張肇丹

摘要：《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一。平時(shí)的科學(xué)探究教學(xué)中可能只涉及部分要素，在初三總復(fù)習(xí)時(shí)，選擇一個(gè)教材上沒有出現(xiàn)的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行完整的探究，組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究專題復(fù)習(xí)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究專題復(fù)習(xí)；七個(gè)要素

在進(jìn)行初中物理新課程教學(xué)時(shí)，教師們已經(jīng)帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷了為數(shù)不多的科學(xué)探究。考慮到學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備、能力水平及認(rèn)知順序，教材中的科學(xué)探究往往只能側(cè)重某些環(huán)節(jié)。為了使學(xué)生對(duì)科學(xué)探究形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，也使他們的探究能力得到全面的提高，有必要在總復(fù)習(xí)時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行專題復(fù)習(xí)。我選擇了一個(gè)教材上沒有出現(xiàn)的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行完整的探究。下面我談?wù)勥@節(jié)課的教學(xué)體會(huì)，與大家交流、商討。

1提出可探究的問(wèn)題

通過(guò)將近兩年的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本上能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題，并能表述出來(lái)。但是，如果要學(xué)生提出可探究的問(wèn)題，還需要教師的引導(dǎo)。

例如，上課時(shí)，我先展示如圖1所示的“月坑”圖片。要求學(xué)生觀察比較這些洞，看看有什么發(fā)現(xiàn)再把自己的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行加工，通過(guò)思考及小組討論后提出一個(gè)科學(xué)問(wèn)題。通過(guò)分類把學(xué)生提出的問(wèn)題分為“能回答的”和“還不能回答的”。對(duì)于“能回答的”如“月球上為什么有這么多坑洞?”教師扼要講解或?qū)W生簡(jiǎn)單回答，即可。針對(duì)“還不能回答的”，又可分為“不宜或不能探究的”和“可探究的”。如“星球?yàn)槭裁磿?huì)撞擊月球”的問(wèn)題，探究難度大，且學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備也不夠，則不做探究。可探究的問(wèn)題中，有的是缺乏明確的探究方向的問(wèn)題。如“為什么有的洞深有的洞淺?”，引導(dǎo)學(xué)生予以提升，轉(zhuǎn)化為一個(gè)便于探究的科學(xué)問(wèn)題，如“月坑的深度與那些因素有關(guān)?”等。并確定本節(jié)課的探究問(wèn)題一月坑的深度與哪些要素有關(guān)?

2有依據(jù)的猜想

引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)猜想影響月坑深度的因素有哪些，要求每種猜想都有它的依據(jù)。學(xué)生根據(jù)“投擲鉛球”、“落地籃球”等經(jīng)驗(yàn)及“壓強(qiáng)”、“重力勢(shì)能”、“動(dòng)能”等知識(shí)，提出了不少猜想。再把這些猜想分類，如“質(zhì)量”與“重力”為一類，“體積”與“直徑”為一類，考慮到學(xué)生的認(rèn)知水平，就把“高度”與“速度”也歸為一類，等等。最后確定為：月坑的深度可能與流星的質(zhì)量(重力)、體積(直徑)、下落高度(速度)及月球表面地質(zhì)軟硬有關(guān)。這樣，探究目的就很明確了。

3教師引導(dǎo)下的制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

雖然學(xué)生做過(guò)許多探究實(shí)驗(yàn)，但對(duì)于較復(fù)雜的探究還會(huì)感到無(wú)從下手，或下手后總覺得困難重重。教師應(yīng)加以引導(dǎo)，但要適當(dāng)，達(dá)到指點(diǎn)迷津的效果，讓學(xué)生眼前一亮，自覺地聯(lián)想到學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)方案和研究方法。這樣，既排除學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的恐懼心理，又達(dá)到復(fù)習(xí)鞏固的目的。

我設(shè)計(jì)了這些問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。問(wèn)題①本實(shí)驗(yàn)要到月球上進(jìn)行嗎?如不要，怎么辦?學(xué)生很快想到了用小球撞擊沙子等物體的模擬實(shí)驗(yàn)。問(wèn)題②研究一個(gè)量與多個(gè)因素的關(guān)系，應(yīng)采用什么方法?本實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行幾項(xiàng)的研究?問(wèn)題③例如，探究月坑深度與流星質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)怎樣控制變量?問(wèn)題④實(shí)驗(yàn)需要哪些器材?問(wèn)題⑤實(shí)驗(yàn)裝置怎樣?(如圖2所示)問(wèn)題⑥請(qǐng)你設(shè)計(jì)一張記錄表格。(提醒學(xué)生注意：表格上應(yīng)含有必須收集的內(nèi)容，而且要考慮實(shí)驗(yàn)是多次的)問(wèn)題⑦在探究報(bào)告上寫出你的實(shí)驗(yàn)步驟。

4有目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)

在此環(huán)節(jié)中，應(yīng)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，使學(xué)生通過(guò)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而弄清問(wèn)題的本質(zhì)，理解所學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)技能的能力。該環(huán)節(jié)中要求學(xué)生：①具有初步的實(shí)驗(yàn)操作技能，會(huì)使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)量工具，能測(cè)一些基本的物理量。本實(shí)驗(yàn)涉及到的實(shí)驗(yàn)儀器和測(cè)量工具有鐵架臺(tái)、天平、刻度尺、量筒，等等。②明確觀察目標(biāo)，明確需要收集的內(nèi)容。要讓學(xué)生明確本實(shí)驗(yàn)是研究小球撞擊物體表面時(shí)，物體下陷深度的問(wèn)題，收集的信息有表格上的那些。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)強(qiáng)調(diào)這兩點(diǎn)內(nèi)容。

5分析論證才能得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或信息只是反映客觀事實(shí)，它并不等于實(shí)驗(yàn)結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是在數(shù)據(jù)或信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)分析的結(jié)果。如在“探究聲音不能在真空中傳播”的實(shí)驗(yàn)中，收集到的實(shí)驗(yàn)信息是玻璃罩中的空氣被抽出越多，聽到的聲音越小聲，憑現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件也只能做到這點(diǎn)。這不是實(shí)驗(yàn)結(jié)論，必須對(duì)此進(jìn)行分析論證，且采用“科學(xué)推理”的研究方法，最后才得出“真空不能傳聲的結(jié)論。

本課題中，也應(yīng)該選擇一些實(shí)驗(yàn)小組的數(shù)據(jù)，如表1，引導(dǎo)學(xué)生采用比較的方法，分析概括，得出結(jié)論。

如此比較實(shí)驗(yàn)1、2可知，當(dāng)下落高度、體積和小球撞擊的表面相同時(shí)，小球的質(zhì)量越大，坑的深度越深，說(shuō)明坑的深度與小球的質(zhì)量有關(guān)，等等。最后，請(qǐng)一位學(xué)生用自己的語(yǔ)言，客觀、準(zhǔn)確地描述探究結(jié)論。

6不可缺少的評(píng)估

得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并等于探究結(jié)束，還應(yīng)對(duì)探究過(guò)程和探究結(jié)果進(jìn)行反思、評(píng)價(jià)。評(píng)估對(duì)科學(xué)探究具有極其重要的意義。首先，通過(guò)對(duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果的評(píng)估，從中揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，不僅使本探究課題的方案直接得到了改進(jìn)，而且在評(píng)估和改進(jìn)方案的過(guò)程中，增長(zhǎng)了知識(shí)，提高了相關(guān)技能，為今后對(duì)類似課題探究方案的優(yōu)化奠定了較好的基礎(chǔ)。其次，在關(guān)注探究結(jié)果和探究猜想的差異的過(guò)程中，在關(guān)注探究過(guò)程未解決矛盾的過(guò)程中，將會(huì)涉及探究方案中沒有考慮的問(wèn)題，這將可能引發(fā)出新的探究問(wèn)題和獲得新的發(fā)現(xiàn)。再次，評(píng)估是對(duì)探究行為和獲取信息的可靠性、科學(xué)性從嚴(yán)密的角度重新審視的過(guò)程，它需要學(xué)生從更全面角度來(lái)思考和認(rèn)識(shí)問(wèn)題，這將有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

可以組織學(xué)生圍繞以下問(wèn)題展開。①在探究過(guò)程中，按要求應(yīng)該保持不變的物理量是否在操作中真正做到了保持不變?②測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠嗎?你的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與其他同學(xué)的差異大嗎?如較大，找找原因。③探究結(jié)果是否與科學(xué)知識(shí)、自然事實(shí)相矛盾?④探究方案中有值得改進(jìn)的地方嗎?等等。評(píng)估工作也可以穿插在其他環(huán)節(jié)中，如在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析論證等環(huán)節(jié)中。

7貫穿于探究始末的交流與合作

該要素貫穿于整個(gè)探究過(guò)程，如許多環(huán)節(jié)中的討論，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的合作，寫下的探究報(bào)告，這些都是學(xué)生間、師生間的交流和合作。在交流和合作中，提醒學(xué)生做到以下幾點(diǎn)：①能準(zhǔn)確表述自己觀點(diǎn)；②合作中注意既堅(jiān)持原則又尊重他人；③能思考并接受別人好的意見，改進(jìn)自己的探究方案；④有團(tuán)隊(duì)精神。

當(dāng)然，學(xué)生探究能力應(yīng)該是逐步發(fā)展。只有我們平時(shí)教學(xué)中注重科學(xué)探究的教學(xué)，在活動(dòng)中可只涉及或重點(diǎn)體現(xiàn)部分環(huán)節(jié)，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的某些能力，遵守循序漸進(jìn)的原則，有計(jì)劃、有步驟地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行專題復(fù)習(xí)，給學(xué)生理理頭緒，讓學(xué)生對(duì)這塊內(nèi)容形成體系，使他們的探究能力得到全面地升華。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2001

[2]物理課程標(biāo)準(zhǔn)研制組.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)解讀[M].武漢：湖北教育出版社，2006.