朱海舟

實(shí)驗(yàn)探究是一種在教師引導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成的發(fā)現(xiàn)知識(shí)過(guò)程的活動(dòng).新課程理念下的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)是以學(xué)生為中心,以學(xué)生的主體實(shí)踐活動(dòng)為基礎(chǔ),以學(xué)生的探究學(xué)習(xí)為主體,以學(xué)生素質(zhì)提高為目標(biāo)的教學(xué)過(guò)程.

《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式三個(gè)方面對(duì)科學(xué)探究進(jìn)行了闡述,提出“物理課程應(yīng)改變過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳承的傾向,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識(shí)”.物理課程改革需要培養(yǎng)生動(dòng)活潑、主動(dòng)發(fā)展的個(gè)體,提倡學(xué)生自己探索和發(fā)現(xiàn)知識(shí).實(shí)驗(yàn)探究能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生通過(guò)自主探究學(xué)習(xí)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題,體現(xiàn)基礎(chǔ)教育課程改革的要求和物理新課標(biāo)的理念,是當(dāng)前物理教學(xué)改革的方向.

新課程要求我們大刀闊斧、義無(wú)反顧地將作為初中物理課改重要內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)推行下去,但作為改革執(zhí)行者的一線教師卻面臨以下兩方面的問(wèn)題:

1.以考核“雙基”為主要內(nèi)容的中考評(píng)價(jià)機(jī)制與新課程改革同時(shí)存在,中考的指揮棒時(shí)刻把我們的課堂向應(yīng)試的道路上導(dǎo)引,實(shí)驗(yàn)探究演變成了“轟轟烈烈走過(guò)場(chǎng),回頭再把實(shí)驗(yàn)講”的奇怪現(xiàn)象.

2.沒(méi)有在科學(xué)理論指導(dǎo)下較為成功的切實(shí)可行的模式可供借鑒和參考,教師在開展實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)實(shí)踐時(shí)感到過(guò)程(探究)和目標(biāo)(應(yīng)試)脫鉤,無(wú)所適從.

為了在“探究”和“應(yīng)試”中尋找一個(gè)平衡點(diǎn),進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一,筆者從課堂教學(xué)實(shí)踐的層面上就初中物理實(shí)驗(yàn)探究的幾種常見教學(xué)模式作些探討:

對(duì)剛開始學(xué)習(xí)物理的初中生來(lái)說(shuō),雖然抽象邏輯思維在個(gè)體的智力發(fā)展中開始占優(yōu)勢(shì),但此時(shí)的邏輯思維還需要經(jīng)驗(yàn)的支持,因此教學(xué)中應(yīng)該從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象引入概念,讓學(xué)生通過(guò)“提出問(wèn)題——猜想與假設(shè)——制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)——分析與論證——評(píng)價(jià)——交流與合作.”等科學(xué)探究環(huán)節(jié),在具體的實(shí)踐過(guò)程中構(gòu)建知識(shí).但由于受課堂時(shí)間,學(xué)生知識(shí)水平等因素的限制,不可能在一個(gè)單位課時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)探究的全部環(huán)節(jié),筆者經(jīng)過(guò)大量教學(xué)實(shí)踐逐漸摸索出一套以全體學(xué)生為對(duì)象,以循序漸進(jìn)的發(fā)展為目標(biāo),以重點(diǎn)環(huán)節(jié)為突破口的物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式.

一、“發(fā)現(xiàn)——探索”模式

“發(fā)現(xiàn)——探索”模式的主要特征是:學(xué)生通過(guò)對(duì)教師精心設(shè)置的問(wèn)題情境(現(xiàn)象或材料)的觀察和分析,從而在問(wèn)題情境中產(chǎn)生疑問(wèn),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出問(wèn)題,對(duì)問(wèn)題的答案形成猜想與假發(fā).這種模式充分利用青少年好動(dòng)心理特征的正面效應(yīng),通過(guò)情景產(chǎn)生好奇心,用趣味啟發(fā)學(xué)習(xí)興趣,最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且轉(zhuǎn)化成學(xué)生積極求知的驅(qū)動(dòng)力.

案例一:《研究電磁鐵》

利用視頻情景引入:電影《透明人》的片段——女主角拆下鐵門內(nèi)側(cè)的鐵把手,利用心臟起搏器的直流電源等工具自制成一個(gè)粗陋的電磁鐵把鐵門外側(cè)的鐵栓吸住并拉開,成功進(jìn)行自救的全程.視頻播放完畢后,學(xué)生已表現(xiàn)出制作電磁鐵的強(qiáng)烈欲望.設(shè)置問(wèn)題:“根據(jù)電影中提供逃生時(shí)的情景,你能提出一個(gè)什么物理上的問(wèn)題?”學(xué)生能圍繞電磁鐵提出問(wèn)題“主角用什么打開鐵栓?”等.再設(shè)置問(wèn)題“你認(rèn)為要制作一個(gè)電磁鐵,需要什么器材?”學(xué)生在視頻情景中得到提示,從而對(duì)教師提出的問(wèn)題有一個(gè)合理的回答.利用“發(fā)現(xiàn)——探究”模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),第一,要選擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo),確定要解決的問(wèn)題.第二,如果作為情境材料的是演示實(shí)驗(yàn),教師要保證操作熟練、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象突出,一次成功.第三,教師要善于選擇達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的策略、手段、方法,把握和控制教學(xué)過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考和分析、歸納結(jié)論.

二、“過(guò)程——體驗(yàn)”模式

“過(guò)程——體驗(yàn)”模式的主要特征是:在教師合理的參與下,調(diào)動(dòng)學(xué)生的情感、知覺(jué)、思維、注意等一系列心理功能共同主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,雖然學(xué)生的探究過(guò)程也許沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,但這種身臨其境的成功或失敗的體驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,增長(zhǎng)他們的才干.

案例二:《探究電磁鐵的磁性和哪些因素有關(guān)》

在案例一中,學(xué)生制作出電磁鐵后,繼續(xù)進(jìn)行對(duì)影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素的探究.這時(shí)教師提出“請(qǐng)想辦法增大電磁鐵的磁性,使之能吸引更多大頭針.”教師并沒(méi)有限定學(xué)生對(duì)電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小、與線圈匝數(shù)兩個(gè)因素進(jìn)行探究.在這個(gè)開放式探究性實(shí)驗(yàn)中,能力強(qiáng)的小組能根據(jù)書本的提示進(jìn)行多角度的探究,一般能力的小組或者只能探究其中一個(gè)因素.但即便學(xué)生只能通過(guò)改變學(xué)生電源的輸出電壓得出“電壓越大,電磁鐵的磁性越強(qiáng)”的結(jié)論,不能得出電磁鐵磁性強(qiáng)弱本質(zhì)是與電流的關(guān)系,也是成功的.

利用“過(guò)程——體驗(yàn)”模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究教學(xué),要根據(jù)課程和學(xué)生思維的發(fā)展,提出準(zhǔn)確的問(wèn)題,再將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn),要力求簡(jiǎn)單,重點(diǎn)突出,現(xiàn)象明顯.要讓學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案(不一定是完整的書面的形式),教師要設(shè)置好思考的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中思索、歸納結(jié)論.“過(guò)程——體驗(yàn)”模式常用于物理概念和物理規(guī)律的教學(xué),老師要通過(guò)學(xué)生的操作過(guò)程反饋出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況,及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度,改進(jìn)教學(xué)方法,幫助學(xué)生改正錯(cuò)誤.

三、“問(wèn)題——解決”模式

“問(wèn)題——解決”模式是:以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)力,以培養(yǎng)提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力為主要學(xué)習(xí)目標(biāo)的教學(xué)模式.教師根據(jù)教學(xué)的計(jì)劃和目標(biāo),以及學(xué)生掌握的知識(shí)提供一定的材料,設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)問(wèn)題(任務(wù))讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(一般為一課時(shí))完成.

案例二:《開關(guān)在電路中的應(yīng)用》

利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)電路,使得L₁、L₂、L₃三盞電燈并聯(lián);開關(guān)S₁同時(shí)控制三盞燈;開關(guān)S₂同時(shí)控制L₁、L₂;開關(guān)S₃同時(shí)控制L₂、L₃.要求:畫出電路圖并按電路圖連接電路.(提供的器材:學(xué)生電源、導(dǎo)線20條、燈座3個(gè)、燈泡3個(gè),開關(guān)3個(gè))

“問(wèn)題——解決”模式和以往按給定的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的做法有本質(zhì)區(qū)別.在問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)后,學(xué)習(xí)者就會(huì)發(fā)現(xiàn),要解決好這個(gè)問(wèn)題除了應(yīng)用他們已掌握的知識(shí)外,還需要學(xué)習(xí)一些新的知識(shí).當(dāng)解決問(wèn)題所必備的知識(shí)掌握后,學(xué)習(xí)者就開始著手解決目標(biāo)問(wèn)題,但在解決問(wèn)題的過(guò)程中需要整合原來(lái)已有的知識(shí),并在此基礎(chǔ)之上發(fā)展出新的知識(shí).有時(shí)候,一個(gè)問(wèn)題的解決又會(huì)引發(fā)另外一個(gè)或一些問(wèn)題,于是,循環(huán)往復(fù),學(xué)習(xí)者在不斷出現(xiàn)的新問(wèn)題的解決過(guò)程中重新整合和自主建構(gòu)自身的知識(shí),促使自己的知識(shí)與能力也螺旋式提高.

四、“交流——合作”模式

“交流——合作”模式是:將課堂教學(xué)組織成一個(gè)完整的相互作用的系統(tǒng),由教師或?qū)W生提出問(wèn)題,并在學(xué)生與學(xué)生之間,老師與學(xué)生之間進(jìn)行交流、溝通、討論.該模式側(cè)重于促進(jìn)學(xué)生主體意識(shí)的形成,掌握與人溝通的技巧,培養(yǎng)合作精神.

案例四:《探究滑動(dòng)摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)》

由教師或?qū)W生提出一堂課總課題下的若干子課題,如:

1.滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸面積大小的關(guān)系

2.滑動(dòng)摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系

3.滑動(dòng)摩擦力的大小和運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系

4.滑動(dòng)摩擦力的大小和壓力大小的關(guān)系

將班級(jí)的學(xué)生分為若干小組,由教師指定或小組自主選擇一個(gè)子課題進(jìn)行探究.最后通過(guò)小組中、小組間學(xué)生的交流討論,以及師生間的互動(dòng)得出正確的結(jié)論.

“交流——合作”模式,使學(xué)生由被動(dòng)聽講轉(zhuǎn)為主動(dòng)參與,主動(dòng)進(jìn)取,學(xué)會(huì)多角度地分析物理問(wèn)題和現(xiàn)象,學(xué)會(huì)在合作互動(dòng)中學(xué)習(xí).

“交流——合作”模式為學(xué)生自由表達(dá),發(fā)表獨(dú)特見解提供了一個(gè)平臺(tái),學(xué)生在民主、活躍、熱烈的課堂氣氛中交流經(jīng)驗(yàn),探討、剖析滲透在知識(shí)和問(wèn)題中的觀念、思想、思維方法,形成競(jìng)爭(zhēng)交流機(jī)制.學(xué)生在與他人的合作學(xué)習(xí)中,逐漸學(xué)會(huì)流暢且正確地表達(dá),學(xué)會(huì)傾聽,尊重他人意見.不斷樹立信心,增強(qiáng)與他人溝通的能力.

五、“時(shí)空——拓展”模式

“時(shí)空——拓展”模式是:由于課時(shí)限制,課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)設(shè)備的限制,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中有很多的新想法,感興趣的知識(shí)或超出初中課標(biāo)要求的知識(shí),教師在課堂上無(wú)法一一解決,滿足學(xué)生的需要.因此把探究性實(shí)驗(yàn)延伸到課外,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外探究,以滿足不同學(xué)生的要求,開拓各個(gè)層次的學(xué)生實(shí)踐技能.

案例五:以下實(shí)驗(yàn)可供學(xué)生在家自主探究

《制作電動(dòng)機(jī)》、《測(cè)量自己登樓功率》、《測(cè)量學(xué)校到自己家的距離》、《測(cè)量家庭用電器的電功率》、《判斷未知磁體的極性》、《測(cè)量電池組電壓》、《水火箭》等.

不同的教學(xué)內(nèi)容,不同的教學(xué)階段,不同的教學(xué)目的,可選擇不同的教學(xué)模式,但在實(shí)際的課堂教學(xué)中不管采用何種模式都應(yīng)遵循以下的教學(xué)原則:

1.鼓勵(lì)性原則——教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生的探究創(chuàng)新活動(dòng),給予學(xué)生的探究成果以應(yīng)有的肯定,這是培養(yǎng)學(xué)生自信心的基礎(chǔ),是學(xué)生繼續(xù)創(chuàng)新的發(fā)展動(dòng)力,同時(shí),教師應(yīng)在學(xué)生探究過(guò)程中遇到困難時(shí),給予具體的指導(dǎo),使學(xué)生能比較順利地參與科學(xué)探究活動(dòng),讓學(xué)生更多地體驗(yàn)到成功的愉悅.

2.及時(shí)性原則——及時(shí)地對(duì)學(xué)生的探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),使學(xué)生看到成績(jī),提高探索學(xué)習(xí)的興趣,增強(qiáng)參與的勇氣.

3.因材施教原則——教師應(yīng)公平地對(duì)待每一位學(xué)生,喚醒學(xué)生的自我認(rèn)識(shí).美國(guó)教育家布魯姆的“掌握學(xué)習(xí)”理論認(rèn)為,只要教師提供足夠的學(xué)習(xí)時(shí)間和適當(dāng)?shù)膸椭?95%的學(xué)生都能夠達(dá)到確定的全部教學(xué)目標(biāo).

4.循序漸進(jìn)原則——科學(xué)探究的學(xué)習(xí)和科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)一樣,都應(yīng)該由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,循序漸進(jìn).

小結(jié):本文通過(guò)對(duì)新課程理念下初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的探討,從而發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)律,建立適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教學(xué)模式.由于學(xué)生需求不同,不同類型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容不同,指向不同的教學(xué)目標(biāo),不同的教學(xué)工具提供不同的可能性,因而不存在適用于一切教學(xué)環(huán)境的最優(yōu)教學(xué)模式.教師需要掌握一系列適用于不同教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、對(duì)象的各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,才能創(chuàng)造出有效的教學(xué)環(huán)境,突破“知識(shí)積累”教育觀的束縛.在實(shí)際教學(xué)中取得最佳教學(xué)效果.

(責(zé)任編輯:易志毅)