自主學習與問題的探究在物理課堂教學中的應用

科學的重要特點是探究，教育基本功能是“提高人的素質，促進學生的全面發展”，新的物理課程標準從以人為本，培養學生的科學素養，促進學生發展的角度提出知識、方法和能力、情感、意志、態度、價值觀等多維教學目標，探究式教學是讓學生以自主的方式在學習科學的進程中掌握科學知識和科學方法，養成科學態度和科學精神。因此，筆者認為探究教學模式是實施多維教學目標的最佳途徑，使學生在自主學習中，研究探索科學知識體系，在學習中發現問題，在問題中探索思維，在探究思維中獲取知識，豐富了科學知識的內涵。筆者結合多年的物理教學實踐，談談自主學習與問題的探究在物理教學中的應用。

1重視閱讀內容，指導閱讀方法，提高質量，促使學生學會自主學習

物理是一門自然科學，物理課本的敘述比較科學、準確、條理清晰、邏輯性強、語言簡練，它處處顯示出科學性和準確性，有些地方還具有哲理性，需要我們字斟句酌，反復推敲。

閱讀大體分為“精讀”和“泛讀”二種，所謂“精讀”就是指在學習階段對那些重要的難于理解的概念和理論要咬文嚼字地讀。在讀中理解關鍵字、詞，要咬住關鍵性的詞句，結合問題思考，反復推敲。就可“咬”“嚼”出其含義，從而突破難點。如摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度及壓力大小有關，結合具體問題：如圖1，A、B兩個同樣的物體在力的作用下勻速運動，若將A、B改為如圖2，在力F的作用下也做勻速運動，則F應為多少牛頓？這樣，結合具體問題，理解起來也比較容易。

抓住相近內容的區別。如壓強與壓力及受力面積的大小有關，而磨擦力也與壓力及接觸面的粗糙程度有關，要注意兩者相近內容的區別，不要混淆。

所謂“泛讀”是指預習階段中對那些淺顯易懂或一般知識而言的。例如眼睛和眼鏡等內容可以粗讀，只需常識性了解，知其大概。理解原意，一般掌握即可。但也要切忌一目十行，走馬觀花，不求甚解。總之，閱讀時要注意以下幾點：

1）細讀：即全面認真閱讀課本，逐字逐句領會其含義，將一時難于理解的內容摘錄出來，制成卡片，便于保存，通過自己查閱資料，同學討論或教師解決；

2）思考：通過對教材的閱讀分析弄清每一段課文所說明的問題及各知識點之間的聯系，理解教材的基本內容和重點、難點，以及知識鏈和知識的銜接點；

3）總結：歸納整理教材內容使之條理化，并用準確簡要的文字，圖表公式寫出閱讀提綱。這樣眼、心、手并用，意義在于可把課本知識化為己有。

2重視探索性物理實驗，培養學生科學觀察探究能力，在問題意識中擴展空間

開展一些探索性實驗，讓學生在實驗和觀察的基礎上，通過科學的探索來獲得結論，更能激發學習的興趣。如：學習大氣壓時，同學們在觀察了當地的大氣壓后，提出了一個問題，“氣壓是由于受重力作用而形成的，那么各個地域環境不同其空氣密度也不一樣，大氣壓強相同嗎？”這個問題的出現，教師應給予積極鼓勵并做好引導，此時，教師不妨舉一個例子來講解，如在助動車打氣時，活塞向下運動，氣筒內的氣體體積減小了，密度怎樣呢？顯然這個問題學生們都知道，“當然增大”，那么壓強呢？進而再聯想到大氣壓，答案便水落石出了。此時教師不要停下來，進而提出新問題：“為什么登山運動員上山要帶高壓鍋呢？”這樣就把壓強與沸點之間的關系聯系起來了。這個實驗不能在課堂上做，但能不能自己利用實驗室中的器材，設計一個實驗證明這一觀點呢？同學們討論后，設計實驗思路，比一比看誰設計的最好。這樣，通過實驗觀察，學生們不但得出了正確的結論，更重要的是，通過這種探索性學習，培養了學生積極探索的精神；

其次，教師應該幫助學生學會觀察，鼓勵學生在觀察的基礎上提出問題，培養學生的問題意識。例如，在觀察水的沸騰實驗中要求學生注意觀察在給水加熱過程中，能看到什么？在此基礎上引導同學討論觀察的方法和應注意的問題。如有學生提問：水在沸騰前，產生氣泡上升、變小、消失，而沸騰時產生氣泡上升、變大、破裂。為什么？教師可以提示看到不同的現象，是由不同原因引起的，但具體到哪些原因，應該由學生通過多次反復實驗得出相應的結論，而不是老師在黑板上把各種條件給一一列出，再提供給學生實驗。那樣做實際限制了學生的思維，是不利于學生形成創新思維的。

如果能將一些簡便易行的演示實驗改成學生探究實驗，讓學生親自動手操作體驗，邊“玩”邊悟，即所謂“玩中學”，則能激發同學們的濃厚興趣，幫助學生盡早地進入物理學習的角色，同時也能鍛煉學生自主探究的能力。

如，學習歐姆定律時首先要找出導體中的電流與導體兩端間的電壓和導體電阻的關系。可把它設計成一堂實驗探究課，課前根據東溝中學實驗室的實驗器材做了多次實驗，根據操作情況設計好了可行的課堂實驗報告單。課上，先指導學生明確學習內容，分析猜測電流與哪些因素有關，采用什么方法研究這些問題，設計實驗電路與實驗記錄表格；在同學們交流完實驗過程的注意事項之后，發給每人探究實驗報告單，以實驗小組為單位按實驗要求去操作實驗，在注意安全的同時觀察和記錄數據，歸納總結實驗結論。最后，通過交流小組實驗結果，得出實驗規律。

通過實驗，大多數同學得到結論是：電阻一定時，電流隨電壓增大而增大；電壓一定時，電流隨電阻增大而減小的結論。在贊同了學生實驗結果之后，筆者又進一步引導學生分析某組數據，看是否接近正比或反比關系。最后給出“歐姆花了十年之久才得出的定律內容”。

物理規律是建立在大量實驗數據的基礎之上才得出的，盡管僅靠一堂課的時間得出幾組實驗數據還不足以建立理論規律，但實驗課濃縮了科學研究的主要過程。學生經歷了出現實驗故障并排除的過程，經歷了同學間相互協調、動手操作的過程，經歷了歸納結論時相互交流、思維碰撞的過程，這堂課不僅僅是讓學生學習歐姆定律這一條規律，更重要的是同學們對用控制變量法研究物理問題有了切身的體會。所以，體驗探究的過程也是一種學習的積累，豐富了動手動腦的實踐過程。

當然，這種探究性自主學習不是注重最終能否得出正確的結論，而是更注重體驗形成概念或規律的過程，更注重潛移默化地使學生體會科學研究方法，這是使學生的思維得到高層次發展的訓練。

3重視利用多媒體現代教育技術，開放教學模式，促進探究性自主學習

隨著社會的進步，科學的發展，高科技產品已進入社會各個領域。在教學領域中，多媒體教育手段就是當今先進的教育手段，如何利用多媒體手段進行探究性學習是擺在我們面前的課題。例如可以嘗試如何利用網絡教學來進行探究性學習。如高一物理“行星的運動”中第三部分“人造地球衛星”一節課。結合我國航天事業的發展，以及載人飛船到“嫦娥奔月”工程的成功，從教材的內容考慮，人造衛星是萬有引力定律在航空航天科技上的重要應用，涵蓋的教學素材很多。從學生心理角度考慮，揭開人造衛星神秘的面紗，探索宇宙的奧妙又是他們渴望了解、期待學習的內容。在教學手段上，由于沒有實物或模型，只能采用多媒體課件來輔助教學。將課堂搬進計算機教室。學生兩人一組，以便交流互助學習。首先是第一部分學習，發給學生自主學習任務提綱：

第一步：思考如下問題：為什么從地面拋出的物體總會落回地面？如何讓拋出的物體飛行得遠一些？是否可能使拋出的物體具有足夠大的速度而再也落不回地面呢？

第二步：操作Java課件。明確該課件模擬從同一高度拋出的小球以不同速度（可顯示數值）拋出后在地球上空的運動軌跡；自己調節拋出速度的大小，進行模擬實驗操作；注意觀察拋出速度增大時運動軌跡怎樣變化。并記錄速度至少增大到多大時，拋出物剛好不落回地面而成為一顆人造衛星；

第三步：想一想，當物體成為一顆人造衛星后，它做圓周運動所需的向心力是哪個力提供的？請你用萬有引力公式及向心力公式推導出這一環繞速度。

這一部分內容的學習是以小組為單位，由學生自己操作計算完成的。當學生自己輸入發射速度后，就會顯示物體飛行的軌跡，學生可以直觀地體驗到具備多大的發射速度才能成為一顆人造衛星，模擬體驗讓學生興趣昂然。接下來，小組交流如何推導環繞速度并書寫在“學習任務表”中。最后教師組織學生總結和交流學習結果。

一堂課下來，學生對衛星的原理有了較直觀的認識，還提出了各種各樣的問題，盡管課時有限，但愿學生后續學習的熱情不減。可見，探索物理問題的體驗過程給他們帶來了學習的愉悅。

總之，教師要善于將學生自主學習的過程融入課堂教學過程中，提供自主學習和自己選擇發展的空間引導學生主動參與。自主學習的過程是思維積極的動態探索過程，教學上充分體現學生是學習的主體；從發展的眼光看，體驗和嘗試教給了學生獲取知識的科學方法和途徑，為他們將來能夠進一步學習培養了獲取知識、探索問題的能力，這對奠定學生基礎，提高綜合素質，促進全面發展意義重大。