探究式学习在“力的合成”教学中的尝试与反思

1、探究式学习在“力的合成”教学中的尝试与反思物理课程难教又难学，物理教师教起来不易，学生学起来也很吃 力，说明老师的教与学生的学之间存在着差异，也说明传统的教学方 式很难帮助学生有效地学习。许多研究者关于探究式教学进行了大量 研究，结果表明，探究式教学比较符合学生的认识和发展过程。在物 理教学中，科学探究将物理学科的探究本质与学生学习的探究过程有 机地统一起来，体现了物理教学的本质特征。学生从原有的认识出发, 积极参与解决问题、寻求答案的过程，真正成为探索物理世界的主体。 它与启发式教学有着本质的区别，启发式仍然将教师放在主体地位， 学生要靠教师来启发，因此往往造成启而不发的局面。科学探究可以激

2、发学生学习物理的内在动力，充分发挥学习的潜 能。在探究过程中，学生要明确研究的问题，自己收集和分析信息， 做出假设或预测；要在老师的指导下，在共同讨论证据、比较结论以 及把自己的结论和科学知识进行比较和建立联系的过程中，获得新的 观点和新的思维方式，主动地构建、修正或放弃自己原有的认识和解 释，从而扩展对科学的理解和认识。这个过程涉及到深层次思维过程 结构的重组和元认知意义上的建构，可以提高学生的质疑、推理和批 判性思考的能力，增强他们对口己学习的控制和责任感，从而更加有 效地学习物理。我带高一年级四个班物理课，一个基础不错的班（3班），三个 平行的普通班（4、5、6班）。结合高一学生的特点，

3、认真分析了 “验 证力的合成遵循平行四边形定则”这一堂实验课，我认为它具有以下 特点：1. 以实验为基础，有利于提高学生参与的积极性和主动性，容 易激发学生利用探究性学习完成本实验的积极性。2. 学生在初中已经学习了同一直线上力的合成及力的图示等有 关知识点，学生完成本节实验所需知识上的梯度不大，为学生利用探 究性学习方式完成本节课的实验奠定了知识基础，同时也为教学目标 的达成树立了信心。3. 这是学生进入高中阶段的第一个分组实验，此时开展探究性 学习实验有利于学生对高中阶段物理学习有一个全新的认识，同时也 为今后开展探究性学习开了一个好头。我认为可以利用这节实验课做探究性学习试验。为了对照，

4、安排 3、4、6班开展探究性尝试，5班则继续用传统教学方式。下面就是 我关于“力的合成” 一课探究性学习的过程分析和一些反思。根据探究性学习的一般流程，我初步确定“力的合成”分四节课 进行：第一节，准备与尝试；第二节，实验与研究；第三节，总结与 提高；第四节，巩固与练习。这里重点谈谈前三个环节，因为探究性 活动主要体现在这三个环节中。(-)自学与准备4班：铺垫基础知识后直接提岀最终目的，探究的梯度较大。(1)我先进行合力、分力、力的合成的概念讲解，复习同一直 线上二力的合成；指出如何判定是合力一看作用效果。为此举了两个 小孩和一个大人分别提一桶水的例子，以五人一组编为12组选出组 长；(2)提

5、出实验任务：如何判定合力一找出分力和合力的关系一 设计实验并写出实验报告一得岀结论一分析误差；学生分组学习，根 据提供器材设计实验，并通过尝试来完善(设计过程中，各组可以互 相交流)。实际上，许多组学生太急躁，没看儿分钟书，就开始动手, 准备不充分，导致后面困难重重。他们以为教师还会像初中那样提示、 讲解，再提示、讲解，没认真看书，盲冃操作。另外，不少学生从心 理上长期把实验当成是动手好玩的课，导致某些小组尝试的目的、方 向不明确，因而也难以完成有效的实验设计。还有两组学生自学开始 后，不知道本节课的任务是什么，原来他们在下面玩弄器材，当被告 知任务后，又发现这两组学生连力的图示这一初中知识也

6、没过关。以 上表明，开展探究性学习，首先要保证使学生有较扎实的知识基础和 较强的自我管理能力，否则探究性学习将成为空话。6班：与上个班不同的是，没有一步到位，而是要求学生先用力 的图示表示弹簧秤拉力，再验证同一直线上二力的合成，最后思考互 成角度两力的合成该怎么办。相比之下，这样降低了探究的梯度。由 于作了铺垫以及明确提出了比较基础和渐进的任务，学生的尝试效果 和任务完成较好，尤其是能明确运用力的图示完整表达拉力。可见， 即使是探究性学习，也不可难度过大，造成学生难以攀越的梯度，挫 伤学生的研究热情。3班，作为有较好的基础的班级，要求和4、6班一样，但也做 了力的图示表达拉力的铺垫。本班学生参

7、与度很高，同时遇到问题后, 能很快回到书本老老实实自学和商讨。小组合作学习的气氛较浓。但 是，当需要自主学习和探究时，该班学生也显得缩手缩脚，没有系统 思考和安排，缺乏独立分析和大胆质疑的意识。同样，在后面的活动 中，学生表现出了较扎实的知识基础和学习素养，也能较顺利地操作 实验，但在处理实验操作的细节和分析实验结果吋，并没有体现出更 多的创新之处，比起其他班并没有显示出与传统学习方面同样大的优 势。由此看来，创新能力和扎实的知识基础并不完全成正比，创新意 识和能力应该有相对独立的培养体系，值得我们研究和探索。（二）实验与研究课前收集了学生的实验设计，并了解他们的完成过程，发现由于 是第一次活

8、动，大多数小组成员缺乏互相协作，不知利用集体智慧互 补学习，有些学生用心探究，收获不少，有些学生不下功夫，没有学 到东西，交不出成果，在最后的总结中他们这方面的感触很深。从实 验设计报告来看，大部分小组基本完成任务，并较好地理解了力的合 成知识点；有两组交不出，因学生初中基础较差，跟不上高中要求； 有三个组目的不明确，敷衍了事，谈话后发现这部分学生没有明确的 学习目的和需求，缺乏自我管理能力。鉴于这种情况，我们一方面再 次强调了小组合作的重要性；另一方面我们还降低了探究的难度，课 内前10分钟做了注意事项点评，集中于规范操作和用力的图示表达 力两方面。实验屮比较明显的问题是：没有用力的图示表达

9、拉力，不 懂在比较“实际合力”和“用平行四边形法则作出的合力”时，除了 考虑大小还要考虑方向的偏差。（不少学生认为，所谓比较就是看大 小是否相同，合力与分力的关系应该是函数式，学生无法意识到二者 构成的平行四边形也是一种关系，而只有解决了这个问题，学生才能 较好地理解矢量是怎么冋事。）普通班以4班为例，有4组较好地完 成任务，4组基本完成任务，4组未完成。对比准备阶段，未完成的 组正是较差的儿组，其中第9组确实是知识基础太差（连力的图示也 做不好），而6班12个组基本完成任务，其中6个组做得较好。在 探究的实施进程中，有少部分学生的基本素质还较差，我做了一些比 较具体的指导。3班，基本操作规范

10、做得相对好些，在实验中走得更 远些，但面对这样的自主性学习，他们也难以顺利下手，结论也不是 太理想。（三）总结与提高在4、6班，我把各小组的成果张贴在教室后面，给学生一天的 互相交流时间，而后仍以小组为单位，要求必须从优点、不足、体会 三个方面分别点评本组与其他小组的成果。在随后的交流中学生们都 感到这是一种全新的学法：（1）以前都是教师整理好，学生做好笔记，大量做练习模仿，至 于为什么这样，很少思考，当然遇到问题变化，就不能迁移创新。通 过这样的学习，尤其是自己学习探究，没有了教师的过滤，没有了过 度依赖，不得不开动脑筋，真止知道了什么地方不懂，大致该怎么办。 知道学习必须靠自己主动，而且这

11、样学习印象深刻，知识不易遗忘， 实验过程也能较清晰地重现。（2）自我管理能力必须加强，否则容易荒废课堂学习时光。另外, 小组合作较差，使得效率较低。也有部分学生提到这种方式他们还是 不能适应，觉得头脑里的收获比较杂，不系统，没有以往学习轻松方 便。为此，我在第三节课结合学生的成果，进行剖析、对比、归纳， 对知识点做了系统、简要的讲解，并在最后1 5分钟又让学生开展了 一次小组合作学习：用作图法做出大小相等的两力夹角0分别为0。、 30°、45°、60°、90°、120°、150°、180° 时的合力，而后对 比归纳结论随9的

12、增大，合力大小的变化有什么规律？由于有了 探究性学习的经验,学生集体合作意识有了加强,学习效率提高了。 随后第四节巩固练习，学生也能较好地理解力的矢量性，并更好地运 用力的图示分析有关力的合成，把握“平行四边形法则”。（四）对比与分析5班采取传统方式：第一节课引入力的合成，第二节课实验验证, 从实验情况来看，学生按部就班地完成了。其优点是学生接受知识快, 师生均按部就班地教与学，花费课时较少，从作业层面看是比较好的。 但与开展了探究性学习的学生情况相对比，我们看到，在传统的学习 过程中，学生更多的是机械记忆知识，是在模仿教师分析问题的流程, 很难理解问题的木质，可以说是知其然而不知其所以然。学

13、生是否真 正理解“力的平行四边形法则”，师生是否发现教学中存在的问题， 这些则相当程度上被按部就班的流程和教师不厌其烦的提示讲解所 掩盖。这样的学习，学生学的知识在大脑中不容易扎根，也不容易迁 移，遇到较新的问题，往往下不了手。而且长期这样，学生会逐渐丧 失主动思考、独立解决问题的意识和能力，最终，教师不得不反复讲 解，费时又费力。我认为，传统学习过程在短期内快速而有效，长期 则因学生被动学习而使知识掌握不牢，这就需要反复讲解，其实效率 较低；而探究性学习短时看因准备工作多，探究耗时长，显得慢，长 期开展则因注重培养学生主动学习和探究的能力，更会促进学生学会 自我管理，自我学习，不断进步。本次

14、探究活动反思（一）教师应积极开展探究性学习，并鼓励学生积极参与探究性学习的活动中，学生积极开动脑筋，认真分析，通过亲自 进行方案设计、寻找资料、动手实验、交流成果等活动，培养了自主 学习，独立思考、综合分析对比的能力，培养了交流协作能力，初步 体验科学探索进程。整个活动中充分展现了自我，使我更深入地了解 了学生的基础知识、学习习惯和思维方式，有利于我在以后的教学中 更切合学生的实际，提高教学效益。探究式活动方式，使我更清楚地 看到了以前教学方式的优点和所掩盖的问题，促进我积极思考如何有 效地开展探究式学习，思考如何将传统式教学和探究式学习有机结合 起来，从而使教学产生更大的效益。由于学生的水平

15、参差不齐，学生 犯错是肯定的，应重视引导。要善于发现学生的任何闪光点，这样可 以让学生更多地体验到成功的愉悦，避免多次失败产生的消极心理影 响，更多地体验到学科学的乐趣，增强参与的刃气。（二）开展探究式学习，准备必须充分首先，应考虑课题的价值、活动的流程是否清晰，梯度是否合理、 循序渐进。在探究活动开始吋可以设置各种问题情境，引导学生发现 新的物理情境与已有知识的冲突所在，从而提出问题，并作出合理的 假设与猜想。学生对于科学探究的学习和对于科学知识的学习一样, 都应该由简单到复杂、循序渐进。其次，必须考查学生的知识基础是 否足以帮助他们达到活动的知识目标。为此，针对不同层次的学生， 我应做好相

16、关知识的铺垫，思考如何更有效地将探究性学习与传统教 学相结合，让更多的学生在开展探究性学习的过程中得到最大限度的 锻炼。对基础扎实、思维活跃的学生，应该适当加大研究难度，诱导 他们做更深层次的研究；对于知识基础差的学生，首先需要巩固知识 基础，其次在活动中应随时关注他们运用的知识是否正确；对于缺乏 自我管理能力的学生则应加强纪律管理和教育，严格督促。再次，建 立好小组合作学习的学习纪律机制，强调和培养学生集体合作意识， 确保小组人人动手，人人动脑，人人都有收获。关于这方面，我认为 需要从两方面加强工作：一是使学生明确小组合作探究学习的意义； 二是加强管理，合理分工，并追踪任务的落实情况，还应有相应的