高中物理“学性教与学”的思考与实践_高中物理论文

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一、什么是“研究性教和学”

“研究性教和学”是一个新型的复合概念,是教和学理念的整合.它可以理解成“研究性地教”和“研究性地学”两个层面,每个层面都强调“研究”。在汉语中“研究”是指“通过考虑或商讨,探求事物的性质、发展规律等”。这种教学方式注重学习的质量和深度,对教师的“教”和学生的“学”都有较高的要求:教师要对教学内容和教学方法进行深入研究和精心设计,在教学中的各个环节上都要做好充分的准备,例如预习学案、课堂提问、答案预设、拓展延伸等等;学生要结合书本内容、预习学案以及相关学习资料,通过充分的预习、深入的思考、广泛的交流和精细的研讨等方式,培养独立思考的习惯,增强交流、讨论的意识,加深对知识和规律的理解和应用。

二、为什么要开展研究性教和学

高中新课程提倡探究式学习,建议将物理课堂的主动权还给学生,充分发挥学生学习的主体性和主动性,结合这样的理念,出现了合作学习和研究性学习等学习方式。这些教学方式增强了学生学习的积极性,也提高了学生主动学习的意识。但是在实践中发现,有些教师过分强调学生学习的自主性,一味地把时间、空间交给学生,而教师的研究、指导和调控则偏少,导致课堂安排随意、调控失衡。课堂上虽然热热闹闹,但不少学生的学习浮于表面,对学习内容的钻研不深,理解不透,学生的学习能力和学习品质并没有得到多大的提升,因此对物理课堂进行调整和改进是必须的。

研究性教和学能够很好地改善上述问题,为此我校开展了“研究性教和学”的教学试点工作,笔者也在其中进行积极的尝试,并以一个普通班为载体(高二分班后保留大部分学生为班级的主体),进行了3年的教学实践。

三、研究性教和学与传统研究性学习的异同

高中物理课堂上开展的研究性教和学与传统的研究性学习虽然在概念上相似,但两者是存在明显的区别的,具体比较如表1所示。

四、如何在高中物理课堂上实施研究性教和学

对于不同类型的教学课堂,实施研究性教和学的步骤与方法也是各异的:在知识新授课堂上侧重启疑、导学等环节;在规律应用课堂上注重研讨、激疑等环节;在知识复习课堂上重视归类、拓展等环节;在试卷讲评课堂上突出析因、回顾等环节。各类课堂上研究性教和学的展开都以问题为主线,将知识内容串联起来,问题分层次,从基础预习问题,到教师拓展问题和学生自由问题,逐步引导学生对所学内容进行深入研究,整个课堂具有一定的拓展性和开放度。

(一)知识新授课堂——启疑导学

古人云:“学源于思,思源于疑。小疑则小进,大疑则大进。”“思”是学习的重要方法,“疑”是启迪思维的钥匙。在正式上课之前设计预习学案,通过预习问题,引导学生看书,让学生通过预习解决一些基本问题,同时也激发学生产生一些疑问,为课堂上的深入学习做铺垫。表2为“库仑定律”新授课预习学案的内容。

在启疑导学的环节中,突出学生研究性的学习过程,让学生对库仑定律规律的形成过程、研究方法以及内涵和应用有初步的了解,为更准确、深入理解库仑定律打下良好的基础,同时也让学生体会对于一个物理规律建立的一般过程与方法是怎样的。

(二)规律应用课堂——研讨激疑

1.创设拓展延伸问题,引导学生交流、研讨重难点知识

怎样才能更好地理解和掌握物理规律?我们可以创设相应的物理情境,让学生在情境中应用物理规律解决一些拓展延伸性的问题。这样的过程可以让学生更深刻地理解物理规律,同时也掌握解决问题的一些方法和技巧。

例如在“宇宙航行”规律应用课上提出一些拓展延伸性问题:

(1)火星上具有第一宇宙速度吗?若有,那么和地球的一样吗?——推广第一宇宙速度。

(2)若人造卫星做椭圆运动,则线速度、角速度和周期还满足刚才的规律吗?——强化卫星圆周运动规律的前提。

(3)“同步卫星”与“随地球一起自转的物体”运动规律是否符合开普勒第三定律?——深究比较易混淆问题。

(4)如果在赤道上有一棵参天大树,上面结满了苹果(如图1所示),则当这些苹果自由脱落后会做什么运动?——趣味拓展问题,挑战学生的思维。

在课堂上给学生充分的时间来进行交流和研讨,可以让学生对万有引力规律在宇宙航行中的应用有更全面深刻的理解。当然这里所讲的交流和研讨必须有一个先自我思考的过程,这一点十分重要!

2.鼓励学生自由质疑,激发学生的学习热情

爱因斯坦曾说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决问题,也许仅仅是一个数字或实验上的技能而已,而提出新的问题,需要创造性思维和想象力。”要有好的教育效果,就应该给学生足够的空间,让他们思考,并提出他们想知道的问题。这样的问题学生听得最认真、最投入,也最有收效,对学生的思维力的培养以及知识的融会贯通也很有益处。

具体实践时,可以先让学生独立思考,然后进行分组讨论,最后请学生自由提问。当然这个实践环节对教师来说是比较具有挑战性的,因为学生的问题往往是无法预知,所以,教师可以结合教学经验和学生的预习表格,来对学生的问题进行预设。

下面是“宇宙航行”规律应用课中预设学生可能的质疑:

(1)第一宇宙速度如果加大,但小于第二宇宙速度会做怎样的运动?——改变初始条件,运动规律会发生怎样的变化?

处理方法:回顾离心现象,动画演示椭圆轨道,如图2所示。

(2)物体以第一宇宙速度发射,但速度不沿切线方向发射会如何?——改变初始条件,运动规律会发生怎样的变化?

处理方法:分析初速度对运动的影响,动画演示理想化的趣味过程,如图3所示。

(3)第二、三宇宙速度是如何推导出来的?——追根究底的思维习惯。

处理方法:介绍处理问题的基本思路和方法(能量守恒与微积分),不做深入研究。

(4)同步卫星能否在周期相同的前提下,轨道平面与赤道平面之间存在夹角?——卫星轨道“共心”但可以“不共面”引发的思考。

处理方法:引导学生运用立体空间知识去想象,同时引入极限情况下的“极地卫星”运动规律帮助学生理解,这样的卫星不是同步卫星。

当然,教师的预设问题与学生提问并不十分吻合是很正常的,这与师生认知的差异和学生的学习水平都存在一定的关系,但作为教师做出预设是必须的,同时对于课堂上学生提出的“不吻合”问题,可以区别对待,恰当处理:

(1)对于紧扣主题的问题,要深入剖析,重点讲解,可以让学生来回答,升华课堂的交流研讨的氛围,激发学生学习的主动性。

(2)对于非重点问题,要适当引导,并作出初步解释,但必须把握好尺度,以免影响正常教学。

(3)对于跟教学主题关系很小甚至无关的问题,可以简要引导,也可以不做回答,留作课后兴趣性思考。

在规律应用课堂上,将教师研究性的教和学生研究性的学有机地结合起来,使得课堂的教学效果趋于最大化,提升课堂教学的质量。

(三)知识复习课堂——归类拓展

知识复习课堂注重知识的应用,经常设置一些典型问题情境,让学生在解决具体问题的过程中,加深对知识的理解,提高解决问题的技巧,提升解决问题的能力。

例如在复习运动学知识的过程中,以传送带问题为载体进行问题归类拓展。

如图4所示,水平传送带A、B两端相距L=8m,小物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.6,小物体滑上A端的瞬时速度=10m/s,达到B端的瞬时速度设为,求:

(1)若传送带静止不动,多大?

(2)若传送带以速度v(匀速)逆时针转动,多大?

(3)若传送带以速度v(匀速)顺时针转动,多大?

(4)请在图5中画出小物体滑到B端的速度随皮带轮速度v变化的图像。

传送带问题是一类典型的问题,在其中可以研究运动学、动量和能量等诸多问题,对于每种问题进行方法归类是十分必要的。本问题通过研究传送带不同速度情境下的物体运动,来体会应用运动学相关知识解决实际问题的方法与过程。具体授课时教师要引导学生对物体的受力情况、加速度情况以及初始状态做出准确的分析,然后再分析物体的运动过程,并且要通过思考、交流和研讨对不同情况下的思路与方法进行比较,找出异同点。最后还可以借助计算机辅助软件动态演示运动过程以及速度图像,让学生更形象化地理解这类问题,如图6(a)(b)所示。

以一个物理情境为平台,对一类物体问题进行归类拓展,让学生了解这类问题的一般思路和解法。这是知识复习课堂上研究性教和学常态教学方式。在具体处理的过程中教师要让学生更多地参与到课堂上来,设立一些递进式的问题,引导学生掌握解决问题的方法与技巧,同时也要跟进一些变式拓展问题以加强学习的效果。

(四)试卷讲评课堂——析因回顾

试卷讲评对学生学习能力和水平的提高是非常有效的。学生在考试过程中自己发现的问题具有的教育价值较高,它对学生的学习具有较强的牵引作用。但实际教学中不少教师在试卷讲评过程中经常只是报一下答案,或者只给出标准答案,没有对学生的错误原因和试题的同类拓展做很好的分析、评讲,致使后续教学脱节,浪费良好的教学时机。

笔者在高三多次模拟考试后的试卷讲评课中展开研究性教和学尝试,引导学生交流讨论、纠错析因和母题回顾,收到了良好的教学效果。具体的处理步骤如下。

(1)交流讨论

①小组内同学错误最多的是哪些题?错在哪里?属于什么类型的错误?

②哪些题与我们以前做过的题目相似?区别在何处?

③是否有与答案不同的思路和解法?

④通过这次考试你的教训和收获有哪些?

(2)纠错析因

对于错误率比较高的题目重点评讲,针对错误比较集中的知识点进行纠错析因,深度剖析产生错误的原因,并寻求下次避错的策略。

(3)母题回顾

所谓母题回顾指带领学生回顾曾经做过的相似问题,让学生在对新旧知识的比较过程中加深对问题的理解和领会。

虽然试卷讲评课应试味更浓,但它在学生学习能力的提高方面是十分及时有效的,所以该类课堂也作为研究性教和学的阵地之一。实施过程中教师要在试卷信息分析、相关资料的收集以及评讲方式等方面做足功夫,在课堂上引导学生对试卷进行适当研究讨论,通过纠错析因和母题回顾等教学方式,更加有效地发挥试卷的教学价值,让学生在思考、交流和研讨的过程中得到更多的收获和启示。

五、研究性教和学的教学反思

经历了3年的研究性教和学工作,笔者欣喜地看到了在学生身上体现出的收获与进步。与同类班级相比较,试点班级学生的物理学习兴趣浓厚,思维活跃,后劲较足,高考成绩也有一定的优势。当然,研究过程中笔者也感到了一些不足和遗憾。下面是一些对该项工作的认识与反思。

(一)研究性教和学是高标准的,它促进了师生的共同成长

在必修课堂上实施研究性教和学对教师来说是一种挑战,因为在实施教学的诸多环节上都对教师提出了更高的要求:如在备课环节上要事先精心设计好为教学服务的研究性教和学的学生学案;在上课过程中针对学生可能提出的各种无法预测的问题,教师要做好预案想好应对策略,而且还需有随机应变的课堂驾驭能力。同时在必修课堂上实施研究性教和学对学生来说也是一种促进。学生在知识的获取、理解和应用等过程中都需要付出一定的努力才能得到。虽然表面看上去辛苦,但当学生体验到启发、合作、激励和收获的喜悦时,学生的学习热情和主动性会被很好地激发,学习的能力水平自然会得到提高。

(二)研究性教和学是既熟悉又陌生的,它是传统教学的发展

其实传统课堂上也有不少“研究性”的内容和形式,比如教师带领学生对于有些重难点问题的深度剖析,其过程可谓既钻又研,研究味十足。我校的研究性教和学也是重视对问题的挖掘,但它还注重学生的参与和研究过程,更为重要的是它力求到达必修课堂上研究性教和学的常态化,使其贯穿与整个教学过程的始末,具有持续性和广泛性。所以研究性教和学实质上是对传统教学的改进、拓展和延伸。

(三)研究性教和学不是一蹴而就的,它需要一个循序渐进的过程

在必修课堂上开展“研究性教和学”会影响上课的效率,减缓教学的进度和步伐,所以必须采取一定的教学策略加以改进:第一要精心设计每个教学环节,包括课前预习中的启疑导学和教学过程中的预设学生的提问;第二“研究性教和学”并不能一步到位,可以逐步渗透。如每隔一段时间进行一次,或每一章中选取一两节内容进行尝试。

从总体上来说,虽然在必修课上开展“研究性教和学”存在不少困难,但这样的教学方式能够促进学生学习的主动性,培养物理学习的兴趣,提高物理思维的深度,同时能促进教师的快速成长和提升,那么何乐而不为呢!

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