倡导学生在探究中自主学习是当今新课改的显著特色。创设活动情境去发现物理问题,让学生在探究中解决问题是探究式自主学习的基本特征。尝试运用物理活动引领学生自主探究的课堂教学模式,旨在引导学生自主建构物理知识,增进学生对科学探究的理解,从而促使学生自主学习能力的提高,同时期待学生创新思维的萌发,进而培养学生的创新能力。为了使课堂教学能够较为准确地反映新的教学理念,使课堂教学更加切合新课程标准的要求,笔者认为:物理课堂教学应以活动情境为载体,激发学生思维,通过自主探究、亲身体验来培养学生的科学探究能力,让学生在快乐中自主学习。下面,笔者以苏科版《物理》九年级(上)第十二章“动能、势能及机械能”一节教学为例,谈谈自己的一些探索体验及具体做法。
一、创设活动情境,感悟物理概念
物理概念是在物理表象的基础上经过思维活动抽象概括而成,以反映物理事物的本质属性,掌握和运用物理概念是理性认识物理事实、获得物理思维能力的基础。学生要真正理解与掌握某个物理概念,建立物理表象是关键,而物理表象的建立离不开物理活动。
动能、势能及机械能这三个概念是本章的重要知识点,又是机械能守恒的知识基础。教材首先通过两幅插图引出问题:为什么要对机动车的行驶速度加以限制?而且在同样的道路上,不同车型的限速却各不相同?从而建立能量概念,并以此为桥梁,展开动能、势能及机械能的后续教学。对初中学生来讲,他们认识事物正在从具体的形象思维逐渐向抽象思维过渡,思维活动还常需与感性经验直接相联系,仍需在具体的物理活动中感悟事物的本质。能量作为一个较为抽象而难懂的物理概念,对某些学生而言,尽管在过去的学习中早有接触,但毕竟认识肤浅,教师若照搬教材,泛泛而谈,学生必然难以接受。所以,引导学生认识这个概念是本节教学的难点之一。 copyright www.WKFXW.com
为此,笔者在教学过程中,通过设计“三只手臂向上托粉笔盒”的物理活动来引领学生自主探究、体验感悟能量这个概念。这三只手臂分别是我的手臂、一位同学的手臂以及生物实验室中的一只石膏模型手臂。上课一开始就开展物理活动,三只手臂同时伸展在讲台上,手里分别放上粉笔盒,只待同学们下令,看谁能先托起手中的粉笔盒?比赛的结果是:这位同学已将盒子高高托起,而我却与模型手臂一样未“能”托起。此情此境,同学们哑然失笑,都用诧异的目光审视着我,似乎在质问:难道你竟与那只模型手臂一样不能托起一只小小的粉笔盒?由此透过实验现象,引导学生从功的角度去讨论、比较这“三手臂”有何不同。即该同学能对粉笔盒做功且还真做了功,而我能做功却未做功,可那只模型手臂没做功是因为真没做功的本领。可见,让学生获得丰富多彩的感性认识,从活动现象的特征出发,导出能量这个物理概念,能使学生对所研究的问题产生强烈的兴趣,进而引导学生讨论活动现象和结果,让学生从生动活泼的讨论之中建立起新的物理概念。
这个物理活动的设计紧紧抓住了学生的心理特点,学生的注意力已被完全吸引到课堂教学的内容之中,使学生在学习新课之始就已产生强烈的求知欲望,从而形成了一个良好的学习氛围。如此设计有利于帮助学生建立物理表象,形成概念,有利于培养学生的观察、比较和分析问题的能力,有利于构建和谐的、自主探究的学习课堂。这样不仅能紧紧抓住学生的心理特点,唤起学生的注意力,使学生对所研究的问题产生浓厚的兴趣,同时还能激发学生的思维活动,建立物理表象,从中概括抽象形成物理概念。
二、注重探究体验,凸现自主本质
何谓自主探究?就是让每位学生根据自己的体验,用自己的思维方式自由、开放、有目的地去探究、发现知识的形成过程,自主构建物理概念或总结物理规律。学生自主探究与传统的物理课堂教学有着质的区别。传统的物理课堂教学常采用讲授的方法,把物理知识作为一堆“静态的结果”照本宣科,教师主要关注学生“知道了什么”。相反,学生自主探究的课堂教学更关注学生的“学”,关注学生“怎样才知道”的过程,通过探究体验促使学生对物理知识的“动态构建”,让学生在探究过程中构起对知识的真正理解。自主探究作为一种课程教学理念,必须充分体现在以新教材为载体的物理课堂教学上,以探究为出发点,以实验活动为中心,鼓励学生在探究中学习探究、体验探究,培养自主探究的学习能力。
学生通过上述活动,在理解与掌握能量概念的基础上,运用多媒体课件,播放视频图片,在各种实例一一播出的同时,导出课题深入展开的系列问题,引导学生讨论,了解什么样的物体才具有能量。即运动的物体有动能,被举高或弹性形变的物体“储存”着一种势能―重力势能或弹性势能,从而不断提高学生的认知水平,然后启发学生自己设计实验,应用控制变量法去探究影响动能、势能的因素,充分体验自主探究的乐趣,同时对实验现象展开互动讨论,分析、归纳得出实验结论,进而突破教学难点,使学生更深层次地理解动能、势能与机械能的概念以及相互转化的规律。如此将自主探究引入课堂,才有助于培养学生独立思考、敢于创新的科学精神,有助于促使学生逐步学会发现问题、分析问题、解决问题―形成自主探究的学习能力。
为了避免赘述,节省篇幅,可由“动能”的教学片断来窥视整个教学过程。
【片断1】动能的概念
(视频播放)一头温顺的耕牛带给我们的感受是:一片柔和的田园风光……但当它向你疾奔而来时,你的第一反应将是什么?海边微风轻拂,发丝飘舞……但当它怒不可遏呼啸着席卷大地时,会让你不寒而栗。这种能量来自哪里呢?―引入动能的概念。
【片断2】动能的探究
一只足球飞来用头去顶不觉得什么,但若是一只铅球飞来你还敢用头去顶吗?一颗气枪子弹抛给你,用手去抓不觉得什么,但若是从枪口飞出你还敢用手去抓吗?引导学生猜想:动能的大小与什么因素有关。通过猜想让学生讨论并设计方案,运用“控制变量”进行自主探究,分析得出实验结论:运动物体的质量相同,速度越大的物体动能也越大;运动物体的速度相同,质量越大的物体,动能也越大。
关于势能的教学类似于动能的教学过程。例如,一块大石头放在你的脚边,你一定不觉得什么,但若把它用绳子悬挂在你的头顶之上,而绳子又将断裂,那你一定会……生活中还有一些物体既没运动,也没一定的高度却同样让你感到恐惧。例如,用张紧如弓的细竹对着你,一旦松手弹性形变的竹棒会对你……我们之所以会害怕,是因为被举高的物体或发生弹性形变的物体都具有潜藏的能量―势能,尽管它们没有做功,但却蓄势待发,只要一有机会,就会通过做功把储存的能量释放给你(或别的物体)。
爱因斯坦曾说过:“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前,读者体会不到探索和发现的过程,感觉不到思维形成的生动过程。”虽然,学生在自主探究过程中费了一定的“无用”时间,但学生却自主完成了探究活动的全过程,并从中感悟、体验到了成功的喜悦,这正是物理课堂教学值得凸现的亮点,也是探究体验、自主学习的新课改理念在物理课堂教学中的具体体现。
周家军,中学物理高级教师,江苏省无锡市物理学科教学能手,无锡市洛社初级中学副校长(现全面主持无锡市洛社新开河实验学校工作)。1993年8月参加工作,历任洛社镇双庙初级中学教导主任、校长助理、副校长、校长和无锡市洛社初级中学校长办公室主任、副校长等职。荣获三等功、嘉奖等多项荣誉称号,被评为江苏省优秀青少年科技教育校长,多次获得江苏省物理知识竞赛优秀指导教师称号,有多篇论文发表于国家级或省级核心刊物。