學習科學視域下的高中物理有效學習研究

冒建峰

(江蘇省如皋中學 210019)

“讓物理教學更加有效”，這不是一個空洞的口號，它應該落實在我們的教學實踐之中.筆者認為，在新的教學形勢下，教師要善于研究學習科學，以學習科學的理論和方法來改進物理教學.

一、學習科學視域下的教學觀念優化

學習科學是研究人類學習活動的一門學科，是人們在探索中對教育教學進行積極的創新和改善，最終促使學習效率的提升.在高中物理教學中，教師要積極運用學習科學的理論來研究教學中的相關情形和問題，這首先就要求教師能夠對自己的教學觀念進行調整和改進.

學習科學是對心理學、教育學、教育技術等學科的融合，因此教師也要對這些內容展開積極而有效的學習.在以往的教學中，很多教師往往著眼于用經驗來分析教學，這樣的處理顯然太過主觀，缺乏科學性.在學科科學的指引下，教師要從心理學和教育學的原理來分析和研究教學問題，以便給學生更加合理的引導.

比如在當前的物理教學中，教師要注重研究性學習活動的開展，要讓學生在一系列活動中充分彰顯主體地位.以“探究加速度與力、質量的關系”為例，諸如結論猜想、實驗思路選擇、操作方案制定、實驗操作、數據分析、實驗結果評估等等，這些內容都應該由學生主動而積極的參與，包括最后的展示和交流，教師只要提供適當地引導，主要的工作都應該由學生進行.

教育觀念的更新要重本質輕形式，雖然現代化的學習科學理論強調學生主動性的激發，但是這并不意味著教師就可以放手不理，讓學生進入一種“放羊式”的學習.事實上，這反而是對教師提出了更高的要求，在學生需要幫助時，教師要及時提供適可而止的幫扶；在學生需要進行自主探究時，教師要適時地隱身于幕后.教師如何掌控好介入學生學習的時機，如何調控好分寸，這些都需要教師需要從學習科學的角度展開研究，并在不斷探索和反思中形成認識和進步.

二、學習科學視域下學生問題意識的激發

學習科學的主要內容是讓學生自己學會學習.就物理教學而言，筆者認為最關鍵的一步就是激活學生的問題意識，學生一旦自主產生疑問，他們必然會產生探索問題的原動力，并以更加飽滿的熱情參與到問題探究之中.

比如在“生活中的圓周運動”的教學中，教材上一般是通過一些具體實例讓學生分析向心力的提供，教師都是對火車拐彎、拱形橋、航天器中的失重現象進行講解之后，學生在教師的引領下進行層層分析，并最終獲得認識.這樣的處理顯然是讓學生完全處于被動的角色，是一種復刻式的學習，這違背了學習科學的基本要求.為此，筆者在教學實踐中先引導學生復習前一節的內容，讓學生明確圓周運動的關鍵點：什么力提供向心力.從而引領學生圍繞具體的運動場景來探究一個更加本質化的問題——圓周運動對應著怎樣的受力情形.為了激起學生的問題意識，筆者以三個模型為切入點：(1)沿著光滑漏斗的內壁，做水平面勻速圓周運動的小球；(2)圓錐擺模型；(3)跟隨水平轉盤做勻速圓周運動的物體.當學生處理完這三個情境的受力研究之后，筆者播放視頻：四驅模型車軌道賽.這是一個很多學生在以往有過接觸與體驗的場景，但是現在重新展示在課堂上，他們自然會將其與圓周運動聯系起來，并把勻速圓周運動的問題遷移過來：當四驅車轉彎時，什么力提供了向心力？這是學生自己提出的問題，他們將在自主探討中展開分析和研究，并最終形成結論：軌道槽的側壁將提供彈力給四驅車，讓車子的運動方向發生改變.這時教師再引出火車轉彎的模型，學生會自發地形成以下一系列問題：如果火車的軌道是等高的，那么什么力會提供其向心力？這種情形會導致什么后果？如何避免這一現象的發生？和灌輸式教學不一樣，上述操作教師通過適當的鋪墊，讓學生圍繞場景展開探索，并自主形成問題，他們在此基礎上展開探討，能夠形成更加深刻的理解和認識.

三、學習科學視域下學生探究式學習的開展

當我們采用學習科學來優化高中物理教學時，一個很重要的轉變就是學生的認知建構更加主動，學習方式也將以探究式學習為主.相比于以往的教學，教師將不再是單純的講解，學生的活動也不再是單純的聽講，更加多樣而豐富的學習活動將讓課堂更加活躍，學生的思維也不在有約束，這樣的處理將有助于學生學習積極性的激發，也易于學生創新思維的發展.

物理學習最主要的內容是對物理規律進行探索，這些內容不僅僅是學生對探索結果的認識，更包括對探索過程的體驗和感悟.因此教師務必要創造條件，引導學生積極開展各類科學探究活動，讓學生置身于更加真實而實際的物理情境中展開分析和研究，并在問題解決中獲得提升和發展.

高中物理有很多內容都需要學生展開科學探究，比如“探究功與速度變化的關系”、“探究碰撞中的不變量”等等，這些內容都需要學生聯系具體的物理情境展開分析，并結合具體問題進行猜想，同時還要圍繞猜想設計相應的實驗展開驗證，如果實驗現象和猜想存在一定的偏差，教師還要對猜想進行修正，并在更進一步的實驗中展開探索，最終形成正確的認識.

在具體操作中，學生的探究可以是理論探究，也可以是實驗探究.很多時候，教師要兩方面結合來引導學生形成更加清晰的探索脈絡.比如有關電阻定律的探究，從理論層面來講，學生可以采用類比思維，將電阻的長度影響類比于若干個電阻的串聯，將電阻的橫截面積類比于若干個電阻的并聯，從而形成認識.當然，更加科學的分析和探究還要結合學生實驗來完成，還是以電阻定律為例，學生需要采用控制變量的思路來設計思路，在此基礎上設計實驗電路和基本步驟，同時學生還要在具體操作中進行合理而有效的分工，并最終在問題解決中獲得理解和認知.

針對科學探究中形成的結論，教師還要引導學生采用科學化的語言進行描述和總結，并且要鼓勵學生在展示和交流的過程中互相啟發、集思廣益，以便對結論實現更加有效地整理和提純，讓學生形成深度而有效的認識.

綜上所述，在物理教學過程中，教師要積極研究學習科學的有關理論，在轉變觀念的同時，也積極采用新的理念和技術來指導物理教學，從而讓教學更加有效.