《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》明確提出要“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力”。注重科學(xué)探究,不僅是新課程的基本理念之一,也是新課程的重要目標(biāo)和內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)之一。
從學(xué)生角度,科學(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方式,學(xué)生在科學(xué)探究活動(dòng)中通過經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)相似的過程,學(xué)習(xí)物理知識和技能,體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣,學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法,領(lǐng)悟科學(xué)思想和精神。因此,在課堂內(nèi)進(jìn)行探究式教學(xué),應(yīng)以教材內(nèi)容為載體,充分挖掘教材中有用的素材,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
一、積極創(chuàng)設(shè)問題情景,激發(fā)學(xué)生自主探究
在探究性的教學(xué)思想的指導(dǎo)下,教師通過創(chuàng)設(shè)挑戰(zhàn)性的問題,提供必要的背景,演示生動(dòng)的實(shí)驗(yàn),多媒體展示有趣的課件等情境,讓學(xué)生在自由、寬松的氛圍中走進(jìn)物理世界,在愉悅的環(huán)境下通過獨(dú)立思考或合作學(xué)習(xí)等方式獲取物理學(xué)知識,這樣的學(xué)習(xí)方式無疑是有意義的和有效的學(xué)習(xí)。例如,在學(xué)習(xí)“白光是復(fù)色光”這一節(jié)知識時(shí),教師可以向?qū)W生提出這樣的探究問題——白光通過棱鏡后形成的光譜是棱鏡本身產(chǎn)生的還是白光本身就是由七種單色光組成的?棱鏡的作用到底是什么?學(xué)生在探究過程中不僅會(huì)理解復(fù)色光的概念,同時(shí)探究過程與結(jié)果必定會(huì)使他們感到愉悅,因?yàn)樗麄兊奶骄窟^程與三百多年前的牛頓進(jìn)行的科學(xué)探究在本質(zhì)上是一致的。所以,教學(xué)中教師要善于引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)情境中發(fā)現(xiàn)問題,有針對性地展開討論,提出解決問題的思路,使學(xué)生得到全面發(fā)展。
二、通過科學(xué)訓(xùn)練,學(xué)會(huì)探究
物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芙沂疚锢硎聦?shí)與學(xué)生原由認(rèn)知結(jié)構(gòu)的矛盾,有效地激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。例如,在“物體內(nèi)能的變化”的教學(xué)中有個(gè)演示實(shí)驗(yàn),壓縮厚玻璃筒中的空氣,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,從而使筒內(nèi)易燃物著火。實(shí)驗(yàn)中明亮的火花給學(xué)生留下深刻的印象,然而實(shí)驗(yàn)過后,不少學(xué)生提出:實(shí)驗(yàn)的研究對象是什么?壓縮時(shí)筒內(nèi)空氣的溫度到底是否變化?如何判斷它是否變化?實(shí)驗(yàn)的目的是什么?特別是在沒有判斷出筒內(nèi)空氣的溫度是否變化而事先就放入易燃物來顯示氣溫的升高,似乎不符合科學(xué)的探究過程。因此,我們改變教材中的做法,實(shí)驗(yàn)時(shí)在厚玻璃筒內(nèi)先不放易燃物,壓縮筒內(nèi)的空氣,要求學(xué)生仔細(xì)觀察筒內(nèi)空氣的內(nèi)能有無增加,這時(shí),學(xué)生感到困惑了,空氣內(nèi)能增加與否怎能看得見?此時(shí)便可自然地引出一個(gè)探究課題,如何判斷筒內(nèi)空氣內(nèi)能是否變化?如何變“看不見”為“可見”?順著這個(gè)思路組織學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分析論證,評估,交流與合作,由于實(shí)驗(yàn)是學(xué)生主動(dòng)參與設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)目的明確,實(shí)驗(yàn)后學(xué)生無論是對實(shí)驗(yàn)所揭示的結(jié)論還是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想均留下了深刻印象,讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過程,從中體會(huì)探究樂趣。
三、借助實(shí)驗(yàn)探究,加深對物理知識的理解
物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)的方法是物理學(xué)學(xué)習(xí)的基本方法。一個(gè)物理實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)完整的物理情景,讓學(xué)生親眼看一些物理現(xiàn)象,親手做一些物理實(shí)驗(yàn),以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的主體地位。例如,兩條通以同向電流的平行超導(dǎo)線間存在相互吸引力,這個(gè)現(xiàn)象很容易通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察,那么這種相互作用到底是磁相互作用還是電相互作用呢?如果引導(dǎo)學(xué)生探究這個(gè)問題,就可以使他們更深刻地理解磁相互作用和電相互作用,而不會(huì)對課本的結(jié)論盲從。
四、優(yōu)化教材結(jié)構(gòu),深化探究
教師在備課過程中應(yīng)該對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的重組、整合和拓展,從中提煉出開放性教學(xué)的基本素材,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程和活動(dòng)方式,有意識地鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)表自己的意見,特別應(yīng)利用學(xué)生對某些問題的爭議和不同看法,創(chuàng)設(shè)導(dǎo)致學(xué)生思維沖突的物理問題情境,在教師指導(dǎo)下展開討論或?qū)嶒?yàn)論證,最終獲得合理的結(jié)論,從而強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識。例如,在做“用半偏法測電流表內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)時(shí),有的學(xué)生就提出這樣的問題,能否不采用“半偏法”而采用1/3偏或1/4偏法?學(xué)生提出的問題既說明了他在積極思維,也表明了他的思維具有開放性,同時(shí)還可進(jìn)一步向?qū)W生提出問題:用“半偏法”相對于1/3或1/4偏法是否更有好處?為什么?這就是我們應(yīng)該追求的教學(xué)目標(biāo)。
五、經(jīng)歷過程,重視探究
物理教學(xué)實(shí)質(zhì)上是展示和發(fā)展思維的過程,這一思維過程就是對物理基礎(chǔ)知識和基本理論的理性認(rèn)識過程。任何一個(gè)概念、定理、定律都經(jīng)歷著由感性到理性的抽象概括過程。在教師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生參與概念的形成、規(guī)律的揭示過程,讓學(xué)生親自去實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)、揣摩過程,領(lǐng)悟知識形成過程中所蘊(yùn)涵的思想方法。例如,人類對光的認(rèn)識過程就經(jīng)歷了從牛頓的微粒說,惠更斯的波動(dòng)說,到今天的波粒二象性過程。
總之,課堂探究式教學(xué)并沒有統(tǒng)一的形式,而關(guān)鍵要體現(xiàn)科學(xué)探究的思想和方法,有專家認(rèn)為:“問題——閱讀——?dú)w納——結(jié)論”、“問題——實(shí)驗(yàn)——?dú)w納——結(jié)論”、 “問題——閱讀——實(shí)驗(yàn)——總結(jié)——練習(xí)”都屬于探究學(xué)習(xí)和探究教學(xué)模式范疇。從這個(gè)意義上講,任何教材內(nèi)容都是可以采取探究式教學(xué)。只是不同的課其探究活動(dòng)要素的側(cè)重點(diǎn)不一樣,所以通過一段時(shí)間的訓(xùn)練,學(xué)生對探究式教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)也都能熟悉,有了這樣的理解,教師在以后教學(xué)中可以有更多機(jī)會(huì)、更開放的思想進(jìn)行探究式教學(xué)。