运用物理科学方法引导学生自主学习途径探讨

范雅冰　徐晓梅

摘 要：从物理科学方法教育切入，对运用设疑提问方法、观察方法、实验方法、理想化方法等来引导学生自主学习的做法进行初步探讨。

关键词：物理科学方法；设疑提问；观察；实验；理想化；自主学习

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）9（S）-0032-3

物理科学方法就是研究物理现象、描述物理现象、实施物理实验、总结物理规律、检验物理规律时所应用的各种手段与方法。知识的发展离不开好的方法的辅助，而一定的方法又是在知识的不断传承中生成并完善的，即知识和方法始终是相辅相成密不可分的。《普通高中物理课程标准（实验）》在其课程总目标中明确提出，要求学生在学习物理知识的过程中注重学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。锻炼学生的思维能力，让学生在获取物理知识的过程中形成一定的解决物理问题的科学方法，发挥学生学习物理的主观能动性，引导学生自主学习，一直都是物理教学要追求的教学目标之一。下面结合物理教学实际，分别介绍运用物理科学方法中的设疑提问方法、观察方法、实验方法、理想化方法来引导学生自主学习的做法。

1 运用设疑提问法引导学生自主学习

疑问是研究性学习的开端，通过设疑提问使学生形成物理学习目标，让学生掌握物理学习目标的形成方法，可以使学生有意识、有目的地去确定物理学习目标进行自主学习。同时，通过向学生提出疑问，激起学生探索物理世界的欲望，使学生对问题所涉及的物理知识有强烈的学习心理，从而达到促进学生自主学习的教学目的。在讲授新课之前，教师事先根据教学需要以及学生的心理、年龄特点向学生提出预设问题，设置疑问，让学生以疑问为指向，确定物理学习目标，主动去了解相关物理知识，并对教师将要教授的知识产生期待，促使学生形成自主学习意识。

例如，在讲授浮力之前，教师在课前提出思考问题“铁块在水中下沉，为什么同样用铁做的轮船却能漂浮在水面上？”引导学生通过教师提出的疑问确定浮力为物理学习目标，在课下主动通过其他渠道去获取浮力方面的相关知识，以便在随后的物理课上回答教师之前的提问，同时以问题为引，激起学生的认知冲突，产生学习兴趣，从而使学生对教师即将教授的新知识产生急切学习的心理。这样就使得学生在教师教授新课前，产生主动探寻问题答案的欲望，产生初步的自主学习意识。通过设疑提问方法引导学生确定物理学习目标，使学生在解决问题的过程中去主动获取知识，唤醒学生对物理知识的学习热情以及对物理问题的探索能力，有利于促进学生自主学习意识的形成，引导学生自主学习。

2 运用观察法引导学生自主学习

观察是人们对自然现象在自然发生的条件下进行考察的一种方法，是最基本、最古老、最直接的科学方法，是人们感知对象获得事实的一种研究方法和知觉活动。人类探索自然、利用自然的一切实践活动都离不开观察方法。在系统学习物理知识之前，学生的观察能力在日常生活中已经得到很好的锻炼，在真正开始学习物理知识之后，他们迫切地想通过物理课堂来解答其在日常生活中所遇到的物理问题。因此，在物理教学中，教师要做的是：鼓励学生对日常生活中发生在自己身边的物理现象多加留意观察，使学生的观察兴趣得到保持和发展，教师的鼓励和支持使得学生能够更加积极主动地去观察身边的物理现象，从而激发学生的物理学习热情，积极主动地投入到物理学习中去；对于超出学生自身物理知识储备范围的物理现象及问题，教师不要急于给出解答，更不要给予“这部分内容我们还没学到，在学过哪一章后才能解答”这样有可能会使学生的观察兴趣降低的回答，应引导学生继续从另一方面进行深入观察，并建议学生从相关或近似的物理现象进行观察，将学生所遇问题化为一连串由简到难逐步深入的小问题，使学生以简单问题为探寻基础，由简到繁，主动去探究更深层次的物理现象和问题，从而达到学生主动学习物理知识的良好教学效果。

例如，有些同学发现如果鸡蛋长时间浸泡在酱油中，蛋清的颜色会变成同酱油相近的颜色，而且吃起来也有酱油的味道，因此会对这一现象产生好奇和兴趣并主动向教师寻求解答。教师应不要立即为其解惑，应鼓励学生继续从生活中寻找相似的物理现象，并引导学生对比观察不同浸泡时间的鸡蛋其蛋清的颜色和味道有何不同，让学生有目的地去观察相关物理现象，使其在观察中自主寻求答案。又如，在讲授欧姆定律时，为了便于学生探究电流强度、电压和电阻三者之间的关系，将复杂的探究问题简化为两个简单的观察问题：让学生在整个电路电压不变的情况下，在模拟电路中观察电流强度与电阻之间的关系；然后，将电路中不变的量替换成电阻，观察电流强度与电压的关系；最后引导学生将观察结果进行归纳，总结得出欧姆定律。在物理教学过程中，有效运用观察法，在激发学生对物理知识的学习兴趣和学习积极性的同时，促使学生生成自主学习意识，在不知不觉中掌握了物理学习的科学方法，增加了学生学习物理知识的自觉性和主动性，有利于引导学生自主学习。

3 运用实验法引导学生自主学习

物理学是一门以实验为基础的自然科学。所谓科学实验，就是人们根据研究的目的，利用科学仪器设备人为地控制或模拟自然现象，排除干扰、突出主要因素，在最有利的条件下去研究自然规律的一种活动。认知心理学的研究表明，动作思维的操练直接制约着物理思维的发展。生动形象的物理实验往往会帮助学生理解记忆抽象的物理概念，能顺应学生的“好奇、好动、好玩、好胜”的心理，激发学生隐藏在内心深处的求知欲，促使学生踏上主动求索知识的道路。在讲授新课时，教师应尽可能地将新知识所涉及到的实验拿到课堂上来为学生演示，或变演示实验为学生实验，旨在尽可能地让学生参与到实验中来，让学生切身感受到物理实验的乐趣。同时，教师还应将学生带到实验室中去，让每个学生都有动手操作的机会，引导他们在实验操作中思考物理概念规律的产生过程，使他们的物理思维得到锻炼发展，激发他们对物理学的学习兴趣和动机，促使他们去主动探寻物理知识。除此之外，教师还应鼓励学生自己动手设计实验，引导学生运用实验法再现其在日常生活中所见的物理现象和过程，或是再现书中所描述的物理现象和过程。当学生再现物理现象和过程中遇到困难时，引导学生转换思维角度，用替代、对比、放大、等效、控制变量等实验方法来解决所遇困难，发展学生的思维能力和动手能力，使其在实验设计的过程中获得乐趣和满足，促使学生进一步探寻物理世界。

例如，在“串并联电路”这节中，教师将自己制作的简易电路板带到课堂上，为学生演示串并联电路实验，使学生直观明了地学习串并联电路的相关知识，使学生的听课注意力得到有效集中，提高教学效果，激发学生的学习热情。又例如，在“凸透镜成像”一节中，教师可以将学生带入到光学实验室中去，让他们动手找出成像规律并自制望远镜，既锻炼了学生的动手操作能力又发展了学生的学习兴趣。在例如，在上“声音的产生与传播”时，引导学生通过观察不同发声体发声时的现象，分析得出发声的共同特点为发声体发生振动，进而对发声体发声的原因进行猜测——发声体产生声音的原因是由于发生振动，让学生根据音叉振动发声时的现象设计实验来验证之前的猜测。大部分学生的实验设计方案通常为：敲击音叉并感受其在发声的同时是否在振动，并注意观察音叉发声停止后音叉的振动是否也随之停止。但是，由于音叉的振动比较微小不易观察，这时教师应启发学生采用其他的方法替代或放大音叉的振动效果，学生通过思考和探索最终决定将乒乓球用细线悬挂在音叉上，音叉振动时会对乒乓球产生力的作用使乒乓球发生摆动，将不易观察的音叉的振动转换为可观察的乒乓球的摆动，从而更好地完善实验设计，验证了之前的猜测。学生在教师的启发引导下设计并完成实验，使学生在设计实验的过程中获得成就感和满足感，激发学生的学习兴趣和学习愿望，发展学生的自主学习能力。

4 运用理想化方法引导学生自主学习

理想化方法就是借助于逻辑思维和想象力，有意识地突出研究对象的主要条件，完全排除次要因素和无关因素的干扰，在大脑中形成理想化的研究客体或相互联系，来探索物理世界内在奥妙的方法。理想化方法是一种抽象的物理科学方法，它在物理科学研究中占有重要地位。学生在中学物理课堂上所接触的物理研究对象，严格来讲都是理想化的物理模型。在物理教学中，教师应引导学生将所研究的物理对象理想化，排除干扰因素，从而使物理问题简单化，有效地降低了问题的难度，使学生更容易找到这些物理模型所遵循的规律，为学生以后解决复杂的实际物理问题奠定了一定的基础，为学生今后探索物理世界提供了一定的方法和途径，发展了学生的思维能力和学习兴趣，使学生的自主学习能力得到有效的发展。

例如，在学生刚刚接触运动的描述这一章时，由于学生考虑到物体受其大小和形状的影响，有可能其各部分的运动情况都不同，这使得学生在描述物体运动情况时产生了困惑。此时，教师应引导学生将其所描述的物理对象理想化，将其只看作为一个没有大小和形状的“点”，这样使得物理问题得到简化，化繁为简，使得学生能够很快地投入物理学习中去。又例如，当学生研究电子在电场中的运动情况时，引导学生将所研究的电子所处条件理想化处理，这样得到在电子不受重力作用的情况下，在电场力作用下的受力情况。再例如，高中物理必修1第四章中介绍了伽利略理想实验，引导学生阅读这段教材内容，使学生学会运用理想化方法处理物理对象，简化物理问题，从而从繁琐的物理分析中解脱出来，有效保持了学生的学习兴趣和学习热情。

通过物理科学方法教育使学生掌握一定的物理科学方法，学生以物理科学方法为物理学习的指导，有益于增加学生学习物理知识的自觉性，充分发挥学生在物理学习中的主体性，引导学生真正掌握物理学习的方法，而非限于单纯物理知识本身的学习。运用物理科学方法促进学生自主学习的途径远不止于此，还有待我们进一步的探索与研究。

参考文献：

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[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2009.8.

[3]杜玲玉.在中学物理教学中渗透科学方法教育的探究[M].四川：四川师范大学出版社，2010.

[5] 姜彭年，李爱华.促进自主学习和学生学习方式多样化的做法[J].中学物理学，2012，（8）：31.

（栏目编辑 李富强）