黃鄭鋒
摘 要:研究性學(xué)習(xí),它是以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題進(jìn)而解決問題的能力為基本目標(biāo)的自主學(xué)習(xí)模式。高中物理研究性學(xué)習(xí),它主要從“研究題型方法、研究經(jīng)典模型、研究二級(jí)結(jié)論”三方面來加以引導(dǎo),其目的是培養(yǎng)學(xué)生分析與解決物理問題的能力。研究性學(xué)習(xí)的自主性主要體現(xiàn)在學(xué)生課外的自主學(xué)習(xí),它可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)并掌握學(xué)習(xí)。研究性學(xué)習(xí)的效益性主要體現(xiàn)為豐富與完善學(xué)生的知識(shí)與方法結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)學(xué)生在一定的高度、廣度與深度來把握課程內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:研究性學(xué)習(xí);題型方法;經(jīng)典模型;二級(jí)結(jié)論
研究性學(xué)習(xí),它是以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題進(jìn)而解決問題的能力為基本目標(biāo)的自主學(xué)習(xí)模式 [1 ] 。能否開展有效的研究性學(xué)習(xí),它是學(xué)生學(xué)習(xí)是否進(jìn)入深層次角色的表現(xiàn)。前些年,研究性學(xué)習(xí)風(fēng)靡一時(shí),然而幾年后卻逐漸受到大多數(shù)學(xué)校的冷落,其主要原因是研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容與課程內(nèi)容相分離。當(dāng)新課程實(shí)施后,研究性學(xué)習(xí)幾乎被探究性學(xué)習(xí)所取代,因?yàn)樘骄啃詫W(xué)習(xí)的內(nèi)容就是課程內(nèi)容,而且適用于有限時(shí)間的課堂學(xué)習(xí)。必須指出,探究性學(xué)習(xí)是教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下的只注重過程而不重結(jié)果的學(xué)習(xí)模式,然而如果將課外的研究性學(xué)習(xí)與課程學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合,那么作為自主性與重結(jié)果特點(diǎn)優(yōu)于探究性學(xué)習(xí)的研究性學(xué)習(xí)模式,它對(duì)促進(jìn)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)仍有著重要的意義。
研究什么與怎樣研究是學(xué)生開展課程研究性學(xué)習(xí)的難點(diǎn)問題,因此它離不開教師的有效引導(dǎo)。本文就如何引導(dǎo)學(xué)生開展高中物理研究性學(xué)習(xí)活動(dòng),談?wù)剛€(gè)人的實(shí)踐與體會(huì)。
1 研究題型方法,啟導(dǎo)思維的流暢性
針對(duì)課程學(xué)習(xí)的效益,知識(shí)與技能水平是其顯性體現(xiàn),也是學(xué)業(yè)考查的主要內(nèi)容,尤其是作為未來學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),知識(shí)與技能是課程學(xué)習(xí)的基本目標(biāo)也是核心目標(biāo)。從知識(shí)與技能水平的體現(xiàn)形式來說,學(xué)生解決物理問題能力是課程學(xué)習(xí)效益的本質(zhì)內(nèi)涵。通俗地說,課程學(xué)習(xí)的落腳點(diǎn)是解題能力的形成。
解題能力不僅在于學(xué)生對(duì)物理概念與規(guī)律的理解,而且在于學(xué)生對(duì)題型與方法的把握。如“平拋運(yùn)動(dòng)問題”,它所涉及的知識(shí)有“平拋運(yùn)動(dòng)概念”與“平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”,涉及的方法有“運(yùn)動(dòng)的分解”與“數(shù)學(xué)解決物理問題”等方法,對(duì)于這些,學(xué)生都知道,但對(duì)于具體的問題情境,有些學(xué)生卻束手無策,這就是多數(shù)學(xué)生所說的“聽得懂而做不來”的典型表現(xiàn)。其實(shí),關(guān)于“平拋運(yùn)動(dòng)”問題,大致可以分為兩類,一類是“全過程問題”,另一類是“中間過程問題”。對(duì)于“全過程問題”,其解題思路是依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的有關(guān)公式建立數(shù)學(xué)關(guān)系式。對(duì)于“中間過程問題”,其解題策略是由“局部到整體”,解題思路是先對(duì)中間過程某時(shí)刻的速度進(jìn)行分解,然后再依據(jù)據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析有關(guān)問題。這就是學(xué)生在解題中對(duì)題型與方法的把握問題,因而它有必要引導(dǎo)學(xué)生開展有關(guān)的研究性學(xué)習(xí)。研究題型與方法,它對(duì)啟導(dǎo)學(xué)生解題思維的流暢性有著重要的作用。
關(guān)于題型與方法的研究性學(xué)習(xí),它是貫穿在整個(gè)高中課程學(xué)習(xí)中的不同階段,或某課題學(xué)習(xí)后,或單元結(jié)束,或模塊復(fù)習(xí)過程。如學(xué)完“力和運(yùn)動(dòng)”單元后,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生研究并歸納關(guān)于“力和運(yùn)動(dòng)”的題型與方法問題,如果學(xué)生能在題型與方法問題方面歸納出“平面上運(yùn)動(dòng)問題”、“斜面上運(yùn)動(dòng)問題”、“恒力作用問題”、“變力作用問題”、“瞬時(shí)作用問題”、“超失重問題”、“連接體問題”、“圖像問題”……等等,歸納的越多,研究就越深入,越全面,對(duì)解題的思路與方法把握就越深刻,解題的思維就越流暢,甚至能達(dá)到“看完題目就有思路”的效果。
關(guān)于題型與方法的歸納,傳統(tǒng)的做法是教師采用專題課教學(xué)形式并運(yùn)用講練結(jié)合的手段來引導(dǎo),這種教學(xué)實(shí)質(zhì)上是教師研究成果的展示。當(dāng)然,它對(duì)學(xué)生掌握題型與方法有一定的作用,但與學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)來提升解題能力的效果相比,卻有著質(zhì)的差異。
2 研究經(jīng)典模型,啟迪思維的深刻性
物理是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、相互作用過程與現(xiàn)象的課程,它所涉及的問題都離不開物體及其相應(yīng)的條件、狀態(tài)或過程,對(duì)于物體及其相應(yīng)的環(huán)境、狀態(tài)或過程,我們簡(jiǎn)稱為物理模型 [2 ]。如“勻變速運(yùn)動(dòng)”模型,研究對(duì)象是物體,條件是受恒力作用,過程是速度均勻變化。課程所研究的問題都是類似于這樣物理模型,物理試題是教材中物理模型的演變,因此引導(dǎo)學(xué)生研究物理模型是開展物理課程研究性學(xué)習(xí)的重要方面。
所謂經(jīng)典的物理模型,就是指那些能綜合多種知識(shí)且蘊(yùn)含著豐富的物理思想與方法的物理事件模型。如關(guān)于“力和運(yùn)動(dòng)”的“斜面模型”問題,它通常可以分為“物體靜置于斜面或勻速下滑”和“物體沿斜面勻加速下滑”這兩類情形,它所牽涉到的知識(shí)有“物體的平衡”、“速度”、“加速度”、“位移”、“重力”、“彈力”、“摩擦力”、“動(dòng)量”、“沖量”、“動(dòng)能”、“勢(shì)能”、“機(jī)械能”等幾乎是所有的力學(xué)概念知識(shí),所適用的物理規(guī)律有“勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律”、“牛頓運(yùn)動(dòng)定律”、“動(dòng)能定理”、“動(dòng)量定理”,而解決問題的物理思想與方法則為:分析物體的運(yùn)動(dòng)有“隔離法”,其中又包含著“等效思想”的力的多種分解方法。分析地面對(duì)斜面的作用可以是“隔離法”與“整體法”的綜合運(yùn)用,也可以轉(zhuǎn)化為超重與失重問題來處理。可以說,如果學(xué)生在對(duì)斜面模型問題的內(nèi)涵與方法有著深刻與全面的認(rèn)識(shí),那么他就基本掌握了解決所有力學(xué)問題的思路與方法。
引導(dǎo)學(xué)生研究經(jīng)典模型問題,不能僅依據(jù)試題中所涉及的問題,而要引導(dǎo)學(xué)生在試題問題的基礎(chǔ)上再拓展一步或延伸研究。如用繩子系著小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),試題中通常涉及的問題分析為通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的力學(xué)狀態(tài)。對(duì)此,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生研究分析下面兩個(gè)問題:(1)小球在其它任意位置時(shí)拉力大小的求算;(2)嘗試用圖像描述小球動(dòng)能隨空間位置的變化。對(duì)于問題(1),它涉及到向心加速度概念的擴(kuò)展與遷移運(yùn)用,同時(shí)又可以促進(jìn)學(xué)生較好地掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力分析方法,雖然超出課標(biāo)要求,但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性有著重要的意義。對(duì)于問題(2),它能強(qiáng)化學(xué)生用數(shù)學(xué)來解決物理問題的意識(shí)并提升數(shù)學(xué)解決物理問題的能力,思維的深刻性,也體現(xiàn)在物理問題的數(shù)學(xué)形式演繹方面。
3 研究二級(jí)結(jié)論,啟發(fā)思維的創(chuàng)造性
所謂“二級(jí)結(jié)論”,它指運(yùn)用物理概念與物理規(guī)律對(duì)具體的問題進(jìn)行分析而得到的通用性的結(jié)論稱為二級(jí)結(jié)論 [2 ]。如純電阻電路,內(nèi)、外電路阻值相等時(shí)電源輸出功率最大,即Pm=■。這個(gè)結(jié)論就是對(duì)于純電阻電路結(jié)構(gòu)模型而運(yùn)用閉合電路的歐姆定律、簡(jiǎn)單電路的電流、電壓、電阻特點(diǎn)以及功率概念并進(jìn)行數(shù)學(xué)形式的演繹而得到的結(jié)論,它適用于任何純電阻電路?!岸?jí)結(jié)論”是具體問題的本質(zhì)反映,因此掌握一定數(shù)量的“二級(jí)結(jié)論”,它可以加快解題思維的進(jìn)程。如“質(zhì)量相等的小球發(fā)生彈性碰撞兩者交換速度”的結(jié)論就可以簡(jiǎn)化彈性碰撞中兩個(gè)數(shù)學(xué)方程的具體解答過程。
引導(dǎo)學(xué)生研究“二級(jí)結(jié)論”,教師要交給學(xué)生研究的思路與方法。首先要求學(xué)生認(rèn)真審視解題結(jié)果或過程結(jié)論,分析它們是否具有某種特點(diǎn)。如下面問題:兩木塊中間用細(xì)繩連接,置于光滑的水平面上,在拉力F的作用下兩木塊做加速運(yùn)動(dòng)。對(duì)于兩物體所受的合力,可求得F1= F,F(xiàn)2= F,認(rèn)真審視,我們就可以發(fā)現(xiàn),它們所受的合力與本身的質(zhì)量成正比,這就是結(jié)論的特點(diǎn)。其次是研究結(jié)論的適用情形,通常采用逐步演變條件來分析。對(duì)于上述結(jié)論,條件的演變可按如下順序進(jìn)行:①兩木塊緊靠在一起;②水平面與兩木塊間存在摩擦力;③將水平面變?yōu)樾泵?,分別考慮有無摩擦情形;④將斜面變?yōu)樨Q直面,即向上提的情形。通過這樣的演變分析,我們就可以發(fā)現(xiàn)這四種情形都具有上述結(jié)論,這個(gè)過程的研究就是論證結(jié)論的通用性。其三是研究結(jié)論中有關(guān)因素的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵。上述結(jié)論中的F是合力,對(duì)于上面演變的四種情形,F(xiàn)必須是各種情形中系統(tǒng)所受的合力。
從上面研究性學(xué)習(xí)過程可以看出,在“二級(jí)結(jié)論”的通用性分析中,所體現(xiàn)的思維方式是類比或類推,即根據(jù)已知的事物的特征并采用演變的方式來探究新事物,進(jìn)而從新事物的探究中發(fā)現(xiàn)其奧秘,這就是思維創(chuàng)造性的體現(xiàn)。因此,引導(dǎo)學(xué)生研究“二級(jí)結(jié)論”是啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的良好方式或途徑。
前面已說過,物理試題是教材中物理模型的演變,這就是“二級(jí)結(jié)論”衍生的背景原因。事實(shí)上,不少的物理試題都隱含著某種“二級(jí)結(jié)論”。這種“二級(jí)結(jié)論”的普遍性決定了研究性學(xué)習(xí)的必要性。據(jù)此,引導(dǎo)學(xué)生研究“二級(jí)結(jié)論”是促進(jìn)學(xué)生學(xué)好物理的重要途徑。
就新課程三維目標(biāo)而言,研究性學(xué)習(xí)模式是“過程與方法”目標(biāo)的有效貫徹,而學(xué)生在研究過程中的經(jīng)歷與體驗(yàn)則是課程“情感態(tài)度與價(jià)值觀”目標(biāo)的構(gòu)建,作為實(shí)現(xiàn)課程學(xué)習(xí)的“知識(shí)與技能”目標(biāo),引導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí),其目的是培養(yǎng)學(xué)生分析與解決物理問題的能力。另外,研究性學(xué)習(xí)的自主性主要體現(xiàn)在學(xué)生課外的自主學(xué)習(xí),它可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)并掌握學(xué)習(xí)。研究性學(xué)習(xí)的效益性主要體現(xiàn)為豐富與完善學(xué)生的知識(shí)與方法結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)學(xué)生在一定的高度、廣度與深度來把握課程內(nèi)容。
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