摘要:本文從物理課堂教學(xué)中,在概念的形成過程中,物理規(guī)律(定理、定律)的發(fā)現(xiàn)中,在習(xí)題的引伸拓展中和在對(duì)實(shí)踐性內(nèi)容等方面進(jìn)行探究式教學(xué)分析。
關(guān)鍵詞:探究式;形成;發(fā)現(xiàn);拓展;實(shí)踐
中圖分類號(hào):G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-6148(2007)2(S)-0043-3
1在概念形成過程中進(jìn)行探究式教學(xué)
概念的形成是一個(gè)從具體到表象到抽象的過程。學(xué)生獲得概念的過程,也要經(jīng)歷一個(gè)從感性到理性、從具體到抽象、從知識(shí)到應(yīng)用的過程。對(duì)抽象概念的教學(xué),更要關(guān)注概念的實(shí)際背景和形成過程,通過學(xué)習(xí)物理概念的過程逐步學(xué)到探索客觀事件的科學(xué)方法。
例如在力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因概念的教學(xué)中,帶領(lǐng)學(xué)生做“伽利略理想實(shí)驗(yàn)”。依次探究:①小球在一定高度由靜止開始從一個(gè)斜面滾下,速度增大,有使其加速的原因。小球接著滾上另一個(gè)斜面,速度減小,有使其減速的原因;②第二個(gè)斜面越光滑,小球上升的高度越接近第一個(gè)斜面開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度,在第二個(gè)斜面上通過的距離越長;③若減小第二個(gè)斜面的傾角,小球在第二個(gè)斜面上通過的路程越長,但至多只能達(dá)到第一個(gè)斜面小球開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度;④設(shè)想第二個(gè)斜面變成水平面,小球則永遠(yuǎn)達(dá)不到原來的高度,那么小球應(yīng)該在這個(gè)水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)了。由此探究出:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。繼續(xù)探究:①為什么靜止物體推不動(dòng)?②在桌面上滑行的物體最后都要停下來?探究出原因——阻力的存在,以鞏固概念。
只要學(xué)生真正進(jìn)入探究知識(shí)的過程,就會(huì)提出這樣那樣的問題。實(shí)際上,真正的學(xué)生探究活動(dòng)過程就是由問題引起的。培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力可以貫穿于探究活動(dòng)的始終,自然地進(jìn)行。
2在物理規(guī)律(定理、定律)的發(fā)現(xiàn)中進(jìn)行探究式教學(xué)
物理規(guī)律是物理學(xué)科知識(shí)的核心,是聯(lián)系物理概念的橋梁,是物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的骨架。學(xué)習(xí)應(yīng)該是一個(gè)再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程,在物理規(guī)律的教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生置身于問題情景中,揭示知識(shí)背景,讓學(xué)生體驗(yàn)對(duì)一個(gè)新問題的研究過程,暴露思維過程,體驗(yàn)探索的真諦。
例如研究單擺的周期跟哪些因素有關(guān),首先提出探究問題:探究影響單擺的振動(dòng)周期的因素——擺球質(zhì)量、振幅、擺長之間沒有必然的聯(lián)系,不過可能都會(huì)影響單擺的周期。進(jìn)行猜想和作出假設(shè)——單擺的振動(dòng)周期可能與擺球的振幅、單擺的擺長、擺球的質(zhì)量、擺球的重力有關(guān)。但很少學(xué)生猜想擺的振動(dòng)周期與重力加速度有關(guān)。其次引導(dǎo)探究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——控制變量法,并以此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,歸納出所需的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟和待測的物理量。請(qǐng)同學(xué)們分組討論,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。分發(fā)儀器,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。分析與論證——學(xué)生分析,進(jìn)行觀察,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:與猜想進(jìn)行比較并作出解釋,啟發(fā)學(xué)生評(píng)估各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)擺的振動(dòng)周期特點(diǎn):①偏角較小時(shí),擺的振動(dòng)周期跟振幅大小無關(guān);②擺的振動(dòng)周期跟擺球質(zhì)量無關(guān);③擺的振動(dòng)周期跟擺長有關(guān),擺線增大周期變大,擺線縮短周期變小。
依據(jù)科學(xué)探究理論,引導(dǎo)學(xué)生重走一遍科學(xué)家探究之路,使學(xué)生在以下幾個(gè)方面有所體會(huì):第一,物理研究并不神秘,我們每個(gè)人都可以開展物理學(xué)研究;第二,我們今天的研究工作是粗糙的,真正的物理學(xué)研究更精確、更完備,但其基本的思路是一樣的;第三,這樣一種研究方法不僅在物理學(xué)中是可行的,在其他學(xué)科中也是可行的。著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。
3在習(xí)題的引伸拓展中進(jìn)行探究性教學(xué)
物理習(xí)題是實(shí)際物理問題、物理現(xiàn)象的科學(xué)簡化、科學(xué)抽象和理想化模型。在物理習(xí)題教學(xué)中,既要梳理知識(shí),又要講究一定的方法,從而可以不斷提高知識(shí)的遷移和應(yīng)用的能力。
3.1發(fā)散探究讓學(xué)生帶著問題探究,學(xué)生創(chuàng)造性思維的變通程度就決定著探究的深度。探究的結(jié)果來自不同層次的思維。
例在進(jìn)行曲線運(yùn)動(dòng)的教學(xué)中提出這樣的探究問題:一個(gè)處于平衡狀態(tài)的小球,當(dāng)撤去其中一個(gè)力的作用,則小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)?
3.2變式探究在習(xí)題教學(xué)中,通過對(duì)習(xí)題的變化改造,能對(duì)學(xué)生的思維能力的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用。
例如圖1所示為車站使用的水平傳送帶裝置的示意圖,繃緊的傳送帶始終保持3.0m/s的恒定速率運(yùn)行,傳送帶的水平部分AB距水平地面的高度為h=0.45m?,F(xiàn)有一行李包(可視為質(zhì)點(diǎn))由A端被傳送到B端,且傳送到B端時(shí)沒有被及時(shí)取下,行李包從B端水平拋出,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。
(1)若行李包從B端水平拋出的初速v0=3.0m/s,求它在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和飛出的水平距離;
(2)若行李包以v0=1.0m/s的初速從A端向右滑行,行李包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,要使它從B端飛出的水平距離等于(1)中所求的水平距離,求傳送帶的長度應(yīng)滿足的條件。
探究1在(2)問中,產(chǎn)生的熱量是多少?
探究2在(2)問中,帶動(dòng)皮帶的電動(dòng)機(jī)需要多提供的能量?
探究3若行李包以v0=1.0m/s的初速從A端向右滑行,行李包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,它從B端飛出的水平距離與傳送帶的長度的關(guān)系?
探究4行李包以v0=1.0m/s的初速從A端向右滑行,行李包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,L=2.0m,則它從B端飛出的水平距離與傳送帶的速度有什么關(guān)系?
探究5行李包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20,L=2.0m,則它從B端飛出的水平距離與行李包從A端向右滑行的初速有什么關(guān)系?
教學(xué)中有意識(shí)地讓學(xué)生進(jìn)行多角度變式探究,可以克服思維定勢對(duì)學(xué)生的影響,訓(xùn)練學(xué)生思維的流暢性、變通性、獨(dú)特性,從而提高學(xué)生發(fā)散思維的能力。
4對(duì)實(shí)踐性內(nèi)容進(jìn)行探究式教學(xué)
教師應(yīng)盡可能多地從學(xué)科和生活中選擇或設(shè)計(jì)具有實(shí)踐性的研究問題,提供或發(fā)現(xiàn)問題為背景,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,通過采用類似于科學(xué)研究的方法主動(dòng)探究、發(fā)現(xiàn)、獲取知識(shí),解決問題,在實(shí)踐中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。例:學(xué)習(xí)了彈力后,可以讓學(xué)生自主探究彈簧的彈力與伸長量之間的關(guān)系。
既重視書本知識(shí),也重視生活、實(shí)踐(實(shí)驗(yàn))中的知識(shí),探究活動(dòng)可以從課內(nèi)延伸到課外,從校內(nèi)延伸到校外,教師應(yīng)注意啟發(fā)學(xué)生探究的積極性,培養(yǎng)他們自主探究的意識(shí)和能力。
總之,科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo),又是重要的教學(xué)方式之一,在探究式教學(xué)中,教師應(yīng)把握科學(xué)探究的本質(zhì),將科學(xué)探究的思想體現(xiàn)在具體的教學(xué)方式和方法之中。
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(欄目編輯陳潔)