朱海舟

實驗探究是一種在教師引導(dǎo)下由學(xué)生獨立完成的發(fā)現(xiàn)知識過程的活動.新課程理念下的實驗探究教學(xué)是以學(xué)生為中心,以學(xué)生的主體實踐活動為基礎(chǔ),以學(xué)生的探究學(xué)習(xí)為主體,以學(xué)生素質(zhì)提高為目標(biāo)的教學(xué)過程.

《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)》中從課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式三個方面對科學(xué)探究進(jìn)行了闡述,提出“物理課程應(yīng)改變過分強調(diào)知識傳承的傾向,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識”.物理課程改革需要培養(yǎng)生動活潑、主動發(fā)展的個體,提倡學(xué)生自己探索和發(fā)現(xiàn)知識.實驗探究能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性,創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)氛圍,讓學(xué)生通過自主探究學(xué)習(xí)去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,體現(xiàn)基礎(chǔ)教育課程改革的要求和物理新課標(biāo)的理念,是當(dāng)前物理教學(xué)改革的方向.

新課程要求我們大刀闊斧、義無反顧地將作為初中物理課改重要內(nèi)容的實驗探究教學(xué)推行下去,但作為改革執(zhí)行者的一線教師卻面臨以下兩方面的問題:

1.以考核“雙基”為主要內(nèi)容的中考評價機制與新課程改革同時存在,中考的指揮棒時刻把我們的課堂向應(yīng)試的道路上導(dǎo)引,實驗探究演變成了“轟轟烈烈走過場,回頭再把實驗講”的奇怪現(xiàn)象.

2.沒有在科學(xué)理論指導(dǎo)下較為成功的切實可行的模式可供借鑒和參考,教師在開展實驗探究教學(xué)實踐時感到過程(探究)和目標(biāo)(應(yīng)試)脫鉤,無所適從.

為了在“探究”和“應(yīng)試”中尋找一個平衡點,進(jìn)行有機的統(tǒng)一,筆者從課堂教學(xué)實踐的層面上就初中物理實驗探究的幾種常見教學(xué)模式作些探討:

對剛開始學(xué)習(xí)物理的初中生來說,雖然抽象邏輯思維在個體的智力發(fā)展中開始占優(yōu)勢,但此時的邏輯思維還需要經(jīng)驗的支持,因此教學(xué)中應(yīng)該從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象引入概念,讓學(xué)生通過“提出問題——猜想與假設(shè)——制定計劃與設(shè)計實驗——進(jìn)行實驗與收集證據(jù)——分析與論證——評價——交流與合作.”等科學(xué)探究環(huán)節(jié),在具體的實踐過程中構(gòu)建知識.但由于受課堂時間,學(xué)生知識水平等因素的限制,不可能在一個單位課時內(nèi)完成實驗探究的全部環(huán)節(jié),筆者經(jīng)過大量教學(xué)實踐逐漸摸索出一套以全體學(xué)生為對象,以循序漸進(jìn)的發(fā)展為目標(biāo),以重點環(huán)節(jié)為突破口的物理實驗探究教學(xué)模式.

一、“發(fā)現(xiàn)——探索”模式

“發(fā)現(xiàn)——探索”模式的主要特征是:學(xué)生通過對教師精心設(shè)置的問題情境(現(xiàn)象或材料)的觀察和分析,從而在問題情境中產(chǎn)生疑問,發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,對問題的答案形成猜想與假發(fā).這種模式充分利用青少年好動心理特征的正面效應(yīng),通過情景產(chǎn)生好奇心,用趣味啟發(fā)學(xué)習(xí)興趣,最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且轉(zhuǎn)化成學(xué)生積極求知的驅(qū)動力.

案例一:《研究電磁鐵》

利用視頻情景引入:電影《透明人》的片段——女主角拆下鐵門內(nèi)側(cè)的鐵把手,利用心臟起搏器的直流電源等工具自制成一個粗陋的電磁鐵把鐵門外側(cè)的鐵栓吸住并拉開,成功進(jìn)行自救的全程.視頻播放完畢后,學(xué)生已表現(xiàn)出制作電磁鐵的強烈欲望.設(shè)置問題:“根據(jù)電影中提供逃生時的情景,你能提出一個什么物理上的問題?”學(xué)生能圍繞電磁鐵提出問題“主角用什么打開鐵栓?”等.再設(shè)置問題“你認(rèn)為要制作一個電磁鐵,需要什么器材?”學(xué)生在視頻情景中得到提示,從而對教師提出的問題有一個合理的回答.利用“發(fā)現(xiàn)——探究”模式進(jìn)行實驗教學(xué),第一,要選擇實驗教學(xué)目標(biāo),確定要解決的問題.第二,如果作為情境材料的是演示實驗,教師要保證操作熟練、實驗現(xiàn)象突出,一次成功.第三,教師要善于選擇達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的策略、手段、方法,把握和控制教學(xué)過程,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考和分析、歸納結(jié)論.

二、“過程——體驗”模式

“過程——體驗”模式的主要特征是:在教師合理的參與下,調(diào)動學(xué)生的情感、知覺、思維、注意等一系列心理功能共同主動參與到實驗探究過程中,雖然學(xué)生的探究過程也許沒有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,但這種身臨其境的成功或失敗的體驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,增長他們的才干.

案例二:《探究電磁鐵的磁性和哪些因素有關(guān)》

在案例一中,學(xué)生制作出電磁鐵后,繼續(xù)進(jìn)行對影響電磁鐵磁性強弱因素的探究.這時教師提出“請想辦法增大電磁鐵的磁性,使之能吸引更多大頭針.”教師并沒有限定學(xué)生對電磁鐵磁性強弱與電流大小、與線圈匝數(shù)兩個因素進(jìn)行探究.在這個開放式探究性實驗中,能力強的小組能根據(jù)書本的提示進(jìn)行多角度的探究,一般能力的小組或者只能探究其中一個因素.但即便學(xué)生只能通過改變學(xué)生電源的輸出電壓得出“電壓越大,電磁鐵的磁性越強”的結(jié)論,不能得出電磁鐵磁性強弱本質(zhì)是與電流的關(guān)系,也是成功的.

利用“過程——體驗”模式進(jìn)行實驗探究教學(xué),要根據(jù)課程和學(xué)生思維的發(fā)展,提出準(zhǔn)確的問題,再將問題轉(zhuǎn)化為實驗,要力求簡單,重點突出,現(xiàn)象明顯.要讓學(xué)生設(shè)計好實驗方案(不一定是完整的書面的形式),教師要設(shè)置好思考的問題,引導(dǎo)學(xué)生在實驗過程中思索、歸納結(jié)論.“過程——體驗”模式常用于物理概念和物理規(guī)律的教學(xué),老師要通過學(xué)生的操作過程反饋出學(xué)生對知識的掌握情況,及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度,改進(jìn)教學(xué)方法,幫助學(xué)生改正錯誤.

三、“問題——解決”模式

“問題——解決”模式是:以問題為驅(qū)動力,以培養(yǎng)提高學(xué)生解決問題的能力為主要學(xué)習(xí)目標(biāo)的教學(xué)模式.教師根據(jù)教學(xué)的計劃和目標(biāo),以及學(xué)生掌握的知識提供一定的材料,設(shè)置一個或幾個問題(任務(wù))讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)(一般為一課時)完成.

案例二:《開關(guān)在電路中的應(yīng)用》

利用下列器材設(shè)計一個電路,使得L₁、L₂、L₃三盞電燈并聯(lián);開關(guān)S₁同時控制三盞燈;開關(guān)S₂同時控制L₁、L₂;開關(guān)S₃同時控制L₂、L₃.要求:畫出電路圖并按電路圖連接電路.(提供的器材:學(xué)生電源、導(dǎo)線20條、燈座3個、燈泡3個,開關(guān)3個)

“問題——解決”模式和以往按給定的步驟進(jìn)行實驗的做法有本質(zhì)區(qū)別.在問題呈現(xiàn)出來后,學(xué)習(xí)者就會發(fā)現(xiàn),要解決好這個問題除了應(yīng)用他們已掌握的知識外,還需要學(xué)習(xí)一些新的知識.當(dāng)解決問題所必備的知識掌握后,學(xué)習(xí)者就開始著手解決目標(biāo)問題,但在解決問題的過程中需要整合原來已有的知識,并在此基礎(chǔ)之上發(fā)展出新的知識.有時候,一個問題的解決又會引發(fā)另外一個或一些問題,于是,循環(huán)往復(fù),學(xué)習(xí)者在不斷出現(xiàn)的新問題的解決過程中重新整合和自主建構(gòu)自身的知識,促使自己的知識與能力也螺旋式提高.

四、“交流——合作”模式

“交流——合作”模式是:將課堂教學(xué)組織成一個完整的相互作用的系統(tǒng),由教師或?qū)W生提出問題,并在學(xué)生與學(xué)生之間,老師與學(xué)生之間進(jìn)行交流、溝通、討論.該模式側(cè)重于促進(jìn)學(xué)生主體意識的形成,掌握與人溝通的技巧,培養(yǎng)合作精神.

案例四:《探究滑動摩擦力的大小和哪些因素有關(guān)》

由教師或?qū)W生提出一堂課總課題下的若干子課題,如:

1.滑動摩擦力的大小和接觸面積大小的關(guān)系

2.滑動摩擦力的大小和接觸面粗糙程度的關(guān)系

3.滑動摩擦力的大小和運動速度的關(guān)系

4.滑動摩擦力的大小和壓力大小的關(guān)系

將班級的學(xué)生分為若干小組,由教師指定或小組自主選擇一個子課題進(jìn)行探究.最后通過小組中、小組間學(xué)生的交流討論,以及師生間的互動得出正確的結(jié)論.

“交流——合作”模式,使學(xué)生由被動聽講轉(zhuǎn)為主動參與,主動進(jìn)取,學(xué)會多角度地分析物理問題和現(xiàn)象,學(xué)會在合作互動中學(xué)習(xí).

“交流——合作”模式為學(xué)生自由表達(dá),發(fā)表獨特見解提供了一個平臺,學(xué)生在民主、活躍、熱烈的課堂氣氛中交流經(jīng)驗,探討、剖析滲透在知識和問題中的觀念、思想、思維方法,形成競爭交流機制.學(xué)生在與他人的合作學(xué)習(xí)中,逐漸學(xué)會流暢且正確地表達(dá),學(xué)會傾聽,尊重他人意見.不斷樹立信心,增強與他人溝通的能力.

五、“時空——拓展”模式

“時空——拓展”模式是:由于課時限制,課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)設(shè)備的限制,學(xué)生在實驗探究過程中有很多的新想法,感興趣的知識或超出初中課標(biāo)要求的知識,教師在課堂上無法一一解決,滿足學(xué)生的需要.因此把探究性實驗延伸到課外,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外探究,以滿足不同學(xué)生的要求,開拓各個層次的學(xué)生實踐技能.

案例五:以下實驗可供學(xué)生在家自主探究

《制作電動機》、《測量自己登樓功率》、《測量學(xué)校到自己家的距離》、《測量家庭用電器的電功率》、《判斷未知磁體的極性》、《測量電池組電壓》、《水火箭》等.

不同的教學(xué)內(nèi)容,不同的教學(xué)階段,不同的教學(xué)目的,可選擇不同的教學(xué)模式,但在實際的課堂教學(xué)中不管采用何種模式都應(yīng)遵循以下的教學(xué)原則:

1.鼓勵性原則——教師應(yīng)鼓勵學(xué)生的探究創(chuàng)新活動,給予學(xué)生的探究成果以應(yīng)有的肯定,這是培養(yǎng)學(xué)生自信心的基礎(chǔ),是學(xué)生繼續(xù)創(chuàng)新的發(fā)展動力,同時,教師應(yīng)在學(xué)生探究過程中遇到困難時,給予具體的指導(dǎo),使學(xué)生能比較順利地參與科學(xué)探究活動,讓學(xué)生更多地體驗到成功的愉悅.

2.及時性原則——及時地對學(xué)生的探究過程和結(jié)果進(jìn)行評價,使學(xué)生看到成績,提高探索學(xué)習(xí)的興趣,增強參與的勇氣.

3.因材施教原則——教師應(yīng)公平地對待每一位學(xué)生,喚醒學(xué)生的自我認(rèn)識.美國教育家布魯姆的“掌握學(xué)習(xí)”理論認(rèn)為,只要教師提供足夠的學(xué)習(xí)時間和適當(dāng)?shù)膸椭?95%的學(xué)生都能夠達(dá)到確定的全部教學(xué)目標(biāo).

4.循序漸進(jìn)原則——科學(xué)探究的學(xué)習(xí)和科學(xué)知識的學(xué)習(xí)一樣,都應(yīng)該由簡單到復(fù)雜,循序漸進(jìn).

小結(jié):本文通過對新課程理念下初中物理實驗探究教學(xué)的探討,從而發(fā)現(xiàn)實驗教學(xué)的規(guī)律,建立適當(dāng)?shù)膶嶒灲虒W(xué)模式.由于學(xué)生需求不同,不同類型的實驗教學(xué)內(nèi)容不同,指向不同的教學(xué)目標(biāo),不同的教學(xué)工具提供不同的可能性,因而不存在適用于一切教學(xué)環(huán)境的最優(yōu)教學(xué)模式.教師需要掌握一系列適用于不同教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、對象的各種實驗教學(xué)模式,才能創(chuàng)造出有效的教學(xué)環(huán)境,突破“知識積累”教育觀的束縛.在實際教學(xué)中取得最佳教學(xué)效果.

(責(zé)任編輯:易志毅)