劉國有
(哈爾濱科學技術職業(yè)學院,黑龍江 哈爾濱 150301)
物理是一門以實驗為基礎的自然學科,物理實驗具有豐富的教學功能,物理實驗探究是物理學科探究中最主要的探究方法,也是物理學習中最主要的學習方式。不僅有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和實踐能力,而且對他們領會知識和掌握技巧,個性發(fā)展都具有重要意義。
傳統(tǒng)的物理實驗教學,大多數(shù)在一個設計完整的實驗框架范圍內(nèi)重復前人驗證的結(jié)果,學生的思維和科學的素養(yǎng)表現(xiàn)的機會很少。雖然在驗證性實驗中學生也可以獲得知識,但主動學習很難體現(xiàn)。另一方面驗證性實驗對新知識的組織與呈現(xiàn)方式挖掘不夠,對學生的情感調(diào)動不夠充分,大大削弱了實驗教學在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)上的重要作用。而實驗探究性教學以實驗為載體,探究科學結(jié)論和發(fā)展的過程,是在教師的指導下,通過實驗親自發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題的過程。這一過程與科學認識過程一致。符合中學生的探究心理。因此,它能激發(fā)學生的認知興趣和學習動機,使教學不僅僅局限于科學知識本身,還可以揭示出其中的科學思想和科學方法。強調(diào)學生探究新知的經(jīng)歷和獲得新知的體驗,實現(xiàn)結(jié)果和過程的并重,更好地培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。
1.有利于充分發(fā)揮學生的主體作用。物理實驗探究性教學模式的最大優(yōu)點在于打破傳統(tǒng)實驗模式,而是由學生自已來確定時間的分配,為學生提供一個能動腦思考、交流、合作、親自探究創(chuàng)新的空間,激發(fā)學生的求知欲,促使學生主動探究,對實驗事實加以分析并做出結(jié)論。使學生的知識水平和探究能力在探究過程中逐漸增長起來。
2、有利于充分挖掘?qū)W生的潛能,培養(yǎng)其創(chuàng)造思維能力,它能為學生提供主動探究知識的寬松環(huán)境。在對未知領域的探索過程中,學生通過自己的實驗操作和驗證,積極地思考、探索,從中迸發(fā)出無窮的智慧和創(chuàng)新思想。
3.探究性學習為學生驗證假說提供了科學方法。和科學探索一樣,具有研究過程的幾個特征。學生在探究性中針對發(fā)現(xiàn)的問題,在回憶總結(jié)原有的知識和經(jīng)驗、收集和整理信息的基礎上,做出大膽假設或猜想,并通過物理實驗對提出的假設或猜想進行驗證。
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1.這個模式的特點為:以學生為主體、實驗操作為線索、問題解決為基本目的、能力培養(yǎng)為核心。其基本模式如下所示。
(1)探究問題
這是該模式的起始環(huán)節(jié),教師根據(jù)實驗情況確定學生可探究的問題,明確提出實驗探究的目標任務和要求。激發(fā)學生興趣、求知欲,為指導學生進行探索營造良好的心理氛圍。學生組成實驗小組,確定實驗方案。通過小組討論對研究的問題有一個更清楚和全面的認識。
(2)探究過程
這一階段是整個實驗探索的關鍵,針對實驗方案,開始實驗探究,觀察現(xiàn)象,記錄數(shù)據(jù)。對實驗中出現(xiàn)的問題,應在民主的氣氛中師生平等共同探討,教師要尊重學生提出的各種各樣的問題,應充分肯定他們獨到的見解,鼓勵保護學生的創(chuàng)造意識,為培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力服務。
(3)探究評價
引導學生歸納分析,在獲得的基本知識、技能和方法的基礎上,教師要及時引導學生進行交流、討論,鼓勵學生敢于發(fā)表自己的觀點和看法,傾聽他人的意見。提高課堂教學的參與度,共享實驗的成果,培養(yǎng)學生合作解決問題的能力。
(4)拓展應用
學生在探究和交流的過程中,建立起知識網(wǎng)絡。在此基礎上,教師要幫助學生促進知識的遷移,使知識內(nèi)化為能力。聯(lián)系到生活實際中,解決一些實際問題,從而把課堂探究活動推向高潮。學生也從中受到啟發(fā)。
2.案例:研究單擺振動的周期。
(1)創(chuàng)設情境,確定探究問題
①教師根據(jù)情況確定實驗題目“研究單擺振動的周期”,復習振動的知識。②學生分組討論,初步確定研究單擺的周期與小球質(zhì)量、振幅、擺長及重力加速度的關系的方案。③學生熟悉數(shù)據(jù)處理的多種方法。熟悉使用實驗器材,如直尺、秒表等。
(2)探究過程,獲取數(shù)據(jù)。
①探究單擺周期與小球質(zhì)量關系;②探究單擺周期與振幅關系;③探究單擺周期與擺長關系;④探究單擺周期與重力加速度的關系(可在底端放一磁鐵,相當于改變g);
(3)推導總結(jié),探究評價
①單擺周期與振幅、小球質(zhì)量無關,與擺長、重力加速度有關。②教師總結(jié)歸納給出表達式:
(4)知識遷移,拓展應用
例:機械鐘走時快應如何調(diào)節(jié)擺長
經(jīng)過學生自已實驗探究得到最后結(jié)果,既活躍了學生思維,同時也培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力。
1.實驗探究性教學的主體是學生,物理學實驗多,又比較難,以及探究時的過于開放,使探究過程難以控制,學生存在不少的失誤,做起來耗時費力,若將所有實驗都用這一模式,不現(xiàn)實,一是時間不允許,難完成教學計劃,二是有些實驗不合適,所以它并不是唯一的途徑。
2.在探究實驗操作過程中,由于操作不當、儀器性能等多種原因,可能會出現(xiàn)一些意想不到的問題,致使課堂臨時失控。因些要求教師課前做好充分準備,并能根據(jù)探究問題給學生以及時的引導與指導,使教學過程向著有利的方面發(fā)展。
3.探究型實驗還要有其它手段相配合,最好有網(wǎng)絡技術的支持,通過網(wǎng)絡,學生可查找信息和有關知識,幫助學生明確探究目標,更好地設計實驗方案,也可通過網(wǎng)絡進行探究,完善探究實驗。
教師要轉(zhuǎn)變教學的觀念 ,重新調(diào)整自己的角色和與學生的關系,尊重學生的想法,與學生平等合作,這是取得良好學習效果的重要保證。學生的探究不同于科學家的探究,學生的探究必須是在教師的指導下進行。教師既不能包辦代替學生的探究,又不能放任自由,教師應精心設計教學程序,達到探究問題與獲得能力的雙重豐收。物理實驗探究性教學體現(xiàn)學生的自主性,應給學生提供大量合作、交流的機會,教師要悉心安排,使每個學都能積極參與的。教師還要根據(jù)問題的難易程度適當確定探究合作形式。實驗探究型教學是培養(yǎng)探究、創(chuàng)新人才的一種好方法。它能使學生通過自主參與類似于科學研究的學習活動,獲得親身體驗,逐步形成善于質(zhì)疑、樂于探究、勤于動手、努力求知的態(tài)度,又能促進學生形成良好的實驗習慣和創(chuàng)新意識,培養(yǎng)了學生創(chuàng)新精神和物理實驗能力,提高了學生的科學素質(zhì)。
[1]郝瑞鋒,徐土根.探究型化學實驗教學.2006,1-2,35.