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“探究 ---- 建构”型物理教学的案例及分析(钱克斌)
  作者:钱克斌(安徽省无为县教育局教研室)   发布者:学科专家  发布时间:2012-06-05

    [摘要] :本文从探究 ----建构型物理教学的意义、模型及具体案例,谈谈自己实施探究----建构型物理教学的认识和体会:积极的学习情景、以学生为主体和合作学习分别是探究----建构型物理教学前提、基础和基本形式。

    探究 ----建构型物理教学是一种与新课改相协调的教学模型,它是以科学知识的建构主义为理论指导,以探究为基础,建构为目标的教学过程。20世纪80年代以来,以建构主义理论为指导,以探究性学习为基础的重构基础教育的课程已成为世界各国课程改革的突出特点,强调科学探究,不是不要建构知识,而是要把这两者有机地统一起来,从知识产生的本质来看,科学探究和知识的建构是一个统一体的两个侧面:强调科学探究是知识建构过程中外显性的可操作的侧面,同时应伴随着内隐性的思维活动过程,即学生认知结构的发展和建构。探究----建构型物理教学正是从理论和实践的结合上,探求科学探究与知识建构的统一途径,从而改变学生的学习方式与教师的教学行为,开辟培养学生创新精神和实践能力的科学道路。

    一、探究 ----建构型物理教学的实施

    新课程理念下的探究 ----建构型物理教学课堂教学的基本思路是:遵循学生的认知规律,以新课程理念为指导,积极的学习情景为前提,自主学习为基础,合作学习为形式,培养创新精神和实践能力为重点,构建教师导、学生学的教学模型。在教学结构上,主要体现在:教师首先要为学生创设一个自主学习的环境,引导学生自主探究,然后在教师指导下将情境、协作、交流等有机结合,完成对所学知识的建构。探究----建构型物理教学并不是一种固定的教学模式,只是的一个理论模型,在进行实际教学时,不仅要考虑学生的原有状况,其中包括认知、情感、技能等各个方面,还要考虑具体的课题和教学环境,为了便于利用这个模型来指导物理教学,本文设计了以学生为中心的探究----建构型物理教学的模型(图略)

 

    下面以二力平衡条件的实验研究的教学案例来说明运用上述模型进行教学设计的基本步骤:

    1.创设情景确定问题

    教师:在现实世界上有许多处于各种状态的物体,例如,耸立的高楼大厦,著名的比萨斜塔,倾斜后仍能复位的瓶子,倾斜后不能复位的砖块,怎么倾斜也不会倒下的不倒翁,怎么偏斜也总要回到最低点的摆(边讲边演示)。看了这些例子,你们能提出什么问题?

    学生:(议论提问)

    教师:在大家提出的问题中,有一个意义十分重大的问题,那就是物体在什么条件下保持平衡。这就是今天要研究的问题。我们将从最简单的情况开始 ----二力平衡条件的研究。

    (什么是平衡 ----略)

    2、开展探究活动(群体、交流、协作)

    2.1猜测:

    [猜测和假设都不是毫无根据的乱想,应当引导学生还原观察形成的表象。]

    教师:在实验之前,请同学们猜测一下,如果物体受两个力,在什么条件下才能平衡呢?

    学生议论:二力方向相反。

    (教师:猜测的根据是什么?学生:如果不相反,都朝一个方向推物体,物体就要运动。)

    学生:二力大小相等。

    (教师:猜测的根据是什么?学生:用大小不等的力推箱子,箱子将向力小的方向运动。)

    教师:是否就这两个条件呢?请看一下摆锤偏斜时的情况。摆锤受几个力?在什么情况下静止下来?

    [引导学生提出更多的假设]

    学生:两力在一条直线上。

    学生:……

    教师:这些猜想是否正确?请同学们用实验来一一加以检验。

    [整理猜想内容,提出实验的目的]

    2.2设计实验

    教师:为了研究上述猜想,你需要测量哪些量?需要什么材料?如何利用它们测量需要的量?和组里的同学讨论。在笔记本上简单写下方法,并介绍给另一小组的同学。

    (各组学生介绍自己的实验研究方案以及用到的实验器材,其他学生及老师解决难点,提建议,修正等)

    (在各组交换意见之后,教师根据学生的意见,确定一个总的实验思路及记录表格。)

    方案:(具体步骤由学生自己定)

    2.3依据实验设计,进行实验并记录数据

    实验装置:(略)

    学生进行实验操作:

    (根据实验设计的表格自定实验步骤,把实验结果填入表中。学生还可以把操作中出现的问题扼要地记在笔记本上。)

    3、收集信息(交流、评价)

    先由学生分析实验数据,总结出结论;再又教师和其他组的学生共同评价分析;最后教师和学生共同分析各组记录的实验数据:各组得出的结果是否一样?是否考虑实验的精确性?

    4、分析实验结果,形成结论

    交流各组结果,引导学生分析、综合前述研究,然后作出结论。

    结论:二力平衡条件是:二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。

    5、完善认知结构(知识、方法、应用)

    5.1进行组间交流,实施评估各组将自己所做实验的过程、结果相互交流,教师及时通过各组自评、他评的方式找出各环节成功之处或不足之处,进行改进修正。对存在的问题进行讨论,澄清思维上的不清晰认识,明确具体操作中容易出错的地方等。

    5.2运用二力平衡条件,解决问题,并提出新问题

    1)二力平衡条件可以在哪些方面得到利用?

    2)用弹簧测力计吊50g钩码,使钩码匀速上升或下降,观察测力计示数是否变化。为什么?若使钩码急速上升或下降,观察测力计示数是否变化。为什么?

    6、促进科学情感、态度、价值观

    二力平衡的条件的素材,还对学生起到一种暗示作用,自然之中的万物,都是相辅相成、和谐共存。学生通过这种隐形学习,应该懂得要爱护大自然,与大自然和谐共处” ,促进了学生的科学情感、态度、价值观的形成。

    二、对开展探究 ----建构型物理教学实践的认识

    1、积极的学习情景是探究----建构型物理教学的前提

    著名心理学家皮亚杰指出:只有学生的心理积极作用于环境,其认知发展才能顺利进行。只有当学生对情境的刺激进行同化和顺应时,其认知结构的发展才能得到保障。学生在学习过程中的情景,影响着对所学知识的建构,因此,教师在教学过程中应随时创设有利于学生学习的情景。

    在上述二力平衡条件的实验研究的教学案例中,教师通过比萨斜塔,倾斜后仍能复位的瓶子,倾斜后不能复位的砖块,怎么倾斜也不会倒下的不倒翁,怎么偏斜也总要回到最低点的摆等,在第一时间内把学生引入到要研究的物理情景之中,开启其探索的欲望,让学习者感到:咦!这么简单的现象,还会揭示什么深奥的道理?要探个究竟!让学生如骨鲠在喉,弓箭在弦,情动辞发。探究 ----建构型物理教学,应重视积极的问题情景的设计。积极的问题情景的设计过程,是激发学生大脑中原有的情感结构以及认知结构积极运作的前提,是学生的大脑皮层形成兴奋中心的有效触发剂;另外,学生的思维活动不是凭空产生的必须借助于外界的某种环境因素的刺激作用,而教师所创设的积极的问题情景,正是引起学生创造性思维活动的重要的外部条件,只有这样才能引起学生积极的情感投入,是学生对所学内容的进行意义建构的前提。

    2、以学生为主体是探究----建构型物理教学的基础

    在传统教学中,学生往往处于被动的客体地位,探究 ----建构型物理教学由于向学生赋权增能,学生不仅变成了教学的真正主体,而且更具有创造性与协作能力,以学生为主体的探究----建构型物理教学中必须注重以下几个环节:

    2.1确认学生主体

    探究 ----建构型物理教学的根本任务是发展学生,教学过程实质是引导学生的自主建构的过程。要做到这一点,就必须在课堂教学的方方面面落实学生的主体地位;而教师首先在观念上确认学生的主体地位,又是必要的前提。

    2.2立足学生实际

    探究 ----建构型物理教学要立足于学生个人的实际。因为要发展的是学生,所以教育就必须从每一个学生的实际出发;其次,学生的发展离不开他实际生活的环境,所以优化学生的外界环境,将有利于提高学生自主建构的质量。

    2.3遵循学生规律

    学生的自主建构也有它的客观规律,比如价值标准从他律到自律,思维领域从浅层到深层,活动范围从家庭到社会。教师要认真调查研究这些规律在学生身上的表现,科学地引导学生自我建构。在探究 ----建构型课堂上,教师要使教学真正成为教材结构(客体)和学生的认知结构(主体)的统一过程,而不是闭眼不看学生的实际认知水平和发展程度,主观盲目地走教案

    2.4给予学生条件

    探究 ----建构型物理教学中,要落实学生的主体地位,必须提供学生自主发展的条件。首先要给予学生主动发展的时间和空间。二力平衡条件,如果由老师串讲,只需三言两语,看来很省时间,但是学生自身没有得到发展,只有让学生独立思考,相互讨论,在老师的帮助下获得知识和能力,这时不但学生智能得到主动发展,更重要的是获得自信心,有了持续发展的动力。其次要给予学生安全的心理环境。对于未成熟主体的学生来说,安全的心理环境是由教师给的。在教师的眼里,应该是学生永远没有提问,而是只有求知欲,学生永远没有回答,而是只有尚未学会;对学生的回答,要延迟判断,学生回答有困难,允许停顿和反复,学生有了失误,尽量引导他自我矫正,学生任何一点点闪光,都会被老师及时发现。总之,学生心中确信不论遇到什么困难,在老师那里总能得到保护和激励,而不是讥笑与打击。

    2.5激发学生参与

    探究 ----建构型物理教学中的,特别注重学生发展的需要,鼓励他们探究讨论,相互切磋,找老师和同伴辩论,去图书馆收集资料,进社会大学寻根求源,这样的教育才能造就不但能生存,而且能发展的新型人才。

    2.6促进学生发展

    教师在探究 ----建构型物理教学中的根本任务是帮助学生主动发展,教学的注意的重点一定是在学生身上,注意学生现有的发展水平,注意学生在怎样主动发展,注意是什么障碍了学生的主动发展。

    3、合作学习是是探究----建构型物理教学的基本形式

    合作学习是指学习群体之间相互协作、会话,利用各种学习资源达到整个学习群体共同完成对所学知识的意义建构,在上述二力平衡条件的实验研究的教学案例中,通过学生主动的合作学习,通过自己的观察,学生在成功的快乐中完成了知识的同化和顺应过程,形成了新的认知结构。通过视觉、听觉的综合运用,学生最大限度地感受到了二力平衡的条件,因而学生的思维一直处于高度活跃状态,有利于知识的记忆和迁移。学生在交流讨论中获取知识,发现新问题,教师的任务不再是灌输知识而是提供问题的情境,以及必要的指导。学生在合作学习中学会合作,懂得个人与群体、社会的关系,学会尊重他人、适应社会。在学习的过程中,师生、生生之间建立了一种良好的合作关系,这种关系使课堂气氛活跃、学习轻松。

    总之,探究 ----建构型物理教学,是以学生为中心,在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,在科学探究的基础上,利用情境、合作、交流等学习环境要素,充分发挥学生的主动性、积极性和创造性,使之在探究过程中自觉地建构合理的知识体系,培养学生科学探究能力和创新学习能力,逐步形成科学态度和科学精神,提高学生的科学素养。

[主要参考文献]

1.查有梁等著《物理教学论》广西教育出版社199612月版。

2.廖百琴,张大昌著《物理课程标准解读》湖北教育出版社,2002

3.宋乃庆,等著.《中国基础教育新课程的理念与创新[M]》.北京:中国人事出版社,2002.

4.张建伟孙燕青著《建构性学习----学习科学的整合性探索》 上海教育 出版社,2002

5.郭玉英《探究----建构式教学初探》(《课程.教材.教法》2004年第1期)

 
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