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“探究学习”在物理教学中的应用

2008-8-20

“探究学习”在物理教学中的应用 

   
“探究学习”的倡导者是美国芝加哥大学施瓦布(J.J.Schwab,1909~)教授。他强调学生学习方法与过程,认为探究式过程和方法适合在理科教学中培养学生的“创造力”,并进一步指出,教师的新技术和习惯,不是命令学生学习,而是教授学习的方法,培养自我汲取知识的能力。

为了提高民族素质,由应试教育向素质教育转化,在物理学的教学中,不但要学到知识,更要得到能力的提高。故此教师不应是传统授业、解惑,而应该有目的、有计划地培养其学习方法,培养自我汲取知识的内部能力。这种方法与能力的获得,其主要渠道就是在“探究学习”为模式的教学之中。

一、在教学中,通过把握过程而获得物理知识
“探究学习”的第一个特点是“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。”①这就是说,在教学中,教师要把握好“知识”与“过程”的关系,这二者究竟谁为重点的问题,是传统教育与“探究学习”的区别,所以在教学中正视探究自然的过程,将其列为重点,要通过过程的探究而获得知识。为达到真正获得知识的目的,必须注意以下几点:

1.要善于通过实验来探究自然过程

在物理学中,许多自然事物的本质属性要通过实验才能揭示。所以对于实验的宏观现象,对于实验中数据的变化,要善分析,要透过现象看到本质;通过数据的变化来抽象出概念或规则,所以探究实验的过程,往往就是获得知识的过程。例如,密度的概念对初中生也是很抽象的,利用不同质量的同种物质,与相应体积数值,通过实验可以求出其密度大小,若结合实验,中学生是不难理解密度概念的。又例如在串、并联电路中,对于总压和分压的关系,设有实验来学习也是很抽象的,若通过仪器的数据变化来分析,就容易理解了。

2.要善于用逻辑推理与数学推导的方法来探究物理学的自然过程

许多物理学的规则、公式,都是运用已学过的旧知识在具体的条件下,通过数学的严密推导而得出结论,这又是一个学习的重点,所涉及为两大方面:其一为逻辑推理方式;其二为思维的方法。例如,力学中的动能:EK=12mV2我们不仅要知道其表达式,更应知晓其推导过程:外力F对物体做的功W=FS,如果用EK表示物体的动能,则有,EK=FS,根据牛顿第二定律F=ma和运动学公式V2=2as,可得:EK=FS=maV22a=12mV2

二、在教学中,教师要有目的的培养学生从事物理研究的能力
“探究学习”的第二特点是“旨在培养学生从事研究的必要的探究能力”。②这种物理学科的探究能力,主要包括学科的学习方略,思维方法和正迁移的能力。

1.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自然科学的认识论和方法论的统一。

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(1)观察→(2)实验→(3)控制条件→(4)测量→(5)记录→(6)数据处理和解释→(7)分类→(8)抽象、推理→(9)发现规律性→(10)模型化→(11)提出假说→(12)验证假说等诸环节组成。其整体有机的综合一体则是学习物理的过程,为第一问题的最高的概括。所以笔者建议,在教学过程中,教与学都要遵循这一方略和过程来进行。

2.思维方法探究

问题的思维方法主要包括以下几点:(1)学会系统思维,掌握发现知识的内在规律的能力;(2)学会逆向思维,掌握从反面分析问题的排除能力;(3)学会概括思维,掌握综合能力;(4)学会辩证思维,掌握全面考虑问题的能力;(5)学会顿悟思维,掌握直觉的能力;(6)学会发散思维,掌握多角度着手处理问题的能力。

3.关于迁移问题

这些问题是将已学过的旧知在一定条件下应用的问题,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,利用条件,就能实现具体情境中的正迁移。

三、在物理教学中要认真地教好概念和学好概念
“探究学习”的第三个特点是“旨在有效地形成认识自然之基椽—科学概念。”③这一点说明了概念学习的意义,它是认识和理解事物的基矗所以在物理教学中要重视概念的教与学。概念是同类事物本质的属性的特性。它是知识的单体,有人也称其为知识的细胞,所以学习一切学科,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:

1.正确地形成概念在科学中概念的形成又通过抽取特征和将具体事例归类而得到发展。学习概念的形成过程,亦复如此。这种方法利用正例与反例的比较、归类,最后才能形成概念。

2.学会概念的内涵和外延。内涵是其最本质的特征和属性。外延又是概念本身的应用范围。

3.注意到概念的同化,找出概念的隶属关系。这就是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。四、在物理教学中要培养积极学习、探索物理学奥妙的个性品格“探究学习”第四个特点是“培养探究未知世界的积极态度。”④“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。”⑤这种个性的品格或积极的态度,在我国学者看来,属于外智力因素,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的层次的,一般达到“价值化”就很不错了。高中生又能达到“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。为此,教者要提高教学质量,唤起学生希望的火花和自信又是十分重要的,它是培养情感目标的良好起点。

上述正是“探究学习”特点在物理学科的贯彻与落实,这种贯彻与落实是符合现代教学改革的要求的,是现代理科教学应有的模式。

 

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