岑妙宜

內容摘要:探究性實驗課該怎樣呈現(xiàn)在教學中,才能達到自主探究的目標?是我們急需研究的。本人在教學實踐中為如何開展指導性和開放式探究性實驗課而設計了“套餐式”探究活動。本文以《透鏡及其應用》一章為例,對如何進行“套餐式”探究活動作出說明。

關鍵詞:探究性實驗課 呈現(xiàn)“套餐式”探究活動

許多的統(tǒng)計資料表明:學了更多的知識后,學生學習科學的興趣下降(特別是中國與日本),究其原因,缺少探究性實驗教學是其中之一,因此,探究性實驗課是學生進行科學探究的重要形式①。然而教學過程中出現(xiàn)探究不力、過程失控、流于形式等狀況,影響了探究性實驗課的開展,當中一個重要原因是教師對探究性實驗課的認識僅局限于為了探究某個規(guī)律而進行探究。因而處理上就局限于就該節(jié)書的內容上一堂探究性實驗課。但學生的操作技能、探究水平和科學意識未能跟上,面對突如其來的探究性實驗,很多學生表現(xiàn)出無助,隨意或忙亂,這種情況下學生難以在探究活動中找到探究的樂趣,從而打擊了探索的欲望。為此,探究性實驗課該怎樣呈現(xiàn)在教學中,是我們急需研究的。

本人就“探究性實驗課該怎樣呈現(xiàn)在教學中”設計了“套餐式”探究活動,實施以來,取得良好效果。所謂“套餐式”探究活動,就是在探究某個規(guī)律前,先設計一系列與之相關的、起準備、鋪墊作用的探究活動,為探究規(guī)律提供知識原型、操作技能、思維暗示,也就是學生自我提供探究的基礎。教師著重做好教學設計與實驗安排,給學生不著痕跡的引導。

下面以《透鏡及其應用》一章為例,對如何進行“套餐式”探究活動,作說明。

課本內容安排∶第一節(jié)《透鏡》,第二節(jié)《生活中的透鏡》,第三節(jié)《探究凸透鏡成像的規(guī)律》。課本在本章中安排了一節(jié)探究性實驗課,探究凸透鏡成像的規(guī)律,實驗設計提供物距與焦距的關系:u>2f,2f>u>f,u

本人認為,課本對該實驗設計的“探究”成分太少。如果要讓學生學習、理解科學的本質,開放性的探究是不可缺少的一部分②。由于學生在生活中經常能通過照相機、電影等看到縮小或放大的像,但卻很少深究成像的條件,因此,本實驗的設計更應從像的特點入手,在尋獲像的過程中,探究成像的條件,這樣設計更符合學生想要探究的思維順序。然而新的實驗設計探究的難度較大,本人通過“套餐式”探究活動,讓學生自我提供探究凸透鏡成像規(guī)律的基礎,使《探究凸透鏡成像的規(guī)律》一課能順利開展。以下是為探究凸透鏡成像規(guī)律而進行的“套餐式”探究活動的安排和設計過程(實驗以4人為一小組):

一、在《透鏡》一節(jié),增加“尋找太陽的像——凸透鏡的焦點”探究活動。讓學生正對著陽光尋找凸透鏡的焦點,并測出焦距。學生對這個“亮極”的焦點很感興趣,但要注意糾正測焦距時出現(xiàn)的技術錯誤:把焦點F到鏡面最凸位的距離作為焦距f。

說明:通過這節(jié)課的探究活動,學生掌握了測量物體間距離的操作技巧,并有了讓“凸透鏡正對著物體”進行實驗的體驗,利于在第三節(jié)《探究凸透鏡成像的規(guī)律》一課有較熟練和正確的操作。

二、在《生活中的透鏡》一節(jié),增加“尋找照相機效果”的探究活動。給學生一塊凸透鏡,一張白色硬紙皮,要求學生在較暗的課室內給站在課室外陽光下的兩位同學照一張“不永恒的照片”(就是在白紙板上獲得窗外景物的像)。學生找到紙板上動態(tài)的、倒立的同學的像后覺得極有趣,更為自己發(fā)現(xiàn)了復雜的照相機里的乾坤感到興奮不已。

說明:這一探究活動讓學生從感性上認識科學的內容,并在動手動腦的實際過程中,產生積極的探究情感體驗。探究過程中窗外境物、透鏡、白紙板三者距離和位置的調節(jié),為下一節(jié)《探究凸透鏡成像的規(guī)律》如何尋找蠟燭的像提供了大致的距離感,紙板上倒立的同學的像,為蠟燭成像提供了形象暗示。這些起鋪墊作用的探究活動,給學生之后的規(guī)律探究提供準備,更提供了自信。

三、對《探究凸透鏡成像的規(guī)律》一節(jié),重新設計和安排更符合學生探究思維順序的探究實驗。

1.設計“燭焰的照相機效果和幻燈機效果”探究活動,要求學生找到燭焰的像。學生通過上一節(jié)的探究活動,對“照相”已有經驗,很快在白紙板上獲得了蠟燭倒立的像,動作干凈利索,很有成就感,當發(fā)現(xiàn)自己獲得的是縮小的像,而有的組卻在白紙板上獲得了放大的像,兩組之間便互相“偷師”,尋找不同效果。

說明:由于之前的一些探究活動提供了探究的基礎,使學生在本探究性實驗課中有了一定的操作技能和探究水平,因此縮短了操作、探尋的時間,留有更多的時間進行觀察、實踐、思考。

2.學生探尋到縮小和放大的實像后,教師提出問題∶兩次成像讓你發(fā)現(xiàn)了什么?問得比較籠統(tǒng),目的是讓學生從多角度自主發(fā)現(xiàn)問題。結果得到了以下這些回答∶

(1)光屏接到的像是倒立的。

(2)縮小的像特別亮,輪廓特別清晰。

(3)放大的像比較暗淡,燭焰的位置較高,但光屏得到的像位置卻較低。(也就是“像點與物點的連線不垂直于凸透鏡兩截面”,學生意識到了它與平面鏡成像的區(qū)別)

(4)縮小的實像離凸透鏡較近,放大的實像離凸透鏡較遠。

(5)燭焰離凸透鏡較遠時成縮小實像,燭焰離凸透鏡較近時成放大實像。

(6)燭焰離凸透鏡很近時光屏怎么移動也接不到像(當中有可能是u

說明∶對上一個探究活動,學生得到了期望出現(xiàn)的圓滿結果,產生的成就感鼓勵了學生從感性認識進入到本質的內在規(guī)律的探究,自主提出了有利于探究的問題,學生更樂于為自我發(fā)現(xiàn)的問題繼續(xù)探究,使接下來“探究凸透鏡成像的規(guī)律”時有實驗可探索,有問題可思考,有平臺可交流。

3.設計“探究凸透鏡成像規(guī)律”的探究活動,根據學生們的發(fā)現(xiàn),提出問題探究:

物體離凸透鏡較遠時,成縮小的實像,這個“遠”在什么范圍?

物體離凸透鏡較近時,成放大的實像,這個“近”在什么范圍?

物體離凸透鏡足夠近時,不能成實像,這個“足夠近”在什么范圍?

有了之前的探究基礎,學生順利完成了從成像到測量、記錄的過程,我把多組學生的測量數(shù)據記錄在電腦表格上,通過投影機提供給全班,尋找當中的規(guī)律(要強調學生所用凸透鏡焦距f的大小,給學生思維暗示)。然而發(fā)現(xiàn),“u>2f時,成縮小倒立的實像”這一規(guī)律的數(shù)據提供不足,幾乎所有小組提供的數(shù)據都是u>3f,u>4f,為什么?

原來學生尋找縮小的實像時,為了看上去明顯縮小,都刻意找縮小了好十幾倍的實像,所以物距都超過了3f。于是我提出了一個新的問題探究∶在什么情況下可得到等大的實像?從什么時候開始,可得到縮小的實像?

學生又開始了實驗探究,這一次,不但獲得了書本要求的探究結果,有學生還得出以下實驗結果∶

(1)物體從焦點出發(fā),離凸透鏡越來越遠,得到的像越來越近,越來越小。

(2)物體在F位置是成實像或虛像的轉折點,在2F位置是成放大或縮小實像的轉折點。

說明:學生在探究過程中考慮不周全時,教師盡量不要代為“添加”,最好以“設計新的問題探究”這一方式,留給學生探索的空間,學生在獲得知識的過程中能得到過去學習方式下不可能得到的結果——能力、方法和價值觀的提升。

“探究性實驗課”不能與“做實驗”等同,過去的實驗課多是結構性和驗證性的,而開放式探究性實驗課的內容和結果學生不能預先確定,它是不斷開發(fā)和生成的,《探究凸透鏡成像的規(guī)律》一課,如果之前沒有設計一系列起準備作用的探究活動,給予學生一定的操作技能和積極的探究情感體驗,就難以達到探究性實驗課所要達到的效果——在探究過程中學習科學方法,理解科學內容,體會創(chuàng)新的愉悅。

實施套餐式探究活動,同時還要注重教學評價、教師角色定位和課后作業(yè)布置策略,我的具體做法是:

1.進行在線評價。這里所指的“在線評價”,是教師對學生在探究活動課上的探究結果給予即時評價。評價的方式和標準因探究內容而定,例如:要求學生展示實驗中的關鍵操作;檢查學生實驗數(shù)據或結果;針對該實驗提出問題要求學生回答等等。如該組學生能順利完成,就在相應的實驗方案旁打滿分。各組的探究方法、能力存在差異,因而完成時間和完成質量不同,老師基本能在兩個小組先、后完成的時間差內對先完成的小組進行在線評價。對未能順利解決的小組,教師進行適當指導,或要求已順利完成的小組成員給弱勢小組提供幫助,這樣處理也利于對課堂的控制,避免探究過程失控。對學生來說,老師的評價是對他“成果”的一種承認,因而評價給了學生積極探究的動力。學生每次舉手等待老師來評分時那興奮、自信、期待的表情,總令我慨嘆科學探究的魅力。學生自我發(fā)現(xiàn)的“成果”不可能達到科學發(fā)現(xiàn)的水平,但只要是合理的,也應給予肯定,因為通過強調學生自主參與類似于科學探索活動,學生獲得體驗,可使其逐步形成喜歡提問,樂于探究,努力求知的心理傾向。

2.降低“講授欲”。就是對自主探究活動的過程教師要減少語言分析,盡量從活動設計上給學生不著痕跡的引導。教師受過去教師講學生聽的灌輸式教學模式影響,部分教師為自己引導學生探究時“講得很清楚,學生聽得很明白”而得意,事實上,學生“聽明白了”跟“理解了”、“發(fā)現(xiàn)了”是不同的層次和效果。實驗心理學家赤瑞特拉做過一個實驗發(fā)現(xiàn)∶人們一般能記憶自己閱讀內容的10%,自己聽到內容的20%,自己聽到和看到內容的50%,在交流過程中自己所說的內容的70%。這就是說既能聽到,又能看到,再通過討論交流,用自己的語言表達出來,知識的獲取和保持效率將大大提高,如果能讓學生再親自操作實驗,進行探究,則能取得更大效果。因此,自主探究活動要著重教師是教學設計者,學生為主要行為主體,“讓學生有所領悟、有所發(fā)現(xiàn)”的教學設計比“讓學生聽得明白”的語言引導更重要。

3.增加“自主作業(yè)”。就是學生自行選購適合自己的一些物理課外書,每天自選內容和題量來做,并點出疑難問題,教師分層要求,適度評價。學生通過自主作業(yè),對知識、技能進一步檢驗和充實,加深了對探究活動的領悟,逐漸形成科學思維。有自主作業(yè)的知識積累,學生能自行尋找新問題,與老師、同學探討,大大提高了探究活動的教學效率。

探究性實驗課的呈現(xiàn)方式不止一種,很多方式都有積極作用,視乎如何按照學生的特點、教師的個性去實施,視乎用什么態(tài)度去配合。“套餐式”探究活動,注重讓學生自我感覺在原有基礎上獲得進步(不論大小),獲得成功體驗(不論多少),達到一種人性化的、真正意義的分層教學;注重為探究性實驗的開發(fā)、生成作必要的鋪墊,讓學生掌握操作技巧,從而有時間關注探究過程,最后有能力獲得結論,使研究性學習活動的教學目標達成度更高。

參考文獻:

①②《物理課程標準解讀》第一章第三節(jié)《中學生物理學習心理研究》。

注釋:本文所講的《探究凸透鏡成像的規(guī)律》是義務教育課程標準實驗教科書《物理》八年級上冊第三章,人民教育出版社出版。

作者單位:佛山三中初中部