陸亞波 毛國(guó)永
[摘 要]在科學(xué)探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,應(yīng)根據(jù)科學(xué)探究的特點(diǎn),結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行。本文以《電磁感應(yīng)》一課為例,闡述了在發(fā)現(xiàn)提出問題、建立猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、反思與評(píng)價(jià)、鞏固與應(yīng)用等環(huán)節(jié)中學(xué)生逆向思維、聯(lián)想思維、發(fā)散思維、邏輯思維、辯證思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究 思維能力 電磁感應(yīng)
[中圖分類號(hào)] G633.98 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058(2016)170000
思維是科學(xué)探究最重要的核心,思維性是科學(xué)探究最基本的特征之一,思維能力的培養(yǎng)和科學(xué)探究能力的提高是相輔相成的。在科學(xué)探究活動(dòng)過程中,無(wú)論是發(fā)現(xiàn)提出問題、建立猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、反思與評(píng)價(jià),還是知識(shí)的鞏固與應(yīng)用,我們都非常重視學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。本文以華師大版初中科學(xué)八年級(jí)下冊(cè)《電磁感應(yīng)》一課為例,談?wù)勗诳茖W(xué)探究活動(dòng)過程中對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。
一、在發(fā)現(xiàn)提出問題過程中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維
愛因斯坦說(shuō)過:“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要?!睂W(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新精神具有極為重要的意義。而逆向思維又是創(chuàng)新思維的重要方式。實(shí)踐中,我們往往通過引導(dǎo)學(xué)生逆向思考、反向設(shè)問,來(lái)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。
例如《電磁感應(yīng)》上課開始,我們先讓學(xué)生回顧奧斯特實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是怎樣的?它的實(shí)質(zhì)是什么?在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生提出問題:既然電能夠產(chǎn)生磁,那么,反過來(lái)磁能否產(chǎn)生電呢?(事實(shí)上,在學(xué)習(xí)發(fā)電機(jī)之前,我們也先讓學(xué)生復(fù)習(xí)電動(dòng)機(jī)的實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,然后再引導(dǎo)學(xué)生提出問題:能否制造出一種把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器呢?)這樣,通過引導(dǎo)學(xué)生逆向思考、反向設(shè)問,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)提出問題,同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的逆向思維能力和創(chuàng)新精神。
二、在猜想和假設(shè)過程中培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想思維
聯(lián)想思維是一種重要的思維方式,它能使兩個(gè)看去不相關(guān)聯(lián)的事物建立聯(lián)系,從而產(chǎn)生創(chuàng)新設(shè)想和成果。在科學(xué)探究活動(dòng)過程中,建立猜想和假設(shè)常常需要聯(lián)想思維。實(shí)踐中,我們往往通過引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)事物之間的相似點(diǎn),而在兩個(gè)事物之間建立聯(lián)系,從而發(fā)現(xiàn)問題、建立猜想,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想思維能力。
例如《電磁感應(yīng)》一課中,在提出問題“磁能否產(chǎn)生電”后,我們引導(dǎo)學(xué)生回憶、思考電和磁之間的相似點(diǎn)和聯(lián)系:電荷分正負(fù)、能吸引輕小物體,磁鐵分南北極、能吸引鐵磁性物質(zhì);同種電荷互相排斥、異種電荷互相吸引,同名磁極互相排斥、異名磁極互相吸引;電荷周圍有電場(chǎng),磁體周圍有磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)往往同時(shí)出現(xiàn);生活中有電磁鐵、電磁爐、電磁波;等等。在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生提出猜想:磁也可能產(chǎn)生電,什么樣的磁能夠產(chǎn)生電。這樣,通過聯(lián)系電和磁的有關(guān)知識(shí),幫助學(xué)生提出猜想,也培養(yǎng)了學(xué)生的聯(lián)想思維能力。
三、在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是科學(xué)探究中最激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的一個(gè)部分,因而也是科學(xué)探究中最富有魅力的一個(gè)部分。一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)完成需要通過綜合運(yùn)用各種思維,特別是發(fā)散思維。實(shí)踐中,我們往往通過設(shè)置問題情景,組織學(xué)生相互交流討論,引導(dǎo)學(xué)生從各個(gè)不同角度進(jìn)行思考,設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。
例如在上述教學(xué)之后,我們沒有直接演示課本的實(shí)驗(yàn),而是通過提出以下幾個(gè)問題,鼓勵(lì)學(xué)生相互交流討論,啟發(fā)學(xué)生從各個(gè)角度深入思考,來(lái)找出實(shí)驗(yàn)所需的器材并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
問題1:要探究利用磁場(chǎng)獲得電流,需要哪些器材?
生1:要提供磁場(chǎng),需要有磁體;
生2:作為電流的載體,需要有導(dǎo)線;
生3:檢驗(yàn)是否產(chǎn)生電流,需要有電流表;
生4:控制電路通斷,需要有開關(guān)。
問題2:如何利用上述器材來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?
生1:奧斯特實(shí)驗(yàn)中是把小磁針放在通電導(dǎo)線周圍,觀察小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn),本實(shí)驗(yàn)是否可以把導(dǎo)體放在磁場(chǎng)里觀察能否產(chǎn)生電流?
生2:導(dǎo)體可能是靜止地放在磁場(chǎng)里,也可能是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng);
生3:導(dǎo)體可能是平行磁感線放在磁場(chǎng)中,可能是垂直磁感線放在磁場(chǎng)中,也可能是斜放在磁場(chǎng)中,還可能是繞在蹄形磁鐵上……
生4:電路可能是斷開的,也可能是閉合的。
這樣,通過對(duì)以上幾個(gè)問題的探討,逐步引導(dǎo)學(xué)生找出實(shí)驗(yàn)器材并設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)也訓(xùn)練了學(xué)生的發(fā)散思維能力。
四、在分析處理實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維
邏輯思維也是一種重要的思維方式。在科學(xué)探究活動(dòng)中,一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,往往需要根據(jù)研究的問題和提出的假設(shè),通過對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較、歸納、推理乃至綜合,運(yùn)用邏輯思維得到。因此,分析處理實(shí)驗(yàn)過程有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,訓(xùn)練學(xué)生思維的深刻性和縝密性。
例如本課中,在設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)之后,我們引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如下表)進(jìn)行分析:
師:比較第②③(或⑤⑥)兩項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件,有什么共同特點(diǎn)?
生1:都是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
師:比較第①項(xiàng)和第②③項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出,要產(chǎn)生感應(yīng)電流需要什么條件?
生2:導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)。
師:比較第②③項(xiàng)和第⑤⑥項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出,要產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要什么條件?
生:導(dǎo)體必須是閉合電路的一部分。
師:綜合上述結(jié)果,可得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
生:閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(如圖1所示)
這樣,通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較、歸納、綜合,了解了電磁感應(yīng)的概念,發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。
五、在反思與評(píng)價(jià)過程中培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維
辯證思維是一種更高層次的思維方式,它能使學(xué)生全面、辯證地看待問題。在科學(xué)探究活動(dòng)中,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行反思與評(píng)價(jià),有助于學(xué)生更加全面、深刻地理解科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生思維的全面性和辯證性,同時(shí)使學(xué)生養(yǎng)成經(jīng)常反思的習(xí)慣。
例如在通過實(shí)驗(yàn)得到電磁感應(yīng)的條件之后,我們繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行思考,作出反思與評(píng)價(jià):
反思與評(píng)價(jià)一:反思上述實(shí)驗(yàn)方案,還有沒有其它途徑能利用磁場(chǎng)來(lái)獲得電流?
可能的途徑1:保持導(dǎo)體靜止不動(dòng),讓磁體運(yùn)動(dòng),使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作做割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)。(如圖2所示)
可能的途徑2:保持線圈靜止不動(dòng),讓磁體運(yùn)動(dòng),使線圈(即閉合電路的一部分導(dǎo)體)在磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)。(如圖3所示)
可能的途徑3:保持導(dǎo)體靜止不動(dòng),不斷改變磁場(chǎng)強(qiáng)度。
反思與評(píng)價(jià)二:反思上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,怎樣使觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯?
可能的方法1:用靈敏電流計(jì)代替電流表,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
可能的方法2:用磁性更強(qiáng)的電磁鐵代替U形磁鐵,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
可能的方法3:增加導(dǎo)體數(shù)量(比如用線圈代替導(dǎo)體),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
反思與評(píng)價(jià)三:反思上述實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還能提出什么問題?
問題1:電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么?
問題2:感應(yīng)電流的方向可能與什么有關(guān)?
問題3:感應(yīng)電流的大小可能與什么有關(guān)?
問題4:如果是整個(gè)閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng),電路中是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?
問題5:如果電路斷開,讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果?
……
在此基礎(chǔ)上,我們提供器材,鼓勵(lì)學(xué)生通過小組合作進(jìn)行探究。
這樣,通過多角度設(shè)問,鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)方面進(jìn)行反思與評(píng)價(jià),不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解,也使學(xué)生的思維得到了有效的訓(xùn)練。
六、在知識(shí)的鞏固與應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維
知識(shí)的鞏固與應(yīng)用是掌握知識(shí)的重要的兩個(gè)階段。把探究得到的結(jié)論遷移運(yùn)用到生活實(shí)際或新的情境中,不僅有助于學(xué)生掌握知識(shí),而且能提高學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力,從而為學(xué)生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
例如本課實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,我們出示下列問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考、討論:
問題1:電磁感應(yīng)原理在生活生產(chǎn)中可能有什么應(yīng)用?
問題2:生活中??吹竭@種現(xiàn)象:電動(dòng)自行車沒電時(shí),用腳踩踏就能發(fā)出電來(lái),說(shuō)說(shuō)其中的道理。
問題3(演示):用導(dǎo)線連接指示燈的兩個(gè)接線柱后,指示燈不發(fā)光;而把它放置于電磁爐上,啟動(dòng)電磁爐,指示燈能發(fā)光,如圖4所示。已知家用電磁爐內(nèi)部有一個(gè)很大的線圈,你能解釋其中的道理嗎?
這樣,通過引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解釋生活中的現(xiàn)象、分析解決生活中的簡(jiǎn)單問題,鞏固了已學(xué)知識(shí),同時(shí)也有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
1.《例談實(shí)驗(yàn)探究法在初中科學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用》劉煜華、毛國(guó)永《教育與探索》2008年第12期.
(責(zé)任編輯 黃春香)
陸亞波 毛國(guó)永
[摘 要] 在科學(xué)探究活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,應(yīng)根據(jù)科學(xué)探究的特點(diǎn),結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行。文章以《電磁感應(yīng)》一課為例,闡述了在發(fā)現(xiàn)和提出問題、建立猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、反思與評(píng)價(jià)、鞏固與應(yīng)用等環(huán)節(jié)中學(xué)生逆向思維、聯(lián)想思維、發(fā)散思維、邏輯思維、辯證思維和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞] 科學(xué)探究 思維能力 電磁感應(yīng)
[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674 6058(2016)17 0061
思維性是科學(xué)探究最基本的特征之一,思維能力的培養(yǎng)和科學(xué)探究能力的提高是相輔相成的。在科學(xué)探究活動(dòng)過程中,無(wú)論是發(fā)現(xiàn)和提出問題、建立猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、反思與評(píng)價(jià),還是知識(shí)的鞏固與應(yīng)用,我們都非常重視學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。本文以華師大版初中科學(xué)八年級(jí)下冊(cè)《電磁感應(yīng)》一課為例,談?wù)勗诳茖W(xué)探究活動(dòng)過程中,學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。
一、在發(fā)現(xiàn)和提出問題過程中培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維
愛因斯坦說(shuō)過:“提出一個(gè)問題,往往比解決一個(gè)問題更重要?!睂W(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新精神具有極為重要的意義。而逆向思維又是創(chuàng)新思維的重要方式。實(shí)踐中,我們往往通過引導(dǎo)學(xué)生逆向思考、反向設(shè)問,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力。
例如《電磁感應(yīng)》上課開始,我們先讓學(xué)生回顧奧斯特實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是怎樣的?它的實(shí)質(zhì)是什么?在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生提出問題:既然電能夠產(chǎn)生磁,那么,反過來(lái)磁能否產(chǎn)生電呢?(事實(shí)上,在學(xué)習(xí)發(fā)電機(jī)之前,我們也先讓學(xué)生復(fù)習(xí)電動(dòng)機(jī)的實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,然后再引導(dǎo)學(xué)生提出問題:能否制造出一種把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)器呢?)這樣,通過引導(dǎo)學(xué)生逆向思考、反向設(shè)問,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問題,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力和創(chuàng)新精神。
二、在猜想和假設(shè)過程中培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想思維
聯(lián)想思維是一種重要的思維方式,它能使兩個(gè)看上去不相關(guān)的事物建立聯(lián)系,從而產(chǎn)生創(chuàng)新設(shè)想和成果。在科學(xué)探究活動(dòng)過程中,建立猜想和假設(shè),常常需要聯(lián)想思維。實(shí)踐中,我們往往通過引導(dǎo)學(xué)生思考兩個(gè)事物之間的相似點(diǎn),而在兩個(gè)事物之間建立聯(lián)系,從而發(fā)現(xiàn)問題、建立猜想,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的聯(lián)想思維能力。
例如《電磁感應(yīng)》一課中,在提出問題“磁能否產(chǎn)生電”后,我們引導(dǎo)學(xué)生回憶、思考電和磁之間的相似點(diǎn)和聯(lián)系:電荷分正負(fù),能吸引輕小物體;磁鐵分南北極,能吸引鐵磁性物質(zhì);同種電荷互相排斥、異種電荷互相吸引,同名磁極互相排斥、異名磁極互相吸引;電荷周圍有電場(chǎng),磁體周圍有磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)往往同時(shí)出現(xiàn);生活中有電磁鐵、電磁爐、電磁波,等等。在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生提出猜想:磁也可能產(chǎn)生電,什么樣的磁能夠產(chǎn)生電。這樣,通過聯(lián)系電和磁的有關(guān)知識(shí),幫助學(xué)生提出猜想,也培養(yǎng)了學(xué)生的聯(lián)想思維能力。
三、在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是科學(xué)探究中最能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的一部分,因而也是科學(xué)探究中最富有魅力的一部分。一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的完成,需要通過綜合運(yùn)用各種思維,特別是發(fā)散思維。實(shí)踐中,我們往往通過設(shè)置問題情景,組織學(xué)生相互交流討論,引導(dǎo)學(xué)生從各個(gè)不同角度進(jìn)行思考,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。
例如在上述教學(xué)之后,我們沒有直接演示課本的實(shí)驗(yàn),而是通過提出以下幾個(gè)問題,鼓勵(lì)學(xué)生相互交流討論,啟發(fā)學(xué)生從各個(gè)角度深入思考,找出實(shí)驗(yàn)所需的器材,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
問題1:要探究利用磁場(chǎng)獲得電流,需要哪些器材?
生1:要提供磁場(chǎng),需要有磁體;
生2:作為電流的載體,需要有導(dǎo)線;
生3:檢驗(yàn)是否產(chǎn)生電流,需要有電流表;
生4:控制電路通斷,需要有開關(guān)。
問題2:如何利用上述器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?
生1:奧斯特實(shí)驗(yàn)中是把小磁針放在通電導(dǎo)線周圍,觀察小磁針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn),本實(shí)驗(yàn)是否可以把導(dǎo)體放在磁場(chǎng)里觀察,看能否產(chǎn)生電流?
生2:導(dǎo)體可能是靜止放在磁場(chǎng)里的,也可能是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的;
生3:導(dǎo)體可能是平行磁感線放在磁場(chǎng)中,可能是垂直磁感線放在磁場(chǎng)中,也可能是斜放在磁場(chǎng)中,還可能是繞在蹄形磁鐵上……
生4:電路可能是斷開的,也可能是閉合的。
這樣,通過對(duì)以上幾個(gè)問題的探討,逐步引導(dǎo)學(xué)生找出實(shí)驗(yàn)器材,并設(shè)計(jì)具體的實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)也訓(xùn)練了學(xué)生的發(fā)散思維能力。
四、在分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維
邏輯思維也是一種重要的思維方式。在科學(xué)探究活動(dòng)中,一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,往往需要根據(jù)研究的問題和提出的假設(shè),通過對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象的分析、比較、歸納、推理乃至綜合,運(yùn)用邏輯思維才能得到。因此,分析處理實(shí)驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象,有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,訓(xùn)練學(xué)生思維的深刻性和縝密性。
例如本課中,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)之后,可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如下表)進(jìn)行分析。
師:比較第②③(或⑤⑥)兩項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件,有什么共同特點(diǎn)?
生1:都是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
師:比較第①項(xiàng)和第②③項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出,要產(chǎn)生感應(yīng)電流需要什么條件?
生2:導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
師:比較第②③項(xiàng)和第⑤⑥項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可以看出,要產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要什么條件?
生:導(dǎo)體必須是閉合電路的一部分。
師:綜合上述結(jié)果,可得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
圖1
生:閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(如圖1所示)
這樣,通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、比較、歸納、綜合,了解了電磁感應(yīng)的概念,發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。
五、在反思與評(píng)價(jià)過程中培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維
辯證思維是一種更高層次的思維方式,它能使學(xué)生全面、辯證地看待問題。在科學(xué)探究活動(dòng)中,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等進(jìn)行反思與評(píng)價(jià),有助于學(xué)生更加全面、深刻地理解科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生思 維的全面性和辯證性,同時(shí)使學(xué)生養(yǎng)成經(jīng)常反思的習(xí)慣。
例如,在通過實(shí)驗(yàn)得到電磁感應(yīng)的條件之后,我們繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行思考,作出反思與評(píng)價(jià)。
反思與評(píng)價(jià)一:反思上述實(shí)驗(yàn)方案,還有沒有其他途徑能利用磁場(chǎng)獲得電流?
可能的途徑1:保持導(dǎo)體靜止不動(dòng),讓磁體運(yùn)動(dòng),使閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。(如圖2所示)
可能的途徑2:保持線圈靜止不動(dòng),讓磁體運(yùn)動(dòng),使線圈(即閉合電路的一部分導(dǎo)體)在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。(如圖3所示)
可能的途徑3:保持導(dǎo)體靜止不動(dòng),不斷改變磁場(chǎng)強(qiáng)度。
圖2 圖3
反思與評(píng)價(jià)二:反思上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,怎樣使觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯?
可能的方法1:用靈敏電流計(jì)代替電流表,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
可能的方法2:用磁性更強(qiáng)的電磁鐵代替U形磁鐵,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
可能的方法3:增加導(dǎo)體數(shù)量(比如用線圈代替導(dǎo)體),重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
反思與評(píng)價(jià)三:反思上述實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還能提出什么問題?
問題1:電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么?
問題2:感應(yīng)電流的方向可能與什么有關(guān)?
問題3:感應(yīng)電流的大小可能與什么有關(guān)?
問題4:如果是整個(gè)閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),電路中是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?
問題5:如果電路斷開,讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果?
……
在此基礎(chǔ)上,我們提供器材,鼓勵(lì)學(xué)生通過小組合作進(jìn)行探究。
這樣,通過多角度設(shè)問,鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)方面進(jìn)行反思與評(píng)價(jià),不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解,也使學(xué)生的思維得到了有效的訓(xùn)練。
六、在知識(shí)的鞏固與應(yīng)用中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維
知識(shí)的鞏固與應(yīng)用是掌握知識(shí)的重要階段。把探究得到的結(jié)論遷移運(yùn)用到生活實(shí)際或新的情境中,不僅有助于學(xué)生掌握知識(shí),而且能提高學(xué)生分析解決實(shí)際問題的能力,從而為學(xué)生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
例如,本課實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,我們出示下列問題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考、討論。
問題1:電磁感應(yīng)原理在生活生產(chǎn)中可能有什么應(yīng)用?
圖4
問題2:生活中??吹竭@種現(xiàn)象:電動(dòng)自行車沒電時(shí),用腳踩踏就能發(fā)出電來(lái),說(shuō)說(shuō)其中的道理。
問題3(演示):用導(dǎo)線連接指示燈的兩個(gè)接線柱后,指示燈不發(fā)光;而把它放置于電磁爐上,啟動(dòng)電磁爐,指示燈能發(fā)光,如圖4所示。已知家用電磁爐內(nèi)部有一個(gè)很大的線圈,你能解釋其中的道理嗎?
通過引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象、分析解決生活中的簡(jiǎn)單問題,鞏固了學(xué)生已學(xué)知識(shí),同時(shí)也有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
1.《例談實(shí)驗(yàn)探究法在初中科學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用》劉煜華、毛國(guó)永《教育與探索》2008年第12期.
(責(zé)任編輯 易志毅)