基于實(shí)驗(yàn)，在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力

趙一芳

摘 要：現(xiàn)代知識(shí)更新的周期越來(lái)越短，社會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提出了前所未有的新要求，因此“新課程標(biāo)準(zhǔn)”要求學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦地“學(xué)”科學(xué)，學(xué)校要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師要傳授給學(xué)生學(xué)習(xí)方法。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的就是讓學(xué)生受到嚴(yán)格、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練，在解決問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、提高綜合能力，最終促成學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：物理；實(shí)驗(yàn)；自主學(xué)習(xí)

一、自主學(xué)習(xí)的基本理論

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)自主學(xué)習(xí)的定義不盡相同，但其本質(zhì)涵義是一致的，無(wú)一例外地強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生的主動(dòng)性、策略性、持久性和自我調(diào)控性。筆者認(rèn)為，自主學(xué)習(xí)是由學(xué)生自己確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、選擇學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)造有利環(huán)境、監(jiān)控學(xué)習(xí)過(guò)程、評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)結(jié)果的學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)能力，是指學(xué)習(xí)者能主動(dòng)、自控地進(jìn)行學(xué)習(xí)所需要的能力，即能順利進(jìn)行自主學(xué)習(xí)需具有的能力。

本文以高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)為切入點(diǎn)，探討培養(yǎng)高中生自主學(xué)習(xí)能力的方法和途徑，進(jìn)一步促進(jìn)高中物理教育教學(xué)質(zhì)量的提高。

二、當(dāng)前中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.物理教學(xué)方式傳統(tǒng)，重理論、輕操作

盡管教師都認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用，但在實(shí)踐中，教師受傳統(tǒng)教育的影響和課時(shí)的限制，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作普遍不夠重視，認(rèn)為其可有可無(wú)。課堂演示實(shí)驗(yàn)和部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)由老師做、學(xué)生看，教師的直接教學(xué)忽視了指導(dǎo)學(xué)生思考和發(fā)現(xiàn)，缺少了學(xué)生參與和操作。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)也往往是在老師講授實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟的前提下進(jìn)行的“照方抓藥”。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和所用儀器的認(rèn)識(shí)停留在理論層面，思維被固化，很難產(chǎn)生有意義的學(xué)習(xí)。久而久之，學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造性思維被禁錮起來(lái)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式僵化，重結(jié)論、輕過(guò)程

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情景性，由教師安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器，講解實(shí)驗(yàn)原理，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，甚至設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)記錄表格，預(yù)測(cè)好實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生雖然參與了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，但處于被動(dòng)接受的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降慕┗瘜?dǎo)致學(xué)生墨守成規(guī)，機(jī)械性的實(shí)驗(yàn)操作使學(xué)生忽視實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象和異常數(shù)據(jù)，更談不上進(jìn)行深入思考，不利于自主學(xué)習(xí)意識(shí)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

三、在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

1.學(xué)生參與演示實(shí)驗(yàn)，以常規(guī)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)非常規(guī)實(shí)驗(yàn)

以課本上的常規(guī)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，由學(xué)生單獨(dú)操作或幾人合作，給

予學(xué)生動(dòng)手操作和展示自我的機(jī)會(huì)，拉近學(xué)生與所學(xué)知識(shí)情感上的距離，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和說(shuō)服力。

取材于生活的非常規(guī)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單、容易感知，可操作和趣味性強(qiáng)，能夠鍛煉動(dòng)手能力、開(kāi)拓思路；新穎獨(dú)特的設(shè)計(jì)容易引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的想象力。例如，用兩本書(shū)內(nèi)紙張交錯(cuò)疊在一起，讓兩個(gè)力氣大的男生來(lái)拉，無(wú)法把它們拉開(kāi)的實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)入摩擦力教學(xué)。類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象讓學(xué)生驚訝不已，引發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。非常規(guī)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成可謂是“隨風(fēng)潛入夜，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。

2.教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，以學(xué)生為主體，大膽質(zhì)疑、糾錯(cuò)和創(chuàng)新

（1）引導(dǎo)學(xué)生自主分析實(shí)驗(yàn)原理，再現(xiàn)物理規(guī)律

教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)、要點(diǎn)、注意事項(xiàng)，以問(wèn)題串或選擇題的形式編寫(xiě)“導(dǎo)學(xué)案”，引導(dǎo)學(xué)生課前預(yù)習(xí)。教師精心設(shè)計(jì)的一個(gè)個(gè)“問(wèn)題”成為引導(dǎo)學(xué)生思考的一把把鑰匙，引導(dǎo)和幫助學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)。有些實(shí)驗(yàn)可以先以電子課件的形式，在電腦上模擬操作，例如，電路連接、儀表讀數(shù)等。在電子課件中針對(duì)問(wèn)題和模擬操作設(shè)置及時(shí)反饋，便于學(xué)生進(jìn)行自主評(píng)價(jià)。例如，在課件里設(shè)置語(yǔ)音反饋，答對(duì)給予表?yè)P(yáng)、答錯(cuò)鼓勵(lì)再試。

（2）引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)探究能力

實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)不應(yīng)完全照搬課本，鼓勵(lì)學(xué)生大膽挑戰(zhàn)課本上的實(shí)驗(yàn)方案，挑剔毛病，想辦法改進(jìn)；也應(yīng)鼓勵(lì)具有創(chuàng)新思維的學(xué)生發(fā)揮聰明才智，開(kāi)拓思維，探究全新的設(shè)計(jì)方案。

如，“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，可以不選取難定的第一點(diǎn)處理數(shù)據(jù)，從后面的計(jì)數(shù)點(diǎn)中取兩個(gè)點(diǎn)算出速度與高度來(lái)驗(yàn)證。

又如，“描繪電場(chǎng)中的等勢(shì)線”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生提出可以模擬出勻強(qiáng)電場(chǎng)來(lái)描繪等勢(shì)線。

再如，“測(cè)定重力加速度”實(shí)驗(yàn)，除了用單擺的，也可以用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的，還可以利用下落的水滴的。

（3）指導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，提高設(shè)計(jì)能力

明確實(shí)驗(yàn)原理、確定實(shí)驗(yàn)方案后，實(shí)驗(yàn)步驟由學(xué)生自主安排，教師只要指出實(shí)驗(yàn)中要注意的問(wèn)題。要求學(xué)生列出實(shí)驗(yàn)所需器材及如何組裝、制訂操作過(guò)程和步驟、應(yīng)測(cè)的物理量、如何記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)誤差的原因。

（4）“開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室”，提高操作技能

課余時(shí)間對(duì)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以通過(guò)預(yù)約對(duì)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)沒(méi)有完全掌握的內(nèi)容和學(xué)生自主選擇的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證或設(shè)計(jì)。保證學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的空間、時(shí)間，及時(shí)給予方法上的指導(dǎo)，但不干預(yù)，給學(xué)生完善和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，讓學(xué)生不斷地反思自己的觀念和操作，在與經(jīng)驗(yàn)世界的對(duì)話中建構(gòu)自己的知識(shí)體系。

（5）輔導(dǎo)學(xué)生自主處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)展思維能力

高中物理實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理方法主要有：逐差法、描跡法、平均法、列表法、圖像法等。學(xué)生自主決定合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，也可鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)試用多種數(shù)據(jù)處理方法。如，“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，除了逐差法，有的學(xué)生先用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的vt/2=v=s/t求出多個(gè)點(diǎn)的速度，再用公式a=

（vt-v0）/t求出a，最后求平均值。有的學(xué)生作v-t圖象，根據(jù)直線的斜率求出a。又如，“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，課本采用先將測(cè)得的周期T和擺長(zhǎng)L列表，再用公式計(jì)算，多測(cè)幾組求平均法。有的學(xué)生則以L和T2/4？為坐標(biāo)軸，用測(cè)得的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，畫(huà)出直線求斜率，即得到g。

（6）引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)實(shí)驗(yàn)體會(huì)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

采用新穎的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式，如，“科技小論文”形式、“發(fā)表討論”形式。

“科技小論文”是模擬科研論文的寫(xiě)作方法來(lái)完成對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)成果的總結(jié)。改變實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫(xiě)作視角，以一篇簡(jiǎn)明扼要、有個(gè)性、有特色的小論文來(lái)總結(jié)實(shí)驗(yàn)工作成果。“科技小論文”保留了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本功能，沒(méi)有固定的格式，要求內(nèi)容完整、重點(diǎn)突出就可以。

“發(fā)表討論”形式是學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)以后，分組將實(shí)驗(yàn)結(jié)果等作約10分鐘的口頭報(bào)告，然后有5分鐘問(wèn)答和討論，每個(gè)小組的2名學(xué)生分別準(zhǔn)備并報(bào)告同一實(shí)驗(yàn)、老師或?qū)W生提出的問(wèn)題，共同討論。“發(fā)表討論”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模式能鍛煉學(xué)生的口頭表達(dá)能力，促使學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，增加了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，有利于綜合能力的培養(yǎng)。

教育的最終方向和目標(biāo)是：“教是為了達(dá)到不需要教”（葉圣陶）。自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)不是一朝一夕的事情，需要學(xué)生和教師持之以恒。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)像導(dǎo)游，引導(dǎo)學(xué)生踏上奇妙的物理實(shí)驗(yàn)的旅途。同時(shí)教師應(yīng)當(dāng)像教練一樣支持學(xué)生，提供學(xué)習(xí)方法和策略上的指導(dǎo)，讓學(xué)生在自主實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力。

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（作者單位 江蘇省蘇州市田家炳實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)）