中学物理实验教学的“自主\合作\探究”

来源:用户上传      作者: 田剑锋 阎元红

　　2001年颁发的《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出，要改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背和机械教训等被动实践的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。为了使学生的学习方式由被动实践向主动实践转变，保证把学生的自由性、探索性学习落到实处。此次课程改革除对课程结构进行了调整以外，同时倡导要把学生的学习过程转变成不断提出问题、解决问题的探索过程，并且能够针对不同的学习内容选择接受、探索、模仿、体验等丰富多样的适合学生特点的学习方式。学习方式的这种转变，还意味着必须关注学生的学习过程和方法，必须关注学生是用什么样的手段和方法，通过什么样的途径获得知识的。由于获得知识的过程和方法不一样，由此带给学生真正意义上的收获就不一样，对学生终身发展的影响也就会有很大的不同。这充分说明了通过实验进行科学研究的重要性。可是在现实的中学物理实验课教学中，学生的主体地位易被淡化，教师的主导作用过于突出，学生往往处于非常被动的状态，其个性及主动性总是淹没在教师事先设计得十分详细的实验步骤和注意事项中，他们的实践能力和创新能力得不到真正的重视和培养。因此，在中学物理实验课堂教学中，教师应该从自主、合作、探究三个角度引导学生进行主动实验，在已有的基础上有效地激励学生的个性，改变过去由教师包揽教学的局面，给学生以更多的思考、探索、实践的时间和空间，训练学生学会独立和合作探究的能力。
　　一、中学物理实验教学中构建自主、合作、探究的学习方式势在必行
　　1.新课程的呼唤
　　《标准》的基本思想是“以人为本，促进个体的和谐发展。”新课程的培养目标定位于培养全体学生的科学素养，新课程标准使物理教学有了新要求和新特点，促使物理实验从内容到形式都发生了较大的变化。因此，中学物理实验应当不断吸取新课程理念进行大胆的改革和完善，教师应解放思想，大胆尝试，积极进行探索和创新，努力使中学物理实验成为培养学生独立自主、提高能力素质的重要环节。所以，在教学过程中构建自主、合作、探究的学习方式，成为时代的必然，新课程的呼唤。
　　2.物理教育的渴求
　　中学物理教学的目的在于促进学生全面和谐发展，中学物理实验是其中重要的教学内容，有效的物理实验教学对促进学生多方面能力发展有着非常重要的作用。通过物理实验过程，一方面，能够帮助学生理解和掌握理论知识，从而形成完整的知识体系，另一方面，能培养学生的动手能力、创新精神及实践能力。因此，为更好地发挥其作用，教师需要在实验教学中运用一定的策略，充分尊重学生在学习中的多元反应与独特体验，倡导自主、合作、探究性学习。
　　3.时代的呼吁
　　现代学生观――学生是学习的主体，是有个性的人、是处在发展中的人；现代人才观――行行出状元、人人能成才、终身学习；现代教师角色――学生学习的组织者、帮助者、参与者、引导者、促进者，因而自主、合作、探究性学习实为现代教育之需要。
　　二、中学物理实验教学中构建自主、合作、探究学习方式的理论依据
　　“学生中心理论”要求现代教育必须从以教师为中心或以知识为中心走向以学生为中心。其理由是：（1）以学生为中心的教育，是人类文明进步的必然要求。（2）最有效的学习方式是自主的活动，包括脑的活动和手的活动。（3）学生的学和教师的教都有创作和欣赏的因素。
　　三、中学物理实验教学中自主、合作、探究学习方式的研究
　　要使学生养成自主、合作、探究的学习习惯，当然不是简单的把课堂还给学生，相反它需要对学习的过程作更为深入、更为细致的研究与筹划。“自主、合作、探究”学习体现了学生对知识掌握的由初级、中级直至高级的三个层次，它需要师生共同付出努力，“摸着石子过河”，闯出一条路来。
　　1.张扬个性、点燃自主学习的火花
　　实验课应当改教师“包办性”为学生“独立性”，学生自主学习，其心向是主动、积极的，学习成为他自己的事，是自己做自己的事。但也不是不需要老师了，反而老师更重要，老师要扮演一种全新的角色，就是教师要善于点燃学生自主学习的火花。为此，需要教师做到：第一，教师观念的转变和教师角色的全新定位：做学生学习的促进者和学生学习活动的组织者、激励者和参与者。第二，致力于学生主体精神的唤醒和学生主要角色的确立。第三，致力于学习方法的训练和学习习惯的培养。第四，要建立一套推动自主学习的运行机制。独立完成一个实验，要求学生具有扎实的基础知识，严密的思维能力，熟练的实验技能。例如“研究白炽灯泡的电阻随电压变化的关系”的实验，可以指导学生独立设计电路（要考虑滑线变阻器的分压接法和限流接法，电流表的内、外接法），选择器材（电流表、电压表的量程，电源、滑线变阻器等），处理实验中的突发问题（如电路不通、器材缺少等）和记录、处理数据，最后再与额定值比较，分析实验误差的来源。学生的独立实验，是巩固物理知识，培养学生思维、动手能力，发挥学生主动性的重要途径之一。
　　对于演示实验不能先由教师做给学生看，再讲给学生听，使演示与讲解脱节。这种作法忽视了学生学习的主动性，把学生当作被动接收的“仓库”，完全没有发挥出演示实验的作用，是不可取的。教师要在演示的同时引导学生观察，不断启发提问，让学生分析、讨论，充分调动学生学习的积极性。使实验结论合情合理地被推导出来。还可以让学生参与其中，如让学生上前来读数或动一动手。例如，在进行马德堡半球演示时，先让两个“大力士”上来拉，不能将两个半球拉开，打开活塞，让空气进入半球中，再让两个力气最小的学生来拉，却很轻松地将两个半球分开了。两相对比，说明大气压强不仅存在，而且还不小，使全体学生都留下深刻的印象。
　　2.精心组织、加强合作学习的意识
　　课程改革的核心是学生学习方式的改变。物理学是实验学科，通过观察自然现象、进行演示和学生实验，能够使学生对物理知识获得具体的、明确的认识。这是理解物理概念和物理规律的必要基础。进行演示和学生实验对于培养学生的观察能力和实验能力，培养学生的实事求是的科学态度，和提高学生学习物理的兴趣以及学习的积极性和主动性，都具有不可替代的重要作用。以前的课堂教学，教师是主角，学生是配角，教师是表演者，学生是参与者。特别是一些学习态度差的学生更是心不在焉，不愿去动脑，动口，动手，造成差生面不断扩大，即使是学习态度好的学生面对如此单调的课堂，也很难在一节课的时间内都能集中精神听课，他们也需在课后花大量时间去复习、做题才能保证一定的效果，进而造成物理课堂教学效益差。为突破传统的课堂教学格局，在物理实验课教学上应当从形式到内容都做大胆改革，在课堂教学中进行角色转换，让学生来唱主角，教师甘当配角。通过教师和学生之间的合作交流，让学生自己动手去实践，在实践中学会自我思考和探索。
　　合作性学习符合学生是学习和发展的主体的要求，它是根据学生身心发展的特点，以关注学生的个体差异和不同需求的探究式的一种学习方式。教师要善于组织，以搞好合作学习。一般认为，演示实验就是指在课堂上由教师演示，学生只是被动观察的实验。正因为如此，物理课堂上的演示实验容易形成学生只是观众，教师在台上唱独角戏的局面。教师在演示时一般只是关注实验的现象和结果，较少关注实验的设计、注意事项等诸多细节，其目的只是将实验过程完美地展示出来，将课程需要的现象顺利得出。其实，教师完全可以通过精心设计，把演示实验演变成师生互动、生生互动的充满趣味的合作实验，以此来培养学生的合作互助意识和动手实践能力。这样的学习，有助于搞好物理知识的学习，同时强化学生的合作意识。

　　3.探究学习，寻找物理涵义
　　探究学习渗透在自主学习和合作学习中，让学生在学习中为问题所激励、所启发，这才是有意义的学习。成为问题的“问题”一定要有意义，有意义，才值得去探究。探究学习要求老师在教学中，要讲究教学策略，针对学生学习过程中出现的种种情况，因势利导，因地制宜。整个教学过程是在教师的指导下，学生通过努力去获取知识、掌握技能和发展能力的过程。
　　在中学物理实验教学中，让学生边动手边探究的教学方法是大家公认的较好的教学方法，这种方法能体现学生的主体作用，但由于每节课的时间限制和教学进度的要求，对课堂的探究教学不能放任自流，应该加强指导，教师的指导作用主要在“善于启发”上下功夫，主要体现在：（1）启发学生提出问题或猜想。（2）启发学生设计验证猜想的实验。（3）引导学生做好实验。（4）认真做好实验总结，及时表扬，同时提出进一步的要求。
　　例如：高中闭合电路欧姆定律的引课如下：用两个外形一样的一号电池分别点亮同一个小灯泡，结果一次很亮，一次微微发红，这是为什么呢？用电压表进一步测试可以知道，两个电池空载的时候路端电压相差不多。可见，两个电池的电动势相同，而接上小灯泡后，一个电池路端电压减少很少，结果灯泡很亮，另一个路端电压减少较多，所以灯泡只能微微发红，可见电源向外供电不仅跟电动势有关，还跟电源内部情况有关。从而引入对闭合电路的欧姆定律的研究在以上引课实验教学中。教师进入讲堂虽然不发一言，却紧紧地抓住了学生们的注意力，他们好奇地、执着地跟着老师的动作、声音而进入教学理论中。
　　另外，在学生分组实验中，教师可以在课前将实验的目的，实验室可以提供的器材事先告诉学生，让学生通过自主研究或相互讨论自行设计出实验方案――也许可行也许不可行，选择出自认为需要的器材，再在实验课上付诸实施，并在实施方案时不断地进行分析、调整和优化。让他们在自主研究和相互讨论中获得学习的乐趣，让他们在方案具体实施时感受到成功的愉悦或获得失败后再重生的体验。
　　总之，探究性学习关键是使课堂不再死板、枯燥无味，而要做到这一点，教师就要将课备好，在课堂教学中善于提出能使学生感兴趣的问题，并因势利导，因地制宜。这样，才能使教学进入高级的境界。
　　四、构建自主、合作、探究学习方式的反思
　　新课程构建了“以学生发展为本”的核心理念，要求我们必须改变传统的教学，构建适应新课程理念的实验教学模式，树立与新课程理念相适应的发展性的现代教学观。现代性的教育要求与之相适应的学校、教师及教育思想、教学方法，积极倡导自主、合作、探究的学习方式，遵循了学生是学习和发展的主体这一准则，关注素质全面提高，立足于发展。为此，我们必须对教育和教学作以下经常性的反思，才能创造出适应学生的教育，适应学生的教学。个性化学习是新课程所提倡的，但个性化学习有个学生发展快慢的问题。要解决这个矛盾，教师就应在引导学生自主、合作、探究的学习的过程中，注意培养学生良好的学习习惯，尤其是要关注反应慢学生的学习习惯。使发展慢的学生迅速赶上来，是搞好学生自主、合作、探究学习的重要手段之一。
　　参考文献
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　　作者单位：
　　山西太原师范学院物理系

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