探究式教學(xué)是教師通過(guò)引發(fā)、促進(jìn)、支持、指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性的學(xué)習(xí)活動(dòng),來(lái)完成學(xué)科教學(xué)任務(wù)的一種教學(xué)思想、教學(xué)模式和教學(xué)方法。探究教學(xué)策略的實(shí)施主體是教師,在教師成功實(shí)施探究教學(xué)策略的情景下,學(xué)生既是探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的主動(dòng)者,又是教師探究教學(xué)策略的受動(dòng)者。以下筆者結(jié)合自身的教學(xué)體會(huì)對(duì)高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行分析。
一、利用演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察問(wèn)題分析問(wèn)題的能力
演示實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行探究教學(xué)不僅可以增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),也可為學(xué)生提供創(chuàng)造性思維的機(jī)會(huì),還有助于理解科學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。
(一)演示實(shí)驗(yàn)中探究教學(xué)的特點(diǎn)
1.歸納性
歸納性指教師在演示過(guò)程中提出一些有關(guān)問(wèn)題,要求學(xué)生自己尋找答案。首先它能引起學(xué)生的探究,激發(fā)學(xué)生在自己已有的知識(shí)基礎(chǔ)上開展分析,作出假設(shè)。在演示過(guò)程中充滿著“謎”,這些“謎”引起學(xué)生強(qiáng)烈動(dòng)機(jī),為學(xué)生主動(dòng)探究提供良好機(jī)會(huì)。其次學(xué)生對(duì)教師提問(wèn)的回答是一種有效的反饋活動(dòng)。由此,能良好理解學(xué)生對(duì)演示的理解程度,進(jìn)而提出更合適的問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)演示中所包含的概念或原理。
例如:演示磁體周圍存在磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)。首先,拿出一個(gè)小磁針(固定在絕緣座上能自由轉(zhuǎn)動(dòng)),然后拿出一根鐵棒靠近小磁針會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?(不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)),再拿出一根磁棒靠近小磁針會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?(小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)),問(wèn)學(xué)生為什么小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)呢?
磁棒與磁針未接觸,為什么有力的作用呢?(學(xué)生答:是因?yàn)榇虐糁車a(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)小磁針有力的作用)
又問(wèn):那么小磁針自由懸掛時(shí)為什么總是指向南北方向呢?(學(xué)生答:不知道或者說(shuō)地球可能存在磁場(chǎng),對(duì)小磁針有力的作用)
通過(guò)上述提問(wèn),使學(xué)生逐漸理解磁體周圍存在磁場(chǎng)。地球就是一個(gè)巨大的磁體。
2.實(shí)驗(yàn)性
演示是指教師向?qū)W生展示實(shí)物,直觀教具等感性材料,使學(xué)生獲取知識(shí)的一種教學(xué)方法。演示不僅能使學(xué)生獲得豐富、典型的感性材料,把間接知識(shí)與直接知識(shí)聯(lián)系起來(lái),從而加深對(duì)知識(shí)的理解。但是如果演示所涉及到的問(wèn)題的答案在演示之前不是顯而易見的,那么演示就成為實(shí)驗(yàn),稱為實(shí)驗(yàn)性演示。
(二)演示實(shí)驗(yàn)中探究教學(xué)的實(shí)例
例如:高中物理“自由落體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
本節(jié)教材是通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)討論物體的下落情況,現(xiàn)在我們把此節(jié)內(nèi)容運(yùn)用探究教學(xué)進(jìn)行研究。
(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)疑:首先讓一個(gè)小鐵球和一張紙片相同高度落下,結(jié)果小鐵球下落得快。
(2)學(xué)生分析:讓學(xué)生分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,不少學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為小球質(zhì)量大,下落快,得出下落加速度由其質(zhì)量決定。
(3)再實(shí)驗(yàn)設(shè)疑:兩張相同紙片,一張揉成小紙團(tuán),再?gòu)耐桓叨嚷湎?,結(jié)果紙團(tuán)下落快;一張質(zhì)量小的紙揉成團(tuán),另一張質(zhì)量大的紙片從同一高效落下,結(jié)果質(zhì)量小的紙團(tuán)下落快。
提出新問(wèn)題:紙團(tuán)下落與質(zhì)量無(wú)關(guān),到底與什么有關(guān)系?
這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)展示新現(xiàn)象、新知識(shí),跟學(xué)生原有認(rèn)知矛盾,從而引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,急切想弄清這個(gè)問(wèn)題,很自然就開始主動(dòng)思考探究。
(4)再分析:教師引導(dǎo)學(xué)生思考紙團(tuán)下落快是因?yàn)槭艿娇諝庾枇π〉木壒?。那么如果沒(méi)有空氣的阻力影響,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?讓學(xué)生想辦法,過(guò)渡到解決問(wèn)題的對(duì)比實(shí)驗(yàn):真空中和空氣中物體下落的實(shí)驗(yàn)。
(5)對(duì)比實(shí)驗(yàn):①讓金屬片、小羽毛、小軟木塞、小玻璃球從抽出空氣的管中下落,結(jié)果下落快慢相同;②讓管中進(jìn)入空氣再做一次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)下落快慢不同。從①中學(xué)生理解:一切物體在無(wú)阻力作用時(shí)下落加速度相同,從②中進(jìn)一步分析,空氣對(duì)下落物體的快慢有影響,學(xué)生完全信服這個(gè)道理。
(6)結(jié)論:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì),形成了“重力加速度與質(zhì)量無(wú)關(guān)”的正確概念。
(7)反思:通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)研究使學(xué)生知道平時(shí)看到的現(xiàn)象都是由于受到空氣阻力的影響造成的,從而消除了長(zhǎng)期認(rèn)為,“重的物體下落快”的錯(cuò)誤觀念。
二、利用課題研究培養(yǎng)學(xué)生綜合能力
在高中物理實(shí)驗(yàn)中開展課題研究可以全面培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力,即收集和處理信息的能力,分析和解決問(wèn)題的能力,語(yǔ)言表達(dá)能力,以及團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。這項(xiàng)活動(dòng)有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在進(jìn)行課題研究中,要引導(dǎo)學(xué)生選好課題,注重開放性及研究的過(guò)程性,使學(xué)生通過(guò)課題的研究,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
課題研究的設(shè)計(jì):
(1)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真選好課題
教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生,鼓勵(lì)他們自己選擇課題,因?yàn)檫x題的過(guò)程就是一個(gè)研究問(wèn)題、探索問(wèn)題的過(guò)程。選擇課題的內(nèi)容包括三個(gè)方面:
①學(xué)科知識(shí)型選題:收集教學(xué)中可以深化、拓展、探討的知識(shí)點(diǎn),可改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)等,這要求教師和學(xué)生在平時(shí)的教學(xué)及學(xué)習(xí)中善于思考,善于創(chuàng)新,善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,如學(xué)習(xí)堅(jiān)硬物體的形變,如何才能比較清晰、明顯地顯示出來(lái)?可以鼓勵(lì)學(xué)生利用多種器材,各種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和探索,又如學(xué)習(xí)歐姆定律時(shí),可以鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立去研究各種燈炮、燈絲的伏安特性,鼓勵(lì)學(xué)生自制歐姆表等儀器,再如學(xué)習(xí)光的折射及全反射之后,可以鼓勵(lì)學(xué)生去測(cè)定各種液體的折射率等。
②熱點(diǎn)型課題:當(dāng)今人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題“溫室效應(yīng)”。對(duì)于此類問(wèn)題有兩種觀點(diǎn),一種認(rèn)為氣溫上升的原因,主要是人類活動(dòng)造成的,另一種認(rèn)為源于地球本身的周期性變化情景。可引導(dǎo)學(xué)生查閱資料調(diào)查,討論大氣中CO2的主要來(lái)源,各種波長(zhǎng)的電磁波對(duì)CO2的穿透性,太陽(yáng)輻射使大氣升溫對(duì)環(huán)境的影響,通過(guò)以上各方面的分析,寫出小論文,這種方式有利于開拓闊眼界。
③社會(huì)生活型選題:從科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響或日常生活中選取與物理有關(guān)的課題是探究教學(xué)中較好的素材。如汽車剎車防抱死系統(tǒng)(ABS),可運(yùn)用物理知識(shí)進(jìn)行較深入地進(jìn)行研究。如調(diào)查研究:燈具的演變——柴灶、煤球爐、蜂窩煤爐煤油爐、液化氣灶、焦?fàn)t煤灶、天然氣灶、電爐、電磁爐微波爐等燃燒的加熱原理以及方便性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等。
(2)探究過(guò)程中注重開放性
探究教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生自主性、探究性學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),學(xué)生按照自己的興趣選擇和確定來(lái)自生活、學(xué)習(xí)中的現(xiàn)象,教師在整個(gè)研究過(guò)程中只扮演參與者,指導(dǎo)者的角色,充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性,自主性,在開放主動(dòng)、多元,合作的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行探究,這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考、探索,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題和交流合作的能力。在實(shí)驗(yàn)中向?qū)W生開放實(shí)驗(yàn)室、圖書室,讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)、操作完成實(shí)驗(yàn)。
(3)探究教學(xué)中注重探究的過(guò)程。
傳統(tǒng)的教學(xué)中只重視結(jié)果不重過(guò)程,對(duì)過(guò)程沒(méi)有進(jìn)行量化,對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)只重視考試分?jǐn)?shù)。而探究教學(xué)中學(xué)習(xí)過(guò)程比學(xué)習(xí)結(jié)果更加重要,因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程即是探究的過(guò)程。
在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行探究式教學(xué)是目前對(duì)于新的教學(xué)方式的嘗試,本文試圖想構(gòu)建一個(gè)理想的探究教學(xué)框架,將探究教學(xué)的各種理論進(jìn)行簡(jiǎn)化,運(yùn)用于我們的教學(xué)第一線,從而能從某個(gè)角度進(jìn)行新的教學(xué)方式的探索。
(作者單位:廣東省深圳市松崗中學(xué))