方向不变。
    问题四:怎么样才能使模型电支机连续运动(课外完成)?
    这种方式从某种意义上说,是一种改进了的“接受学习”,因为整个研究的流程都是教师预先设计的,学生自主学习的空间不很大,但即使这样,已使学生由“被动接受”变为“主动参与”,激发了学生学习的主动性和积极性,也在一定程度上为他们的实践能力和创新精神创设了一个较好的环境。我国尚未发达的现实国情,决定了现阶段中学课堂教学以“接受学习”为主,仍将存在一段较长的时间。因此,用“探究学习”的理念渗透和改善“接受学习”,探求“接受学习”的新形式,还将有很强的现实意义。
    二、在课堂教学的过程引入“探究学习”。教师根据教学内容,课前将全班同学分成若干小组,发挥小组合作学习的优势,完成各自小组如社会调查、惧数据、设计实验、分析研究等任务。课堂作为各小组交流学习成果的场地。
    课例二:超重和失重(高一)
    课前准备:全班同学分成三个小组。
    1.资料搜集小组:从书籍、杂志、电影、录像以及互联网上收集各种有关失重和超重的文字,图片及影像资料。
    2.实验设计小组:设计各种实验,探讨失重和超重条件下物体所受支持力和重力的关系。
    3.理论分析小组:从已有力学知识出发,推导失重和超重条件下物体所受支持力与重力的关系,并形成结论。
    教学过程:由三个小组分别汇报交流学习成果,课堂上随时允许其他同学插问,该小组同学负责答疑。赞许同学之间的讨论,甚至争论。
    1.由资料搜集小组将收集到的材料整理制成PowerPiont电子文稿展示。内容有:
    影像类:火箭发射升空,卫星绕地球运转,太空舱宇航员的工作、生活;
    图片类:太空搭载的农作物种子的生长善,有西红柿,青椒,南瓜;
    文字类:微重力下冶炼高纯度金属,新型化学药品的合成;
    2.实验小组演示他们设计的实验:
    (1)矿泉水瓶实验:演示底端开有小孔的矿泉水瓶,在静止、自由下落和加速上升时喷出水柱的长短,说明液体加速运动时,液体内部压强(压力)会发生变化;
    (2)“体重”变化实验:演示人在起立和下蹲时体重计示数的变化,说明物体减速上升或
    加速下降时会出现失重现象。
    3.理论分析小组根据牛顿运动定律作图、板书,推导出:
    当物体作加速度方向向上的变速动动时,物体处于超重状态,N>G;
    当物体作加速度方向向下的变速运动时,物体处于失重状态,N>G;
    当物体保持静止或匀速直线运动状态时,N=G。
    这种做法,将学习的主动权交还给学生,给予他们施展才华的机会和舞台,能使学生掌握知识的同时,思维得到相应启发和训练,语言表达能力、自学能力、分析问题解决问题能力、团结协作的意识和能力都得到了训练和提高。教师在课堂的主要任务是,适时而恰当地协调学生之间的争论,及时而准确地对学生的学习活动和学习效果予以评估,以及对课堂上所有活动全面组织。
    三、在单元教学中引入“探究学习”。根据单元教学内容的需要,教师预先设计一个能突出本单元知识内容,且新颖有趣,能激发学生研究热情的问题,给予学生自主探究、独立思考的空间。让学生在自主的学习过程中解决该问题,亦即完成了本单元的教学任务。
    课例三:平抛运动(高一)
    教学过程:放映柯受良驾驶汽车飞越黄河的新闻录像片段。(画面可定格)
    请学生根据画面情况和学过的知识,推断柯受良驾车飞越时的初速度的大小步骤:
    1.设计方案:学生小组讨论,自行设计研究方案;
    2.方案论证:投影学生的各种方案,师生共同进行论证;
    3.成果交流:对几种解决问题的方法及结果进行比较、总结、评述。
    以下是其中一个设计方案
    1.建立物理模型。柯受良驾车飞越黄河的过程可近似看作平抛运动。如图所示
    2.由图象画面中人、车、平台的比例大致可推断台高H=12米,河宽L=60米。
    3.由运动的合成和分解可知,平抛运动可看作水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动叠加而成。
    4.推导过程
    水平:L=Vot
    竖直:H=1/2 ,代入得:Vo=150Km/h
    5.若不考虑空气阻力及斜上抛造成的影响,当时的初速大约为150Km/h。
    这种处理方法,教师的角色从知识的传递者转向学生学习和探究的启发者、合作者和促进者。这种做法对学生的能力要求较高,在学生刚入门的时候,在学生存在较多共同疑难而又必须尽快解决,以继续学习进程的时候,教师还是要适当给予指导。
    新课程强调学习方式的改变,倡导以“主动、探究、合作”为主要特征的学习方式。在物理课堂教学中,引入“研究性学习”的理念,就是为了适应新课程要求的一个尝试。