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培养自主学习能力，提高物理课堂教学效率
【摘要】：培养自主学习能力是提高教学效率的一个重要措施。高中物理不应该是学生望而生畏的，而是越学越简单的，它的规律性极强，掌握学习物理的基本思路和方法，学会分析常见到的物理情景，轻松愉快的学习物理，调动学生学习物理的积极性，提高课堂教学效率。本文从增强学生学习兴趣，帮助学生总结学习方法的角度出发，谈了提高物理课堂教学效率的两种方法。一是以课本，以基本概念和规律教学为载体，使学生学会如何自主学习物理，轻松愉快的学习物理；二是培养学生建模能力，使学生学会用简化模型处理繁杂的实际问题。 【关键词】：高中物理教育 高效课堂 自主学习 物理模型 新课程标准
一、背景
随着新的《物理课程标准》的逐步深入实施，新的教学思想和教育理念都在逐步形成和发展。物理新课程标准中提出了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标，是新课程标准的一个重要特色，是全面实施素质教育、提高公民素质的重要方面，也是指导教师在教学过程中的具体要求和指导方针。
在教学过程中如何在有限的时间内落实三维目标，提高课堂教学效果，培养高素质的人才就是摆在各位教师面前的一个重要问题。物理新课程理念中要求教师必须精心设计教学过程，在提高课堂效率的同时将三维目标融入其中，使学生能够在亲身经历的过程中达到知识、能力、学习方法、价值观的同步发展，提高自身素质，适应时代发展的要求。新的课程理念要求学生能够学会学习，必须给予学生活动的空间、思维的空间。因此让学生主动参与课堂，是落实新课改的一个重要的措施。
在现代，知识翻新的速度让人应接不暇，学生在学校的几年内学习到的知识是不足以是其适应将来社会激烈的竞争，所以学生在学校期间除了学习基本的科学知识、科学方法、科学思想之外，更重要的是要学会如何学习。另外，高中学生学习的知识内容多而杂，而学习的时间有限，因此提高学生自学能力，使学生学会如何学习物理，是提高物理课堂教学效率的一个重要措施。
二、提高物理课堂教学效率的两点思考
提高课堂效率有很多手段，比如：充分备课——备教材，备知识，备教学方法，备学情，优化教学组织形式与方法；活跃课堂气氛，使学生积极参与到教学过程中来，为学生创设有效的学习环境；对教学进行反思，对不足之处改进，优秀的想法保留；培养学生良好的学习习惯等等。这些是每一位教师都应该时刻思考的问题。本文就在以上基础上结合物理学科特点提出关于学生高效学习，提高课堂教学效率的两点思考。
1、抓住课本，使学生学会如何学习物理基本知识
课本是学生学习的工具，也是知识的载体。如何高效的利用课本，是提高课堂教学效率的重要途径。
（1）从语法分析的角度来解读课本上物理概念和规律的文字
物理概念、物理规律的文字描述，是非常精炼的。在课堂教学过程中，引导学生从语法分析的角度来分析课本上的文字，是理解概念、规律的一种重要的方法，也是培养学生自主学习能力的基础。
例如机械运动的定义“物体的空间位置随时间的变化称为机械运动”，从整
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体上来看，“空间位置的变化”为主语，说明了“机械运动”是“空间位置的变化”，定语“物体”说明了研究对象，而状语“随时间”说明了这一变化需要一段时间，是一个过程。这样，就让学生明白了研究机械运动，首先要明确研究对象即“物体”，为“质点”概念的提出做了铺垫；其次要会描述一段时间、一个过程，为“时间、时刻”这部分内容打基础；再次“空间位置的变化”则引出了“路程、位移”的概念；还有“空间位置随时间的变化”中关于物体空间位置变化快慢的思考，则涉及到了“速度”的概念。这样就这一句话，基本上概括了第一章的大部分知识点，并且使学生对第一章的知识框架有一个清晰的认识。
再比如楞次定律“闭合回路中感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，学生理解非常困难，我们也可以从语法分析角度去理解。主语是“磁场”，谓语是“阻碍”，宾语是“变化”，通过对定语的理解，可以知道“磁场”指的是“感应电流产生的磁场”，阻碍的是“‘磁通量’的变化”，是“引起感应电流的‘磁通量’的变化”，至此，学生结合以前的知识，知道闭合回路中磁通量发生变化，会产生感应电流，而产生的感应电流会产生磁场，这个磁场反过来会阻碍原回路中磁通量的变化。这样，学生就比较容易且深刻理解“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”这种表述方式了。再比较分析并理解谓语“阻碍”并知道阻碍的几种方法，学生对楞次定律的理解困难得到化解。为学生进一步结合能量守恒定律理解楞次定律打下了坚实的基础。
在以上两例中，教师通过对物理规律和概念的语法分析教学方式，使学生学会如何去利用物理课本自主学习，理解课本上的基本概念和基本规律。培养主动、自主、终身学习的能力，同时提高物理学习效率，轻松学习物理。
（2）在课堂教学中利用类比的教学方法培养学生自学能力，提高学习效率 物理概念中很多概念具有高度相似性，通过课堂教学使学生学会利用类比的方法分析新碰到的概念，也是培养学生自主学习能力，提高课堂教学效率的途径。
例如“质点”和“点电荷”、“电场”和“磁场”等都是很好的关于理想化模型类比素材。还有利用比值法定义的物理量比如加速度a??vUF、E?、R??tIq等，通过类比使学生明白通过比值法定义出来的新物理量与原来的两个物理量均
无关， 有自己的物理意义。
在物理课堂教学过程中，渗透物理概念、物理规律常见的分析方法，使学生能够自己利用课本自学，使学生学习物理的过程中轻松和愉悦，是他们喜欢学习物理，而不是看见物理就觉得啃不动，这是提高课堂教学效率的重要的途径。
2、做好物理建模的教学，培养学生的建模能力 物理学是研究物质最广泛、最基本的运动形式的自然科学。自然界的现象都是相互联系，相互依存的。而物体间的种种相互联系，相互影响，不仅反映了物质间的必然联系的规律性，而且还反映了事物间存在的许多偶然性，这就使得我们所研究的问题相当复杂多元化。物理模型能具体、形象、生动、直观、深刻地反映出事物的本质和特征。正确物理模型思想构建有利于学生将复杂问题简单化、明了化，使抽象的物理问题更直观、更具体、更形象、更鲜明，突出了事物间的主要矛盾。
物理建模的教学能培养学生收集和处理信息的能力，培养学生独立思考，激发创新意识等学生综合应用所学知识的能力，能培养学生学习能力，使之能够适应时代的激烈变革和竞争，同时又能在高考中取得良好的成绩。一个有创造性的
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教师应帮助学生在自主学习的道路上迅速前进，教会学生怎样去认识和利用建模思想来存储和处理面对的信息，而不是简单的机械传递知识的工具。在当今素质教育体系中，师生关系将是“教学相长，师生共进”的转变和深化。在此过程中教师必须更换过去那种效率低下的题山题海的教育思想和教学观念，在向学生传授知识的同时，更要重视这个知识的构建过程，构建方法以及科学家们构建这种知识的历程，体会科学家们构建物理模型过程中的创新思维，体验知识构建过程中正确的、错误的道路以及科学家为了科学寻求真理进取精神和科学态度。在物理教学过程中，不管从促进学生主体性发展角度而言，还是从培养学生创新意识、创新能力而言，或者从培养学生终身性学习方法和习惯而言，都应该培养学生的建模能力。而物理建模教学就是提高课堂学习效率的又一个良好的途径。
（1）重视物理概念、规律的教学，培养学生的建模能力 物理概念、规律的建模过程是学生一进入高中就接触的内容，学生能不能“入门”，正确的在知识体系中建模就是其中的重点。那么，如何培养学生对物理概念、规律的建模能力呢？
利用实体映射影像构建模型。物理中的某些客观实体，如静放在水平桌面上的粉笔盒，引导学生观察它的各个点的运动情况和整个粉笔盒的运动情况，通过对比，构建出静态物体的模型；又如引导学生观察匀速运动的小车的各点运动情况与整个匀速运动小车的运动情况，通过对比构建起匀速运动的物体的模型；从而更进一步引导学生构建出“质点”这一重要的模型，进而引导学生认识清楚“质点”的意义，舍去物体的形状、大小、转动等性能，突出它所处的位置和质量的特性，用一有质量的点来描绘，这是对实际物体的简化。当物体本身的大小在所研究的问题中可以忽略，也能当作质点来处理。类似质点的客观实体还有点电荷、弹簧振子、单摆、理想气体、理想电表、原子结构等等都可以一步步的类化。
利用对比重主忽次构建模型。研究带电粒子在电场中运动时，引导学生利用“质点”建模思想，对研究对象进行受力分析，再引导其对受力对象进行所受的力对比，进而利用“抓住主要矛盾，忽略次要矛盾” 的辨证法思想，学生自会明白到因粒子所受的重力远小于电场力，可以忽略重力的作用，使问题得到简化。之后，学生会明白力学中的光滑面，弹性碰撞、电学中的匀强电场、匀强磁场等等，都是“重主忽次”的物体的条件理想化了。
对物理过程和物理状态构建模型。随着知识的递增，能力的提高和思维的成熟，同学们逐步有能力对力学中的自由落体运动、平抛物体运动、匀速直线运动、简谐运动、弹性碰撞；电学中的稳恒电流；热学中的等温变化、等容变化、等压变化等物理过程和物理状态进行模型构建。
对物理客观情景构建数学模型。客观世界的一切规律原则上都可以在数学中找到它们的表现形式。在建造物理模型的同时，也在不断地建造表现物理状态及物理过程规律的数学模型。当然，由于物理模型是客观实体的一种近似，以物理模型为描述对象的数学模型，也只能是客观实体的近似的定量描述。例如，在研究外力一定时加速度和质量的关系实验中，认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，这是我们采取简化计算的一种数学模型。单摆作简谐运动时，要求摆角小于10度才满足简谐运动的条件也是采取的简化计算的一种数学模型。
（2）重视物理实验的教学，培养学生的建模能力
实验演示和实验操作在物理建模教学中绝对不是可有可无，它能培养学生观察能力和思维能力，从而提高学生建模能力。
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要重视物理演示实验的教学。例如：自由落体实验，只有通过牛顿管试验，才具有最真实的说服力，使学生明白无误的知道，就是因为空气阻力作用才使得不同物体下落有快有慢，使学生正确的建立自由落体运动模型。运动的合成与分解试验，通过对蜡烛的运动轨迹以及蜡烛同时参与的两个分运动的观察，帮助学生理解运动的合成与分解，并进而深入理解矢量的平行四边形定则，构建处理矢量加法的模型。
要重视学生实验。例如：力的平行四边形定则使学生亲自通过实验验证了矢量的加法法则，才能在学习力的合成与分解时对平行四边形定则没有抵触情绪，真心去体会和理解矢量的平行四边形定则以及三角形定则。牛顿第二定律的探究实验、验证机械能守恒实验等都是协助学生在构建物理概念、规律的模型中必不可少的教学手段。
在教学过程中，一些手动模型的搭建是十分必要的。教师在教学时，让学生用手头现有的材料，构建物理情景，既方便，就锻炼学生动手能力和思维能力。比如在讲斜面问题的过程中，让学生把书本垫成斜面，向上拉橡皮或者向下拉橡皮，体会摩擦力的方向变化。传送带问题可以让两位学生合作，一个学生拿书本当做传送带，另一位学生拿橡皮作为物体，发生相对运动，建立传送带模型以及体会处理传送带类问题时摩擦力方向这一难点。单摆问题，可以指导学生制作一个简单的摆，通过演示理解单摆的运动和锥摆的运动区别，尤其是运动过程中力的区别，使学生切身体会单摆的受力特点和运动特点。其他还有细杆与细绳，在车上体验惯性等。即锻炼了学生的动手能力，也使学生知道生活中离不开物理现象，多观察思考，培养学生的学习兴趣。
在“物理建模思想构建”的建立和应用的过程中，要及时纠正学生的一些偏激理解：比如认为理想化不精确，脱离实际，对教师导出的某公式所采用的近似方法表示不可理解之类。我们要及时指出物理模型的特点和功能，使学生明确物理模型的科学性，明确物理模型的条件性。但由于客观事物具有多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，需要我们慢慢的去积累、去挖掘、去领会。采用理想化的物理模型来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于同学们去认识和掌握它们。进而建立起正确的物理构建模型思想，使学生对物理本质的理解更加细致深入，对物理问题的分析更加清晰明了。
由浅入深的帮助学生学会构建物理模型，是一个长期的过程，不可能一蹴而就，贵在课堂教学过程中的坚持和渗透。
使学生学会如何学习，在学生的大脑中渗透构建物理建模思想，是决定其今后成功的一个重要因素，同时也是我们培养具有创新思维的适应现代化建设人才的有效途径。这是一项长期而艰巨的工程，是学生终身受益的一种有效的学习方法，也是教师提高课堂教学效率的有效的方法。
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