摘 要:科學(xué)探究過程包括提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計方案、實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作七個環(huán)節(jié),本文從科學(xué)探究的七個環(huán)節(jié)分別闡述了物理教學(xué)中科學(xué)探究的重要性。
關(guān)鍵詞:科學(xué)探究;物理;探究式教學(xué)
中圖分類號:G427 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1992-7711(2012)08-084-1
所謂探究式課堂教學(xué),就是以探究為主的教學(xué),是指在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生運用科學(xué)的方法進行探究式學(xué)習(xí)的教學(xué)活動。探究式教學(xué)關(guān)注的不僅僅是問題的結(jié)果,更重要的是關(guān)注學(xué)生主動探索問題的過程,關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
科學(xué)探究過程包括提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計方案、實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估、交流與合作七個環(huán)節(jié),整個探究過程中,教師要不斷科學(xué)地指導(dǎo)學(xué)生,才能順利地完成這個科學(xué)探究活動。
1.提出問題
如果沒有發(fā)現(xiàn)問題,不能提出問題,科學(xué)探究就無從談起,所以說,發(fā)現(xiàn)問題、提出問題是科學(xué)探究的前提。比如:在研究凸透鏡成像實驗時,可以先讓學(xué)生們在光具座上放置好物體、透鏡和光屏,邊調(diào)節(jié)物體和光屏邊請同學(xué)們觀察,看到什么?你能提出什么問題?學(xué)生就會提出一些問題:怎樣才能得到放大的像,怎樣才能得到縮小的像? 像為什么是倒立的?這就是通過觀察的方法提出了問題。在探究浮沉條件時,可以先讓學(xué)生做雞蛋放在清水中,然后向水中加鹽過程中觀察到雞蛋浮起來了,再加水雞蛋又沉了,這時同學(xué)們就可以提出問題:雞蛋為什么會浮沉?物體浮沉遵循什么規(guī)律?這是用實驗的方法讓學(xué)生提出了問題。
2.猜想與假設(shè)
在科學(xué)探究中,提出合理的猜想與假設(shè)除了為探究活動指明方向外,還可以充分發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。但是,學(xué)生猜想過程必須合理,有規(guī)律,還要有一定的方向性。這就要求教師要為學(xué)生的猜想創(chuàng)設(shè)相關(guān)情景,使學(xué)生的猜想有根據(jù),并且引導(dǎo)學(xué)生對實質(zhì)相同的不同猜想進行歸類。比如:在探究“聲音是如何產(chǎn)生的”可以讓學(xué)生先使身邊的一些物體發(fā)聲:敲桌子時聽聲音感受桌子有點振動、說話時感受聲帶的振動、筆帽發(fā)聲時感受其振動,從而提出猜想聲音是由于物體的振動而產(chǎn)生的。
3.制定計劃與設(shè)計方案
制定計劃與設(shè)計實驗就是把探究的猜想與假設(shè)落實到具體的操作方案上來。實驗前就必須制定可行的實驗方案,實驗方案的設(shè)計也是教學(xué)的難點所在。制定過程中先要從大體上制定,再制定出一些細節(jié),比如可操作性、盡量減小誤差等。比如:電學(xué)部分的實驗探究首先要設(shè)計電路、根據(jù)電路找好器材,設(shè)計出簡單的實驗操作步驟,估計出實驗過程中應(yīng)測量的物理量再規(guī)劃出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格等。
4.實驗與收集數(shù)據(jù)
實驗與收集數(shù)據(jù)是科學(xué)探究中非常重要的一個環(huán)節(jié),在這一個環(huán)節(jié)當(dāng)中,學(xué)生的操作能力、觀察能力、語言表達能力、分析能力特別是尊重事實的科學(xué)精神等等都會得到一定的展現(xiàn)和鍛煉。實驗中經(jīng)常會出現(xiàn)一些“不合理”的數(shù)據(jù),這時教師一方面不能對其置之不理,另一方面要肯定學(xué)生的實事求是的精神,然后可以請學(xué)生自己將其實驗過程和大家一起探討,找出原因。長此以往學(xué)生學(xué)到的不僅是知識,更多的是方法,是精神。比如在“測量電阻絲的電阻”時,有的同學(xué)測出的幾組數(shù)值明顯不同,根本不是由于誤差導(dǎo)致的,這時老師可以提出“在實驗過程中有沒有將開關(guān)斷開?”同學(xué)們就可以幫他找出原因,應(yīng)用“電阻的大小與溫度有關(guān)”,如果長時間不斷開開關(guān),溫度增加阻值本身變大的原因。
5.分析與論證
實驗證據(jù)雖然已經(jīng)得到,但是它并不等于科學(xué)探究的結(jié)論,而僅僅是對實驗事實的客觀記錄。分析與論證是在獲得實證的基礎(chǔ)上將探究結(jié)果與自己原有的知識聯(lián)系起來,運用分析、綜合、歸納、演繹等科學(xué)研究方法,找到事件的因果關(guān)系或其他解釋,形成超越學(xué)生原有知識和當(dāng)前觀察結(jié)果的新的理解。比如在“串聯(lián)電路的電流、電壓特點”實驗中很容易就找出規(guī)律,但也有如“探究質(zhì)量與體積的關(guān)系”、“重力與質(zhì)量的關(guān)系”、“杠桿平衡條件”等實驗都需要對記錄的數(shù)據(jù)再進一步求比值或相乘,才能發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,教師還要強調(diào)分析論證并不就是證實猜想,有可能是修正假設(shè),甚至否定那個假設(shè)。
6.評估
由于科學(xué)探究的評估是貫穿在整個探究過程中的,所以對科學(xué)探究的評估尤其要注意及時性原則,學(xué)生在對自己探究活動中的失誤進行評估,可進一步地優(yōu)化探究方案,可引出一些新的發(fā)現(xiàn),也有利于同學(xué)養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度,有利于發(fā)展學(xué)生的批判性思維。如在“探究平面鏡成像特點”實驗中(1)用玻璃板代替平面鏡,主要是利用玻璃板透明的特點,便于;(2)如果有3mm厚和2mm厚的兩塊玻璃板,應(yīng)選擇mm厚的玻璃板做實驗;(3)如果玻璃板沒有放正,將對實驗產(chǎn)生什么影響?(4)使點燃的蠟燭在兩個不同的位置,分別測出物距和像距相等的兩組數(shù)據(jù),得出實驗結(jié)論之一:“像距與物距相等”。你認為這種方法是否合理?,理由是:。
7.交流與合作
交流的方式有兩種:書面交流和口頭交流。書面交流就是完成的探究報告;口頭交流就是用準確、規(guī)范、科學(xué)的語言陳述自己的觀點。教學(xué)中還可采取各種形式進行交流,如生生交流、師生交流等。其實,交流與合作應(yīng)該是貫穿于科學(xué)探究的各個環(huán)節(jié)的。這一環(huán)節(jié)貫徹在整個探究活動中,能使學(xué)生養(yǎng)成協(xié)作探究、合作學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣,有利于創(chuàng)造性思維的開發(fā)和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。
探究式教學(xué)可以使學(xué)生在自己的探究活動中,做到自己能發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題,促使他們自己去獲取知識、發(fā)展能力。借助物理探究教學(xué)方式,還可以提高學(xué)生的合作意識,促進交流欲望,鍛煉交流能力,培養(yǎng)良好的情操、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣,學(xué)會進行自我評價、自我總結(jié)、自我反省、自我提高,開發(fā)學(xué)生的智力,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)自學(xué)能力,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)方法,為終身學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。