物理探討性學習

◇ 廣東 羅海津

1 問題的背景

目前,廣東實行新高考“3＋1＋2”模式,物理在高中的地位愈加重要,單純靠刷題已經不能使學生獲得高分,高考試題更注重對學生各種能力的考查.國務院辦公廳《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》明確要求各省(區、市)要結合推進高考綜合改革,制定普通高中新課程實施方案,并于2022年前全面實施新課程、使用新教材,同時取消考試大綱.2020年年初,教育部考試中心印發的《中國高考評價體系》和《中國高考評價體系說明》進一步對高考的人才選拔和育人工作給予說明.這些政策的頒布不僅對教師的物理教學工作提出了新要求,也對學生的物理學習提出了新目標.

學生在進入大學后會發現高中教育和大學教育存在一個由教師手把手指導向探討學習和自主學習的過渡,而這個過渡階段可以在高中階段有意識地進行滲透,例如在教學過程中教師可有意識地培養學生的自主學習、自主探討能力等.

2 物理探討性學習

物理探討性學習不僅能提高學生的動手能力和分析能力,還有助于引導學生有意識地關注周圍的物理現象和最新的前沿科技,引導學生思考,創設自主學習和自主創新的環境.

2.1 將物理概念和探索體驗相結合

高中物理涉及力、熱、光、電、磁及原子物理等內容.物理規律最初均來源于探索和現實體驗,從富蘭克林引下“天電”,到牛頓被蘋果砸中,都是人類基于對自然的好奇所做的研究.在物理概念的學習過程中,最簡單的探索和體驗就是學生對物理現象的分析和理解.例如對胡克定律的理解,一個簡單的彈簧的壓縮和拉伸,學生就可以明白彈力與形變量的關系.這些簡單的實驗,既可以讓學生明白物理概念,感受到動手和探索的樂趣,也可以讓學生參與到教學當中,引起學生進一步學習和探索的興趣.

很多學生學習物理的興趣不是為了高考考高分,或者為了以后的規劃,而是覺得物理好玩、有趣.那么物理的學習就不能局限在課堂,局限在實驗室.例如:在學習自由落體運動時,大多數教師都是通過牛頓管進行課堂實驗,這個實驗的確能引起學生的學習興趣,也能促進學生理解自由落體運動知識,但是很多學生反映不知道學習這些知識有什么用.教師可以要求學生尋找生活中的例子,解決實際問題.例如,一個小球自樓頂自由下落,在Δt內通過高度為Δh的窗口,求窗口的高度.教師可以把這個情境在現實中重演,讓學生自己想辦法解決這個問題.

為了應對高考,很多學校仍然采取題海戰術,希望讓學生通過重復做題強化對知識的理解,但卻收效甚微.我們可以讓學生解決現實中的一些物理問題,以鍛煉學生發現物理問題、分析問題和解決問題的能力.物理學習可以擴展到室外,這樣的探索體驗學習更加符合物理知識的應用性和物理學科核心素養中科學探究的要求,更符合當今社會對人才的選拔要求.

2.2 將物理問題和團隊合作相結合

高中階段的物理學習任務很重,有很多知識要學習,而教師更多的是直接給出結論.分組討論和分組實驗得出物理結論的過程非常重要,學生可能第一次沒有辦法得到正確的結論,或者達不到教師的預期效果,但這不影響他們從失敗中總結經驗.

教育強調每一個學生都是獨特的,他們在合作中學習別人的優點,發掘自己特長,學會溝通,學會分享,學會搜集資料,學會制作作品.例如,在學習離心運動知識時,可以讓學生自己制作脫水洗衣機等與離心運動相關的科技作品.在此過程中,有些學生查找理論依據,有些學生收集材料,有些學生動手制作.再如,在遇到追及和相遇的物理問題時,學生覺得很難理解,可以讓他們分組討論和分組實驗,分析怎樣追趕,追趕過程中會出現什么情況.這時他們不僅要自己思考,還要去說服別人,這樣的探究,可以讓學生更深刻地理解這些物理過程的構建.

學生可自主建立小組,小組成員之間分工合作,完成實驗,得出結論.這不僅鍛煉了學生的關鍵能力和學科素養,更是一次團隊溝通和合作的體驗.現代社會中,個人的精力有限,不同的人能力不同,團隊的合作顯得尤為重要.高中階段的團隊合作不僅有助于關鍵能力和核心素養的培養,也有助于語言表達能力和人際交往能力的培養.

2.3 將物理應用和現實產品相結合

高中階段的物理學習,學生更多地接觸的是物理理論,理解物理過程、解答物理問題.而由物理理論所產生的產品只作為課后拓展,很少專門對產品的結構和工作原理進行剖析,很少去發現周圍與此相關的物品,更很少自己動手去制作一些小器件.其實產品是物理理論的濃縮,通過產品更能明白物理究竟如何接近生活.

例如,粵教版教材“了解電容器”中,電容器元件和很多的電子元件一樣是封裝好的,單純從產品表面無法知道內部構造,但是學生可以從理論結構理解電容器,自己制備電容器,自己封裝.學生可以在生活中隨時發現電容器,制作電容器.有的學生直接用兩片錫紙夾著一層絕緣薄膜制成電容器,并發現這個電容器還可以卷起來,縮小空間.通過對產品的制作,學生能更深刻地理解其中的物理原理,既提高動手能力,也促進自身思考.

學生在制作小型器件時,會發現產品從理論到制作再到成品輸出,需要考慮多個環節,這不再只是單純的物理學科的知識,還涉及其他學科和現實的社會環境.這有助于激發學生對當今社會科技的發展和產品的更新換代的思考,有利于使學生成為一個德才兼備的人.

2.4 由表及里

物理的學習不僅是為了擴展學生的視野,培養他們的分析能力,更多的是為了培養其適應社會發展需要的關鍵能力和必備品質.眾所周知,我國每年都要花費巨額的資金投入自主創新.為什么不把創新變為全民日常生活的一部分,變為全民追求美好生活的一個動作呢?例如,洗衣機的出現是一位不想洗衣服的人創造的,他所追求的是過美好的生活,創造便利的生活工具;耕田機是現代農業發展過程中出現的工具,是人類獲得更多糧食的追求過程中發明的耕種好幫手.這些生活和生產中的工具,不僅是物理理論的輸出,還是人類對美好生活的追求.這些創造和發明,不僅要求學生在現階段的物理學習中不斷地思考、改進,還要求他們通過以后大學的學習不斷探討和研究.

教育理念和方式在改革,物理教育的改革也在不斷推進.物理探討性學習,不僅僅是物理的教學,更是生活技能和生活思維的教育.這種學習方法既可以讓學生更有興趣學習知識,也有助于培養學生的動手能力和團隊合作精神.