自主學(xué)習(xí)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

白燁

【摘 要】實(shí)驗(yàn)是物理課堂教學(xué)的重要組成部分，也是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵載體，物理科便成為實(shí)踐自主學(xué)習(xí)這種特殊學(xué)習(xí)模式的重要平臺。本文以一課多研的方式，結(jié)合《凸透鏡成像規(guī)律》一課，發(fā)現(xiàn)學(xué)生獨(dú)自操作的困難，發(fā)掘?qū)W生學(xué)習(xí)的能動性，從而取得較好的學(xué)習(xí)效果。因此得出結(jié)論：自主學(xué)習(xí)是融入物理教學(xué)且有利于學(xué)生發(fā)展終身學(xué)習(xí)能力的重要學(xué)習(xí)模式。

【關(guān)鍵詞】自主學(xué)習(xí)；物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；凸透鏡成像

“自主學(xué)習(xí)”建立在人本主義思想基礎(chǔ)上，以兒童青少年及其學(xué)習(xí)為中心，讓學(xué)生在教師指導(dǎo)下通過自學(xué)、獨(dú)立思考、探究、實(shí)踐等方式達(dá)成各項(xiàng)學(xué)習(xí)目標(biāo)，并獲得終身學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。本文以一物理課為例，展示自主學(xué)習(xí)應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體情形，揭示教學(xué)中的困難以及提出提升教學(xué)效果的策略，以推動課堂教學(xué)改革。

一、研究背景

筆者從事物理教學(xué)十年，一直通過強(qiáng)化課堂控制、精煉教師講解、題型分類訓(xùn)練等手段，不斷追求高效率的課堂，并時(shí)常以學(xué)生的分?jǐn)?shù)作為檢驗(yàn)教學(xué)效果的唯一標(biāo)準(zhǔn)?？墒峭瑫r(shí)筆者也發(fā)現(xiàn)了許多令人難以理解的現(xiàn)象：剛升高一的學(xué)生難以適應(yīng)高中物理的學(xué)習(xí)；初三的學(xué)生對實(shí)驗(yàn)題總感到害怕；初二的學(xué)生連秒表都不會用……因此，筆者總思考如何讓學(xué)生理解多次實(shí)驗(yàn)的目的；思考如何讓學(xué)生建立物理模型的抽象概念；思考如何讓學(xué)生熟練、自然地運(yùn)用物理方法進(jìn)行靈活探究。

物理學(xué)是一門建立在觀察和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的理科課程，實(shí)驗(yàn)無疑是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以感悟物理學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，掌握和了解重要的物理學(xué)思想，而且可以養(yǎng)成動手操作與實(shí)踐的習(xí)慣，以及勇于探究的科學(xué)精神。如若將自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)連接起來，則更能激發(fā)學(xué)生養(yǎng)成提出問題、形成假設(shè)、反思實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論等習(xí)慣，從而更有利于發(fā)展其科學(xué)方面的核心素養(yǎng)。但是在現(xiàn)有的初高中物理教學(xué)過程中，物理科往往和其他科目一樣，以講授和習(xí)題練習(xí)為主，對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)并不重視，從而導(dǎo)致學(xué)生對知識的理解浮于表面，最終導(dǎo)致錯(cuò)誤率較高。因此，筆者主張回歸物理學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，將自主學(xué)習(xí)融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，并在新一屆初二年級課堂中加以實(shí)施。筆者期望初二年級的學(xué)生能夠?qū)⑺邢嚓P(guān)的實(shí)驗(yàn)都操作一遍，充分利用好現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行深入持久的探究，從而使學(xué)生變成真正的自主學(xué)習(xí)者。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)與思考

筆者在學(xué)期初嘗試用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式實(shí)施物理課時(shí)，曾遇到各種困難，從而導(dǎo)致教學(xué)效果出現(xiàn)“縮水”的現(xiàn)象。例如，只圍繞考試范圍中規(guī)定的要點(diǎn)來安排實(shí)驗(yàn)課；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)總以教師講解和示范為主；數(shù)據(jù)分析過度理想化；學(xué)生思考和探究得不夠充分等等。于是筆者堅(jiān)定信心，試圖以自主學(xué)習(xí)為理論基礎(chǔ)，對物理科實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

要以自主學(xué)習(xí)為載體提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，首先要深刻認(rèn)識 “決定課堂進(jìn)程的，并不是教師的教學(xué)設(shè)計(jì)，而是學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程；判斷課堂教學(xué)成敗的標(biāo)準(zhǔn)，并不是教師本人能力與表現(xiàn)，而是教師教學(xué)對學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)與幫助。”這一理念既是自主學(xué)習(xí)的核心要旨，也是筆者開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本立足點(diǎn)。于是，筆者決定要以《凸透鏡成像規(guī)律》一課為例，一層層地開展基于自主學(xué)習(xí)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

第一環(huán)節(jié)便是教學(xué)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備。剛開始的時(shí)候，筆者對自己有信心，希望能夠切實(shí)落實(shí)自主學(xué)習(xí)的基本要求，放手讓學(xué)生去做事情。于是筆者將整個(gè)教學(xué)過程設(shè)計(jì)為如下幾個(gè)部分：

1. 引入部分：放大的燭焰跳動——激發(fā)學(xué)生興趣，引起學(xué)習(xí)動機(jī)。

2. 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：學(xué)生設(shè)計(jì)“物距”——無拘束地自主學(xué)習(xí)。

3. 學(xué)生模仿：學(xué)生看示范并模仿，而后“挑戰(zhàn)”操作規(guī)范——感受不能錯(cuò)誤操作的“原因”。

4. 發(fā)揮想象：思考還有哪些“新點(diǎn)子”——充分探究，感悟規(guī)律的形成。

三、課堂教學(xué)的實(shí)際過程

在上述教學(xué)設(shè)想與準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，筆者與教研組共同磋商與研討。在這個(gè)過程中，不斷對原有的設(shè)想進(jìn)行修正和完善。之后，筆者進(jìn)一步意識到，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程中，教師在課堂教學(xué)中所扮演的角色應(yīng)是組織者、促進(jìn)者和參與者，教師應(yīng)對課堂教學(xué)的情境，對學(xué)生的行為與態(tài)度及整個(gè)學(xué)習(xí)進(jìn)度有非常清楚的認(rèn)識，并協(xié)助學(xué)生進(jìn)行富有邏輯的思考和解決問題。所謂觀察學(xué)生，并不是單純地看，而是要將學(xué)習(xí)目標(biāo)銘記在心，不斷檢驗(yàn)教學(xué)效果以及檢查學(xué)生的行為是否促進(jìn)學(xué)習(xí)，各個(gè)環(huán)節(jié)是否順利及合理開展。有了以上認(rèn)識，筆者開始進(jìn)行第一次授課。

經(jīng)過初步嘗試，筆者發(fā)現(xiàn)在教學(xué)過程中存在如下問題，并提出相應(yīng)的補(bǔ)救措施：

1. 引入的燭焰不夠亮、不夠大，沒有視覺沖擊的效果——建議改成燈泡外面套箭頭的光源。

2. 光具座標(biāo)尺讀數(shù)困難——建議重新裝貼標(biāo)尺刻度。

3. 學(xué)生自主選擇的物距也存在很多隱患：

A 數(shù)據(jù)零散，相差距離小，看不出像的明顯特征。

B 數(shù)據(jù)重復(fù)少，不能確定結(jié)論的準(zhǔn)確性；沒有參照組比較，誤差大，不能更好進(jìn)行小組之間的討論。

C 有的數(shù)據(jù)可能集中在同一個(gè)區(qū)域里，學(xué)生很難察覺出不同像的規(guī)律。

為了觀察學(xué)生在每一個(gè)環(huán)節(jié)中是否能夠進(jìn)行有效的自主學(xué)習(xí)或者有否自主學(xué)習(xí)的反饋點(diǎn)，筆者邀請教研組教師們一起制定了有針對性的“課堂觀察表”，結(jié)合課程目標(biāo)、重難點(diǎn)、課堂環(huán)節(jié)與進(jìn)程等要素，對學(xué)生的行為反應(yīng)、自發(fā)思考、知識遷移、動手操作、規(guī)律形成、應(yīng)用拓展等多個(gè)方面進(jìn)行觀察和量化記錄。此外，筆者還針對不同個(gè)性群體的學(xué)生進(jìn)行了課前與課后的訪談，獲得了關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的更具體資料。因此，在進(jìn)行第三次教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，筆者進(jìn)行了如下調(diào)整：

1. 教師解釋虛像成因，并訓(xùn)練觀察方法。

2. 針對凸透鏡成像的動態(tài)變化，進(jìn)行以小組為單位的討論。

3. 結(jié)合實(shí)際生活，對凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用進(jìn)行集體討論。

在第三次上課之前，筆者還特意帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室去認(rèn)識器材，滿足其對實(shí)驗(yàn)室的好奇心，也熟悉器材的結(jié)構(gòu)以及使用時(shí)的注意事項(xiàng)。筆者也在課前重新用膠帶纏繞蠟燭，并粘貼光具座的標(biāo)尺刻度；為了方便學(xué)生讀數(shù)，臨時(shí)安排了一個(gè)學(xué)生代表，幫教師給全班同學(xué)點(diǎn)蠟燭等。

筆者對整節(jié)課進(jìn)行了全程錄像，近20名教師觀察員對學(xué)生的行為與態(tài)度等進(jìn)行了細(xì)心觀察并寫下觀察記錄。就普遍反饋而言，整個(gè)課程比較流暢和順利，環(huán)節(jié)緊湊、層層遞進(jìn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)非常成功，數(shù)據(jù)也做得非常準(zhǔn)確；總結(jié)規(guī)律、動態(tài)變化和生活應(yīng)用等都由學(xué)生完成。學(xué)生們的出色表現(xiàn)受到了觀察組教師的一致認(rèn)可。

四、教學(xué)效果的總結(jié)與反思

課后，觀察組成員結(jié)合視頻錄像和觀察記錄表，對本堂課的學(xué)生表現(xiàn)，進(jìn)行了集體研討與反思，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1. 建議讓學(xué)生有更多數(shù)據(jù)嘗試的機(jī)會。給定數(shù)據(jù)做好之后，可以指引學(xué)生自主設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并進(jìn)行嘗試，這樣可以使他們對規(guī)律的形成有更深的理解。

2. 可以更好地激勵(lì)學(xué)生回答關(guān)于（后視鏡與凸透鏡）成像區(qū)別（面鏡、透鏡原理不同）的問題。

3. 比較難理解的虛像及觀察方法等部分應(yīng)該及時(shí)反饋、強(qiáng)化訓(xùn)練。

4. 學(xué)生在做好指定實(shí)驗(yàn)之后，已經(jīng)對實(shí)驗(yàn)本身有了一個(gè)初步想法，應(yīng)該擴(kuò)展“自主學(xué)習(xí)”空間和時(shí)間，使學(xué)生更加熟悉實(shí)驗(yàn)的操作，并積累實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

自主學(xué)習(xí)不僅可以讓學(xué)生真正地成為學(xué)習(xí)的主體和主人，并在學(xué)習(xí)過程中不斷提升自己的問題解決能力、合作交往能力、批判與創(chuàng)造思維能力等核心素養(yǎng)；而且也對教師的專業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了更強(qiáng)大的推動作用，比如建立和完善以學(xué)生為本的觀念，從學(xué)生的角度出發(fā)進(jìn)行備課與設(shè)計(jì)，不斷根據(jù)學(xué)生的需求動態(tài)調(diào)整教學(xué)的程序與節(jié)奏，并以學(xué)習(xí)成效來衡量教學(xué)的最終效果等。正是自主學(xué)習(xí)這種特殊的學(xué)習(xí)方式，才使得筆者找到了課堂教學(xué)改革的突破口。筆者更加堅(jiān)信，只要教師愿意相信學(xué)生、為他們創(chuàng)造自己探索的機(jī)會，學(xué)生的潛能就能被更有效地激發(fā)出來。因此，筆者擬在今后的物理教學(xué)中開展自主學(xué)習(xí)，不斷積累自主學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)，以推動學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的持續(xù)發(fā)展。

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