自主趣味实验中自主学习能力的实践

1自主学习的意义及现状

自主学习(selfGregulatedlearning)是指学习者在一定程度上从元认知、动机和行为方面积极主动地参与自己学习活动的过程,这一过程可能需要有教师的引导、启发和扶持,但其核心是学生积极主动控从学生自主学习的内在与外在条件来说,绝大部分大学生具备充分的心理发展水平和知识储备,具有较好的内在学习动机,也就是“想学”,但学习策略欠缺,即在没有指导和帮助下,对既定学习任务缺少相应的问题解决策略,学习过程中的自我管理和监控不够,缺少相应的自主学习引领环境,遇到学习困难和干扰时意志控制维持不够,以致自主学习效果不佳.而一般说来,在学生学习的过程中,受到的引导、监督和启发越多,学生从中获得的学习经验就越多,就能更明确地意识、指导和调节自己的学习过程.现阶段,大学教师对学生自我学习的引领和指导不够,是造成这些问题的主要原因之一[5].

2自主趣味实验促进自主学习

2．1自主趣味实验的提出

自主学习既是一种学习活动,又是一种学习能力,这种能力的发展过程是从他主向自主不断转变的过程,这一过程中需要教师的有效引导,为学生创造一个有利于自主学习的环境尤为重要.大学中的自然科学多以实验为基础,很多理论规律的得出与应用都与实验密不可分.在传统大学教学过程中,常以教具、演示实验及生活实例为课程资源辅助理论教学,其课堂氛围和教学效果明显优于单纯的理论讲授,而引导学生根据所学知识进行自主设计和演示趣味实验,是提高学习兴趣、促进自主学习成效的又一个良好途径.自主趣味实验是指在教师的引导下,由学生运用所学知识、概念和规律,自主设计和演示一些实验现象明显、趣味性强的实验或小型科学玩具,或者对现有的实验及科技作品进行改进创新.实验作品强调自主性和趣味性.这些作品可以由学生在课堂上操作演示,也可以供学生课下交流切磋.整个过程符合青年学生对事物具有强烈好奇心和敏锐观察力的特点,易于使他们产生探究缘由的兴趣.在探索、操作和改进趣味实验的同时,强化了对理论知识及规律的理解,增强了学生的动手能力,发掘了学生的创造力,促进了自主学习能力的提高.

2．2自主趣味实验的独特教育功能

2．2．1趣味性强,激发探究兴趣在这种演示实验或科学玩具中,特别强调作品要有较强的趣味性,产生的科学现象一目了然又较为奇特,这就使实验有了较强的吸引力,激发了学生强烈的好奇心和探究欲望,引导他们进一步看明白、弄清楚现象背后的原理,这是传统教具和实验仪器所不能比拟的.学生在操作玩耍的同时,就是探究和学习的过程,寓教于乐,符合青年的认知规律,也符合自然科学以实验为基础的学科特点.2．2．2小巧简便,易于操作演示传统的教具和实验仪器大多结构复杂、精密,操作过程中不仅搬动困难,而且有较为严格的操作规范,有的甚至需要多人共同完成,因此往往由教师亲自操作演示或者指导学生操作完成,而自主演示实验或科学玩具,则不存在以上问题.它们一般结构小巧、操作简便、携带方便,科学原理和规律的应用清晰明了.因此,可以使学生轻松参与演示,探究机理.2．2．3探究空间广,利于科技创新传统教具和实验设备一般只能选择一些小型轻便的在课堂上演示使用,使用完毕后要按使用规定及时归回实验室,学生没有更多的时间操作演示和研究仪器本身,而自主设计和演示的趣味实验或科学玩具相对来说,就不受空间限制,普及性较强.它不但能在课堂上教室里发挥教学功能,更能延伸到课外,让每一个学生都有机会进一步看清结构、弄懂道理.一些结构小巧、制作简单的相对成本也比较低,甚至可以每人亲自模仿制作一套,随时随地自主学习探究,这也为学生之间相互讨论、共同学习创造了良好的氛围.2．2．4自主性强,培养综合能力实验作品由学生自主设计方案,现象明显、趣味性强,能集中体现科学知识和规律.这促使学生自主学习、准备阶段查阅相关实验和理论文献、弄懂科学原理,开动脑筋设计实验方案并分组讨论,也只有具有良好的小组协作能力,才能共同设计出演示效果好的实验作品.实验设计过程中出现的各种实际问题能够及时解决,并应用所学知识不断完善实验作品,这是一个对理论知识深入探讨、学以致用的过程.在传统的实验教学中,实验目的、原理、步骤甚至数据表格,都是给定的,限制了学生自主学习的开展,而自主设计调试实验作品,要学生自己用原理、做步骤、列表格,给他们提供了足够的自主学习、探究的机会[6].实验展示部分在课堂上进行,这对学生的实验操作能力、科学思维能力、语言表达能力、心理素质、临场应变能力、小组协作能力等都是一种检验和锻炼.可以说,自主趣味实验实际上就是为学生提供了一个小型科研平台,是对学生自主学习能力、沟通能力、合作能力、心理素质等多方面能力的综合锻炼.

3自主趣味物理实验的教学实践

3．1主要工作内容

我们在大学物理教学过程中,尝试实施了自主趣味实验和科学玩具的自主设计和演示,在提高学生自主学习能力方面取得了较好的效果.实施过程本着循序渐进的原则,主要做了以下几方面的工作.首先,由教师自主设计几个趣味性较强的实验,学期初在课堂上演示.一方面是直观地向学生说明应该怎样做,另一方面是抛砖引玉,调动学生参与其中的积极性.实践表明,学生探究意识很强,而且他们非常乐于接受这种方式.接着,布置课外任务,将班级学生每4~5人分成一个小组,每组经过讨论选定并负责一个题目,按规定时间在课堂上演示讲解8~10min.内容由自主设计趣味实验、自主设计科学玩具、现有科技作品的改进、较复杂系统的专题研究等几部分组成,学生可以自由选择.为了突出探究精神,避免学生认为只有复杂的问题才是要解决的,特别指出问题可大可小,但大问题要清楚,小问题要深入.任务布置后,先给学生一定的时间准备课题,然后对课题进行汇总,给出指导意见,再根据课题内容类别,安排与力学、热学、电磁学等大学物理教学内容相一致的时间段进行演示[7G8].学期末,对活动内容和每组表现进行总结,根据每组表现统计评价成绩(由其他组的学生进行即时评价),将评价结果计入期末平时成绩,并给予一定物质奖励.除了在日常教学中穿行自主趣味实验外,还积极指导积极性高、实验能力强的学生参与科技创新等活动,受到了动手能力较强学生的欢迎.

3．2趣味实验列举

下面列举一些学生自主设计或在原有基础上升级的物理趣味实验和科学玩具[9G10].3．2．1力学类回转滚筒:用易拉罐、橡皮筋、螺母等做成滚筒,将滚筒用力推出后,它能够自动回转.学生对现象感到好奇,进而思考自动回转的物理原理.让他们分析这个过程中动能与弹性势能之间的相互转化关系.同理可做成依靠回拉上弦获得动力的玩具汽车等.跟头虫:把小钢珠装入大小类似的胶囊中,将其放在硬板上,稍微倾斜硬板时,胶囊就会自动翻跟头.在观察到现象时,学生都感到很神奇,以为胶囊中有磁铁之类的东西.揭示其中的奥秘之前,可以先请学生猜测原因.3．2．2热学类蒸汽船:用易拉罐、毛细管、蜡烛等做成蒸汽船,加热毛细管时蒸汽喷出,船向前行.仅仅一根毛细管中的水就可以使船前进,观后学生为之惊叹.请学生分析其中的动量变化与守恒条件.3．2．3电磁学类魔棒:将大小相同的铝块和磁铁块分别放入竖直放置的金属铝管中,铝块能够自由下落,而磁铁块的下落速度远小于铝块.学生为此现象感到迷惑不解,想知道里面到底是怎么回事.提示学生利用学过的电磁感应原理,分析涡流的电磁阻尼现象及能量守恒问题等.进一步深入,请学生对仪器进行改进,以观察到磁铁块在铝管中的运动情况.3．2．4光学类立体漂浮魔镜:两面凹面镜组成底座和盖子,在底座内放入一物体后,可通过盖子上的圆孔看到稍大的物体的像,好似物体悬浮在圆孔之上,实验现象较为奇特.旋转式立体漂浮魔镜:在立体漂浮魔镜的基础上,在底座里加入旋转式投射灯,镜中的物体可以旋转,观察到的像就是动态立体的.

4实践的意义与感想

本文讨论了自主趣味实验在大学生自主学习中的独特功能,通过实际案例进一步说明,它不仅对理论教学是一种有效的辅助和补充,更重要的是引导和提高了学生的自主学习能力.这一过程中,学生的探索欲望和学习积极性得到了激发,在查找资料、设计并演示实验和随时解决实际问题的过程中,使他们拓展了科技视野,开拓了科学思维,提高了独立解决问题能力、科技创新能力、合作能力和自主学习能力等.同时,这样的教学活动,也是教学相长的过程.教师通过解剖玩具也在不断学习,丰富和提高自己,进而扩展教学思路、丰富课程资源,把科技玩具变成实验器材,还能把玩具的原理转变成习题,设计有趣的情境素材,促进课堂教学模式多样化.促进学生自主学习的方法还有很多,比如引导学生积极参与教学过程和讨论,增强教师和学生的互动性,在设计性、创新性实验教学方面为学生思考、探索、发现和创新提供充分的自由空间,引入课题项目竞争、实验设计竞赛等方法,增加学生竞争意识,激发学生的创新意识和自我效能感[11].总之,在学校教学中,教师应成为学生学习的咨询者、引导者、帮助者和促进者[12].培养学生的自主学习能力,促进学生全面发展,使学生形成终身学习的意识和能力,这才是教育的真谛所在.

作者：马书云 王慧 吴方平 刘翠翠 单位：中国人民理工大学