论文部分内容阅读
在新课改的要求下,以及新课程的实施中,科学探究性学习已是初中物理教学中的一种重要手段与方法,也是中考重点考查的一个方面.科学探究性学习以学生发展为本,更有效地突出学生学的方式,主要强调学生主动参与对问题的研究,强调学生的自主学习活动.它是一个重参与、重过程、重体验、重应用的学习方式,它把学生置于一个动态、开放、多元的学习环境中,给学生提供了很多获取知识的方式和渠道.新物理课程标准在科学探究上突出“提出问题;猜想与假设;制定计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作”为主线的探究方式.实验教学中实施科学探究性学习就是教师不直接给出结论,而是通过创设情景,启发、引导学生思考,提出问题,再让学生利用已有的知识和生活体验自主地去进行物理实验探究,通过小组合作讨论研究,最终得出结论,获取知识.本文拟在如何充分发挥学生的主体地位,教师的主导作用,组织引导学生在物理实验时有效的进行科学探究性学习谈谈自己几点主要的做法.
1 实验探究问题的提出与猜想
实验探究问题的提出与猜想是进行探究的起点,在实际的探究实验中,学生自发、主动发现提出科学问题是比较困难的,需要教师创设一定的情景,使学生通过观察、感知、体验后发现问题;或者创设一定的任务,在完成任务过程中,点燃智慧的火花,产生探究问题.为了让学生提出问题,可以采取以下措施:(一)创设问题的情境,让学生产生各种疑问和猜想.例如:在探究“ 光的反射”规律时,若教师只口述一束光线射向平面镜,平面镜将这一束光反射出去.针对这一现象,让学生提出问题,学生能提出的问题很少,若改为教师拿一平面镜和手电筒演示,这一现象让学生观察,学生提出的问题明显增多,有的学生甚至想到“反射光的强弱和入射光的强弱相同吗?”等问题.(二)鼓励学生提出问题:教师在实验活动中有意识地鼓励学生大胆提出问题,即使学生提出的问题是幼稚的,与教学内容无关的,甚至是错误的,教师也要对学生积极提出问题的态度给予肯定和表扬,切忌讽刺挖苦学生.(三)提供必要的背景知识:帮助学生提出问题受年龄和知识面限制,学生对有些知识知道的很少,这时需要教师提供必要的背景知识.例如,有探究“照相机”成像规律时,由于现在学生接触的大多是数码照相机,多数学生都会使用,让学生提问题有困难,这时教师可以给学生补充“光圈”、“景深 ”、“变焦镜头”、“快门”等知识.再让学生提出问题,学生会提出很多问题.
2 实验计划的制定与方案的设计
实验计划的制定与方案的设计有助于培养学生严谨认真的科学态度,能提高学生综合处理问题的能力;能加深学生对实验在物理学研究中的重要地位的认识及实验目的性的理解.为了逐步培养学生实验设计的能力,教师必须做好两点:(一)要教给学生实验方案设计的有关知识;主要有两个方面内容:(1)实验方案的内容:实验目的、实验原理、实验器材、实验装置(电路)图、实验步骤、实验要求、实验现象及数据记录表.(2)实验设计的原则:科学性原则;可行性原则;安全性原则;精确性原则;可重复性原则.(二)要循序渐进地提高学生实验设计的水平和能力,不能急于求成.学生要先经历一些简单的探究活动,在具体的某一实验探究教学中,其探究过程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素.在实验设计过程中,教师可给学生提供一些必要的参考资料,也可指导学生从不同渠道获取有关信息和参考其他同学设计的方案,设计出自己认为最佳的方案.学生设计好方案后要先在同学中讨论交流,互相检查是否有明显的不足,再由教师审查,最后进行具体实验操作.在操作过程中学生再根据实际情况对实验方案中不可行或不合理的地方进行修正.例如,设计“用天平和量筒测液体的密度”实验时,在器材上,有些学生把课本上的玻璃杯换成了烧杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对于选器材,我表扬了学生肯动脑;在步骤上我肯定了将盐水全部倒入的合理性,并对先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法让学生进行充分讨论,最后由学生自己分析得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差.后来他们修正了方案,实验做得很成功.
教师在指导和审查学生的设计方案时,要注意探究性学习的开放性特点,不可轻易否决学生设计的方案,要鼓励学生大胆地设计实验方案;即使是在对学生设计的不全面、不完善甚至错误的实验方案,也要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在设计实验方案过程中的主动参与意识和创新精神.同时教师应保护学生的好奇心、求知欲和探究性行为,允许学生在安全的前提下按照自己的方案进行探究活动,让学生在实验过程中经受挫折的磨练,并自己去体会方案中有哪些不足.比如说在设计探究“流体压强与流速的关系时”,许多同学开始都按课本“让两张纸自由下垂,向它们中间吹气”来实验,但有的同学在实验中发现现象没有理论上那么明显,于是改用“用漏斗吹乒乓球”进行实验,使得现象更加明显、更有趣、效果更佳.由此看出,在自己设计实验的过程中,学生的综合能力和创新能力都得到了充分的提高.
3 实验探究计划与方案的实施
探究计划与方案的实施过程是物理实验中最重要的一个环节,这个环节既是检验学生设计的实验方案的可行性、合理性的过程,又是锻炼学生的操作能力和应变能力的过程,也是培养学生严谨认真的科学态度的重要过程.教师在实验过程中应注重学生的态度而不只是实验结果.要鼓励学生在实验过程中积极地动手动脑,不受书本已有结论的束缚,要敢于刨根问底.让学生去认真体验科学家科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦.学生在实验方案的实施过程中,要注意以下几点:(一)严格按照设计方案进行规范操作;(二)认真观察并实事求是地记录实验现象和实验数据;(三)认真对待实验中出现的不正常现象;(四)要有较强的团队协作精神和良好的实验习惯.因为实验方案是由学生自己设计的,所以在实验过程中难免出现一些意外的情况,如实验的不可操作性或难操作性,某些现象的不可预见性等.如在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,有的同学发现在光具座上按顺序放好蜡烛、凸透镜、光屏后,无论怎样改变蜡烛、光屏的位置都不能在光屏上观察到像,究竟是何原因?通过检查分析和思考,学生们初步判断是凸透镜的焦距太大导致的.那么如何确定这个判断呢?学生们经过思考后决定采用焦距较小的凸透镜重做实验,结果很快就找到了像,证实了他们的判断是对的.再如在本实验中,同样焦距的凸透镜,一个物距应该对应一个像距,从各组报的数据发现,物距相同时,有三个小组测出的像距大不一样,经调查,原来他们不是在成清晰像时就进行了测量!这些问题如不及时思考并重做实验势必会影响实验的效果.而学生在实验过程中如能及时思考并解决这些问题,收获就会比做出正常现象的同学还要多.
4 实验探究报告的撰写与评价
探究报告是学生对探究活动过程的记录和探究结果的书面汇报.新课标要求初中学生能够写出简单的探究报告.指导学生撰写探究报告也应该由简单到复杂,由口头表达到笔录书写,由简略到详尽的渐进过程.这样,学生就会感到撰写物理探究报告是一项能够完成的活动,而不是一种负担.
对探究报告的评价重点放在:①现象、数据记录是否全面;②实验数据的处理是否科学;③得出的结论是否准确等.比如说学生探究出浮力与等于排开液体重力后,引导学生“探究浮力与深度的关系”.有些小组在把物体逐渐浸入水的过程中,学生发现弹簧测力计的示数逐渐减少,得出结论:深度越深,物体所受浮力越大.但另外一些小组同学反对,在他们探究浮力与排开液体重力关系时,发现物体在不同深度,但浮力不变(学生并没有注意物体是否浸没的条件).这些问题的出现都是由于学生在实验观察时的不认真和对现象分析的不严谨造成的.由于实验方案的多样性造成了实验现象的多样性,有的现象利用学生现有知识即可解释,但有的现象需要学生查阅资料互相探讨才能解释,这就提高了学生获取信息的能力,拓展了学生的知识面.
5 实验探究方案的评估与交流
实验后要及时组织学生对本次实验方案进行评估交流,评估与交流可以是自我反思、小组互评、组内互评、师生互评.以便于更深刻地理解物理实验的内涵,同时通过对不同实验方案的比较寻找出最佳的实验方案,有利于在以后的实验设计中考虑得更为周全.实验方案的评估主要包括以下几点:①简单易行;②操作安全;③效果明显.
通过探究性实验方式的实行,使得学生一是对物理实验的重要性和实验原理及实验现象的认识更为深刻;二是实验能力有很大提高;三是对学习物理和物理实验的兴趣更为浓厚.传统的实验教学学生只是当“观众”,看老师怎么“表演”;或只是“模仿秀”,实验过程中基本上不需要有自己的思想,书上的步骤怎么样就怎么做,且一般不会出现反常现象;学生不用去思考为什么要这样做,因而对每步操作的目的不清楚,实验课的收获不大.但现在学生需要自己去设计实验方案,因而必须对每个实验细节都要认真的去思考,也体会到了理论与实际之间的差别.如探究“功的原理”实验中,杠杆、滑轮自重必须忽略不计的;但在实际测量中这是不可行的,也是忽略不了的.
总之,物理是一门以实验为基础的学科,显然既动手又动脑的探究性学习是实验教学最有效的方法.在探究的过程中,通过学生的亲身体会,逐步形成一种对知识进行主动探究,并重视实际问题解决的主动积极的学习方式.从而培养学生探索科学的兴趣和好奇心,激发学生独立思考、勇于实践、勇于创新的科学精神,逐步形成科学态度和科学价值观,提高了学生的科学素养;也大大提高了实验教学的课堂效率.
1 实验探究问题的提出与猜想
实验探究问题的提出与猜想是进行探究的起点,在实际的探究实验中,学生自发、主动发现提出科学问题是比较困难的,需要教师创设一定的情景,使学生通过观察、感知、体验后发现问题;或者创设一定的任务,在完成任务过程中,点燃智慧的火花,产生探究问题.为了让学生提出问题,可以采取以下措施:(一)创设问题的情境,让学生产生各种疑问和猜想.例如:在探究“ 光的反射”规律时,若教师只口述一束光线射向平面镜,平面镜将这一束光反射出去.针对这一现象,让学生提出问题,学生能提出的问题很少,若改为教师拿一平面镜和手电筒演示,这一现象让学生观察,学生提出的问题明显增多,有的学生甚至想到“反射光的强弱和入射光的强弱相同吗?”等问题.(二)鼓励学生提出问题:教师在实验活动中有意识地鼓励学生大胆提出问题,即使学生提出的问题是幼稚的,与教学内容无关的,甚至是错误的,教师也要对学生积极提出问题的态度给予肯定和表扬,切忌讽刺挖苦学生.(三)提供必要的背景知识:帮助学生提出问题受年龄和知识面限制,学生对有些知识知道的很少,这时需要教师提供必要的背景知识.例如,有探究“照相机”成像规律时,由于现在学生接触的大多是数码照相机,多数学生都会使用,让学生提问题有困难,这时教师可以给学生补充“光圈”、“景深 ”、“变焦镜头”、“快门”等知识.再让学生提出问题,学生会提出很多问题.
2 实验计划的制定与方案的设计
实验计划的制定与方案的设计有助于培养学生严谨认真的科学态度,能提高学生综合处理问题的能力;能加深学生对实验在物理学研究中的重要地位的认识及实验目的性的理解.为了逐步培养学生实验设计的能力,教师必须做好两点:(一)要教给学生实验方案设计的有关知识;主要有两个方面内容:(1)实验方案的内容:实验目的、实验原理、实验器材、实验装置(电路)图、实验步骤、实验要求、实验现象及数据记录表.(2)实验设计的原则:科学性原则;可行性原则;安全性原则;精确性原则;可重复性原则.(二)要循序渐进地提高学生实验设计的水平和能力,不能急于求成.学生要先经历一些简单的探究活动,在具体的某一实验探究教学中,其探究过程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素.在实验设计过程中,教师可给学生提供一些必要的参考资料,也可指导学生从不同渠道获取有关信息和参考其他同学设计的方案,设计出自己认为最佳的方案.学生设计好方案后要先在同学中讨论交流,互相检查是否有明显的不足,再由教师审查,最后进行具体实验操作.在操作过程中学生再根据实际情况对实验方案中不可行或不合理的地方进行修正.例如,设计“用天平和量筒测液体的密度”实验时,在器材上,有些学生把课本上的玻璃杯换成了烧杯,在步骤上,有些学生把倒入部分盐水改为全部倒入,还有些学生在步骤上先称空杯的质量,再称倒入盐水后的总质量……,对于选器材,我表扬了学生肯动脑;在步骤上我肯定了将盐水全部倒入的合理性,并对先称空杯后再倒入盐水称总质量的做法让学生进行充分讨论,最后由学生自己分析得出这种方法在理论上是可以的,但在将杯中的盐水倒入量筒测体积时,由于杯底和杯壁还粘有盐水,使测得的体积小于杯中原盐水的体积,会造成较大误差.后来他们修正了方案,实验做得很成功.
教师在指导和审查学生的设计方案时,要注意探究性学习的开放性特点,不可轻易否决学生设计的方案,要鼓励学生大胆地设计实验方案;即使是在对学生设计的不全面、不完善甚至错误的实验方案,也要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在设计实验方案过程中的主动参与意识和创新精神.同时教师应保护学生的好奇心、求知欲和探究性行为,允许学生在安全的前提下按照自己的方案进行探究活动,让学生在实验过程中经受挫折的磨练,并自己去体会方案中有哪些不足.比如说在设计探究“流体压强与流速的关系时”,许多同学开始都按课本“让两张纸自由下垂,向它们中间吹气”来实验,但有的同学在实验中发现现象没有理论上那么明显,于是改用“用漏斗吹乒乓球”进行实验,使得现象更加明显、更有趣、效果更佳.由此看出,在自己设计实验的过程中,学生的综合能力和创新能力都得到了充分的提高.
3 实验探究计划与方案的实施
探究计划与方案的实施过程是物理实验中最重要的一个环节,这个环节既是检验学生设计的实验方案的可行性、合理性的过程,又是锻炼学生的操作能力和应变能力的过程,也是培养学生严谨认真的科学态度的重要过程.教师在实验过程中应注重学生的态度而不只是实验结果.要鼓励学生在实验过程中积极地动手动脑,不受书本已有结论的束缚,要敢于刨根问底.让学生去认真体验科学家科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦.学生在实验方案的实施过程中,要注意以下几点:(一)严格按照设计方案进行规范操作;(二)认真观察并实事求是地记录实验现象和实验数据;(三)认真对待实验中出现的不正常现象;(四)要有较强的团队协作精神和良好的实验习惯.因为实验方案是由学生自己设计的,所以在实验过程中难免出现一些意外的情况,如实验的不可操作性或难操作性,某些现象的不可预见性等.如在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,有的同学发现在光具座上按顺序放好蜡烛、凸透镜、光屏后,无论怎样改变蜡烛、光屏的位置都不能在光屏上观察到像,究竟是何原因?通过检查分析和思考,学生们初步判断是凸透镜的焦距太大导致的.那么如何确定这个判断呢?学生们经过思考后决定采用焦距较小的凸透镜重做实验,结果很快就找到了像,证实了他们的判断是对的.再如在本实验中,同样焦距的凸透镜,一个物距应该对应一个像距,从各组报的数据发现,物距相同时,有三个小组测出的像距大不一样,经调查,原来他们不是在成清晰像时就进行了测量!这些问题如不及时思考并重做实验势必会影响实验的效果.而学生在实验过程中如能及时思考并解决这些问题,收获就会比做出正常现象的同学还要多.
4 实验探究报告的撰写与评价
探究报告是学生对探究活动过程的记录和探究结果的书面汇报.新课标要求初中学生能够写出简单的探究报告.指导学生撰写探究报告也应该由简单到复杂,由口头表达到笔录书写,由简略到详尽的渐进过程.这样,学生就会感到撰写物理探究报告是一项能够完成的活动,而不是一种负担.
对探究报告的评价重点放在:①现象、数据记录是否全面;②实验数据的处理是否科学;③得出的结论是否准确等.比如说学生探究出浮力与等于排开液体重力后,引导学生“探究浮力与深度的关系”.有些小组在把物体逐渐浸入水的过程中,学生发现弹簧测力计的示数逐渐减少,得出结论:深度越深,物体所受浮力越大.但另外一些小组同学反对,在他们探究浮力与排开液体重力关系时,发现物体在不同深度,但浮力不变(学生并没有注意物体是否浸没的条件).这些问题的出现都是由于学生在实验观察时的不认真和对现象分析的不严谨造成的.由于实验方案的多样性造成了实验现象的多样性,有的现象利用学生现有知识即可解释,但有的现象需要学生查阅资料互相探讨才能解释,这就提高了学生获取信息的能力,拓展了学生的知识面.
5 实验探究方案的评估与交流
实验后要及时组织学生对本次实验方案进行评估交流,评估与交流可以是自我反思、小组互评、组内互评、师生互评.以便于更深刻地理解物理实验的内涵,同时通过对不同实验方案的比较寻找出最佳的实验方案,有利于在以后的实验设计中考虑得更为周全.实验方案的评估主要包括以下几点:①简单易行;②操作安全;③效果明显.
通过探究性实验方式的实行,使得学生一是对物理实验的重要性和实验原理及实验现象的认识更为深刻;二是实验能力有很大提高;三是对学习物理和物理实验的兴趣更为浓厚.传统的实验教学学生只是当“观众”,看老师怎么“表演”;或只是“模仿秀”,实验过程中基本上不需要有自己的思想,书上的步骤怎么样就怎么做,且一般不会出现反常现象;学生不用去思考为什么要这样做,因而对每步操作的目的不清楚,实验课的收获不大.但现在学生需要自己去设计实验方案,因而必须对每个实验细节都要认真的去思考,也体会到了理论与实际之间的差别.如探究“功的原理”实验中,杠杆、滑轮自重必须忽略不计的;但在实际测量中这是不可行的,也是忽略不了的.
总之,物理是一门以实验为基础的学科,显然既动手又动脑的探究性学习是实验教学最有效的方法.在探究的过程中,通过学生的亲身体会,逐步形成一种对知识进行主动探究,并重视实际问题解决的主动积极的学习方式.从而培养学生探索科学的兴趣和好奇心,激发学生独立思考、勇于实践、勇于创新的科学精神,逐步形成科学态度和科学价值观,提高了学生的科学素养;也大大提高了实验教学的课堂效率.