佟曉軍

【摘要】為了探索科學(xué)探究教學(xué)的操作策略,本文以實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革為目標(biāo),結(jié)合教學(xué)實踐和實例,論述了科學(xué)探究教學(xué)中應(yīng)該重視的兩個方面的問題:科學(xué)探究的要素及開展科學(xué)探究教學(xué)的目標(biāo)。通過一般步驟中的某些要素讓學(xué)生逐步養(yǎng)成質(zhì)疑的學(xué)習(xí)習(xí)慣,自主參與科學(xué)探究的過程,從中充分掌握自主、探究、合作學(xué)習(xí)的科學(xué)方法。

【關(guān)鍵詞】高中物理 新課程改革理念 科學(xué)探究

吉林省從2008年全面實施新課改以來,中學(xué)物理新課程改革使物理教學(xué)內(nèi)容發(fā)生了很大的變化,特別是在新的教育理念“以學(xué)生為本、全面發(fā)展”“自主學(xué)習(xí)、教學(xué)方式多樣化中,突出體現(xiàn)探究式教學(xué)方法?！蔽锢韺W(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),在高中物理必修、選修各個模塊中充分體現(xiàn)了典型的科學(xué)探究學(xué)習(xí)方法,給科學(xué)探究教學(xué)提供了非常廣闊的空間,筆者擬就這些問題談點想法。

1.科學(xué)探究的特點。科學(xué)探究是學(xué)生用科學(xué)研究的方式主動的獲取知識、應(yīng)用知識、分析問題、解決問題,構(gòu)建自主、探究、合作的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生把科學(xué)知識的學(xué)習(xí)與科學(xué)方法有機(jī)結(jié)合起來,成為知識的“發(fā)現(xiàn)者”“擁有者”和“應(yīng)用者”,從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。

2.科學(xué)探究的要素。在高中物理的學(xué)習(xí)中,特別要注意學(xué)習(xí)的過程與方法,更要注重科學(xué)探究的要素。首先要從物理學(xué)的角度提出科學(xué)有價值的問題;對解決的方式和問題的答案提出猜想與假設(shè);然后,根據(jù)已有的條件,制定實驗計劃選擇實驗方法及所需要的裝置與器材設(shè)計實驗;根據(jù)實驗步驟進(jìn)行實驗操作,從多種方式收集實驗數(shù)據(jù);對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理得出結(jié)論,對實驗結(jié)果進(jìn)行解釋和描述、分析與論證;分析評估假設(shè)與實驗結(jié)果的差異,注意探究過程中未解解決的矛盾,發(fā)現(xiàn)新的問題吸取經(jīng)驗教訓(xùn),改進(jìn)探究方案;最后交流與合作,寫出實驗探究報告。例如,麥克斯韋的電磁場理論、愛因斯坦的相對論、安培的分子電流假說等,可讓學(xué)生按照教材中科學(xué)研究的方法,通過動手實踐、用心體會、深入理解物理規(guī)律。

3.科學(xué)探究的目標(biāo)。由于探究課堂具有較強(qiáng)的自主性,所以在科學(xué)探究中要讓學(xué)生充分參與到教學(xué)過程中來,讓學(xué)生處于主動地位,充分地挖掘、開發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的潛能,從而培養(yǎng)學(xué)生自主、探究、合作學(xué)習(xí)的能力。

4.科學(xué)探究的基礎(chǔ)。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題是科學(xué)探究的基礎(chǔ),因此,在科學(xué)探究之前,教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、探究目標(biāo),通過演示實驗、多媒體呈現(xiàn)、物理過程描述等多種手段為學(xué)生提供豐富的物理情景,引導(dǎo)學(xué)生提出問題。在對提出的問題進(jìn)行歸納和提升之后,從物理學(xué)的情景中提出有價值的問題或探究主題,為科學(xué)探究打下了良好的基礎(chǔ)。

5.科學(xué)探究的關(guān)鍵。猜想與假設(shè)是學(xué)生創(chuàng)新性思維的重要體現(xiàn),也是科學(xué)探究的關(guān)鍵。象科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)假說一樣,猜想與假設(shè)都要建立在一定的事實基礎(chǔ)之上,否則是無價值的,所以教師要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實際現(xiàn)象或已有的知識提出假設(shè),避免猜想的盲目性。

例如,在講“自由落體運動”一節(jié)時,演示“牛頓管”的實驗,學(xué)生們一致認(rèn)為硬幣先落下,其次是軟木塞,最后是羽毛落下。筆者隨即設(shè)疑:如果將“牛頓管”中的空氣抽出,情況又如何呀?引發(fā)學(xué)生提問。有學(xué)生提出:“物體下落快慢與什么有關(guān)?”還有學(xué)生問:“為什么羽毛最輕還同時落下”經(jīng)過歸納,前一個問題大多數(shù)同學(xué)最關(guān)注,并且符合學(xué)生認(rèn)知需要,因此成為了本節(jié)課的探究課題。根據(jù)物理的知識和經(jīng)驗,有同學(xué)猜測可能與質(zhì)量大小、接觸面積有關(guān),等等。這時,將抽出空氣的“牛頓管”再做實驗,激發(fā)了學(xué)生的新的認(rèn)知沖突,通過這一過程,使學(xué)生體驗了有根據(jù)的猜測,并使后續(xù)的探究具有了明確的目標(biāo)和科學(xué)價值。

6.重視科學(xué)探究的過程。制定計劃、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析論證、評估交流,是獲得科學(xué)結(jié)論的途徑,也是獲取實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、結(jié)論的重要過程。新課改不提倡讓學(xué)生按照設(shè)計好的實驗步驟“照方抓藥”,教材中也不再具體給出實驗現(xiàn)象和結(jié)果,所以實驗中,教師要啟發(fā)和鼓勵學(xué)生根據(jù)探究目標(biāo)設(shè)計實驗方案、實事求是地記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)、通過分析,歸納出實驗結(jié)論。教師根據(jù)學(xué)生的知識水平、認(rèn)知能力,根據(jù)優(yōu)勢互補(bǔ)的原則進(jìn)行分組,以小組合作的方式進(jìn)行,各小組成員要一起制定實驗方案,實驗中主動參與,分工合作,各盡其職。實驗中,教師要不斷進(jìn)行監(jiān)控和方法指導(dǎo),保證探究活動科學(xué)有序進(jìn)行,尤其要注重對實驗設(shè)計中的創(chuàng)新方案要給與鼓勵。為了提高探究效率,教師可給學(xué)生設(shè)計一些具體問題,使學(xué)生有更具體的探究目標(biāo)。例如,在“楞次定律”一節(jié)的探究中,筆者曾給學(xué)生設(shè)計以下問題:指針偏轉(zhuǎn)方向和電流流向的關(guān)系之間有什么規(guī)律?磁鐵的N(或S)極插入線圈時,感應(yīng)電流的方向以及其磁場方向如何?磁極遠(yuǎn)離時又是怎樣的?根據(jù)實驗結(jié)果,你能得到哪些結(jié)論?并總結(jié)出什么結(jié)論?這些問題的設(shè)置使得學(xué)生的探究有序進(jìn)行,避免了盲目性。不過,也要允許學(xué)生有新的想法,從而體驗思考的樂趣。

在合作中,要鼓勵小組中的每個成員都敢于發(fā)表見解,發(fā)揮作用,最后提煉成小組成果在全班進(jìn)行交流,營造出一種和諧的學(xué)習(xí)氛圍,提高學(xué)生對探究的熱情和興趣。

科學(xué)探究教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相比過程較復(fù)雜,不確定的因素較多,這就決定了其操作中的策略性較強(qiáng)。物理學(xué)有著豐富的教學(xué)內(nèi)容,每節(jié)課的教學(xué)方式不盡相同,新課程改革提倡教學(xué)方式多樣化,但培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是物理教學(xué)中必須堅持的方向,我們只有在實踐中不斷和總結(jié)和反思,因地制宜地解決科學(xué)探究中的實際問題,使探究性活動落到實處,才能使科學(xué)探究教學(xué)逐漸走向成熟和完善,真正促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新意識的形成和解決問題能力的提高。

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