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九年制义务教育物理《课程标准》指出科学探究提倡“以学生发展为本”、“强调科学探究过程”的课程理念。科学探究包含提出问题、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、交流与合作等七个环节。在初中物理新课程标准中,对学生科学探究中的“猜想和假设”环节提出明确要求:尝试根据已有经验和已有知识对问题的成因提出猜想;对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设;认识猜想与假设在科学探究中的重要性。从中我们可以看出猜想和假设对学生的学习有着重要的作用。
谈到课程资源,首先想到的是课程内容,课程内容的选择和加工总是先于教学过程而进行。当然,任何课程内容的选择和加工是基于对教学过程的一般思考,如教学活动的性质、学生学习的一般特点,等等。而较之既定课程内容的选择与加工,在教学过程中课内外资源整合更能突出其对具体教学过程的关注,这样才能有效补充和扩展既定的课程内容,促进学生全方面发展。课程资源的整合是贯穿在整个教学过程中的,而笔者特别针对在猜想与假设环节中进行适当的课程资源整合做出一定的分析。
案例:在探究阿基米德原理这一内容时,教师先介绍阿基米德测王冠的小故事,桌上放着一些物品,小石块、木块、体积相同的铜块和铝块、弹簧测力计、烧杯、水槽、水……问:小石块、木块受到的浮力的大小与什么因素有关呢?对于这个问题,课堂中学生的猜想和思考情况大致如下:
①有的同学完全不知道该如何猜想,默不作声。
②有的同学说浮力的大小与物体的质量有关,因为重的石块沉入水中,轻的木块浮在水面上。
③有的同学说浮力的大小与物体的密度有关,因为石块的密度大于水的密度。
④有的同学说浮力的大小与物体的体积有关,他们只是随意猜测,说不出思考的依据。
⑤有的同学说浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,因为他们事先预习了教材,结合教师刚介绍的阿基米德的小故事。
一个问题引发学生这么多不同的猜想与假设,从中表现出同学们对课程资源整合处理的能力各不相同。对于学生在猜想与假设环节如何进行资源整合的现状,笔者认为有如下一些问题:
1、有些学生缺乏资源整合的意识。
2、有些学生在猜想与假设的过程中资源结构单一,只是简单的捕捉一些生活现象。
3、有些学生在受教材资源的影响,对发散思维有所禁锢。
4、资源整合时没有目的性或目的不明确。
为了更好的引导学生在猜想与假设环节中能更优,更合理的进行资源整合,笔者有一些体会和方法供大家参考。
1、告诉学生错误也是一种资源
有些学生缺乏资源整合的意识,缺乏猜想的意识,主要是怕出丑,同学笑话,老师生气。教师在每次的教学过程中,应不断的鼓励学生根据教师创设的情境和日常生活经验,大胆的进行猜想,不论对错,告诉他们错误也是一种资源,思考问题就是应全方面、多角度、深层次,这样才能逐步由错误猜想转化为正确的猜想。
2、追问学生的思维过程
不论学生的观点正确与否,追问学生的思考过程,引导学生结合课内外资源经过一系列思维推理,教师在追问学生思维过程时,要注意既要掌握一定的技巧和方法,如比较法、类比法、控制变量法等,还要灵活的结合身边的资源,并且适当提示学生围绕教学目标进行思考,让学生明确学习目的的基础上,发散思考,得出猜想与假设。
如:此案例中,学生说浮力的大小与物体的质量有关。教师追问“:你的依据是什么?”学生可能回答“:由桌上摆放的石块、木块联系到,重的石块沉入水中,轻的木块浮在水面上。”教师再根据他的回答,反问他“:有没有很重的物体也能浮在水面上的?”学生思考后会想到有,“如万吨巨轮浮在水面上。”通过比较石块和万吨巨轮的质量后,显而易见自己的观点自相矛盾。
在探究教学中,可以通过联想利用类比的方法提出猜想。又如,在探究串联电路中电流的特点时,通过电流可以联想到实际生活中的水流,引导学生把电路类比成管道,电流类比为水流,学生对水在管道中流动的情况是熟悉的,从而提出串联电路中各处电流都相等的猜想。
3、用定性实验为学生提供猜想的资源
对于某些物理问题,学生推理思考能力还不够时,告诉学生确认自己猜想最直接的方法是实验。
如:此案例中,学生的几种猜想均可以利用桌上摆的一些器材进行验证。
①用“称重法”称出漂在水面上的木块受到的浮力,沉入水中的石块的浮力,进行比较,说明浮力大小与物体质量无关。
②提示学生采用控制变量的思想,用“称重法”测量体积相同的铜块和铝块浸没于水中时所受浮力大小相等,说明浮力大小与物体的体积无关。其他几种猜想,都可以用控制变量思想,利用“称重法”进行定性测量。
对于某些问题,学生缺少猜想依据时,教师应为学生提供某些定性的实验,使学生获得可思考的课外资源,再通过联想提出一定的猜想。
如:探究液体压强大小与哪些因素有关时,初二学生对液体内部压强缺乏生活经验,没有实际感受,所以让他们猜想与之有关的因素会比较困难,教师可先用一些简单实验进行引导。
实验一:学生分组实验,将塑料袋套在手上,用手伸入水中,感受液体压强和方向,再将手伸到更深处,感受塑料袋在手上的感觉。
实验二:往塑料袋内装一部分水系紧,在一侧高度不同的位置用针扎三个孔,观察射出的水流的特点,并比较水流射程的远近。
4、冲破课内外资源对学生思维定势的影响
对课内外资源的收集对学生的学习是很有必要的,只是往往有了教材知识的铺垫和课外资料的收集,学生的思维方式会受到一定的禁锢。如此案例中,学生受到教材知识和小故事的影响,有的学生马上得出正确的结论,浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,不再思考其他错误的猜想,对浮力大小的理解就不会深入。此时,关键还是在于教师一定要有培养学生创造性、发散性思维的意识,首先肯定他对课内外资源的理解,并且还要再多问“:还与什么因素有关呢?”,这样学生的思维就会更加发散,就算错误的猜想也要知道为什么错。
只有在猜想与假设环节中不断更优的培养学生整合课程内外资源能力,才能提高有利于教学目标的课程资源的质量,才能得出更加合理、有效的猜想与假设,才能培养学生创造性、发散性思维以及严密的逻辑思维推理能力,对于学好物理有很大帮助。
谈到课程资源,首先想到的是课程内容,课程内容的选择和加工总是先于教学过程而进行。当然,任何课程内容的选择和加工是基于对教学过程的一般思考,如教学活动的性质、学生学习的一般特点,等等。而较之既定课程内容的选择与加工,在教学过程中课内外资源整合更能突出其对具体教学过程的关注,这样才能有效补充和扩展既定的课程内容,促进学生全方面发展。课程资源的整合是贯穿在整个教学过程中的,而笔者特别针对在猜想与假设环节中进行适当的课程资源整合做出一定的分析。
案例:在探究阿基米德原理这一内容时,教师先介绍阿基米德测王冠的小故事,桌上放着一些物品,小石块、木块、体积相同的铜块和铝块、弹簧测力计、烧杯、水槽、水……问:小石块、木块受到的浮力的大小与什么因素有关呢?对于这个问题,课堂中学生的猜想和思考情况大致如下:
①有的同学完全不知道该如何猜想,默不作声。
②有的同学说浮力的大小与物体的质量有关,因为重的石块沉入水中,轻的木块浮在水面上。
③有的同学说浮力的大小与物体的密度有关,因为石块的密度大于水的密度。
④有的同学说浮力的大小与物体的体积有关,他们只是随意猜测,说不出思考的依据。
⑤有的同学说浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,因为他们事先预习了教材,结合教师刚介绍的阿基米德的小故事。
一个问题引发学生这么多不同的猜想与假设,从中表现出同学们对课程资源整合处理的能力各不相同。对于学生在猜想与假设环节如何进行资源整合的现状,笔者认为有如下一些问题:
1、有些学生缺乏资源整合的意识。
2、有些学生在猜想与假设的过程中资源结构单一,只是简单的捕捉一些生活现象。
3、有些学生在受教材资源的影响,对发散思维有所禁锢。
4、资源整合时没有目的性或目的不明确。
为了更好的引导学生在猜想与假设环节中能更优,更合理的进行资源整合,笔者有一些体会和方法供大家参考。
1、告诉学生错误也是一种资源
有些学生缺乏资源整合的意识,缺乏猜想的意识,主要是怕出丑,同学笑话,老师生气。教师在每次的教学过程中,应不断的鼓励学生根据教师创设的情境和日常生活经验,大胆的进行猜想,不论对错,告诉他们错误也是一种资源,思考问题就是应全方面、多角度、深层次,这样才能逐步由错误猜想转化为正确的猜想。
2、追问学生的思维过程
不论学生的观点正确与否,追问学生的思考过程,引导学生结合课内外资源经过一系列思维推理,教师在追问学生思维过程时,要注意既要掌握一定的技巧和方法,如比较法、类比法、控制变量法等,还要灵活的结合身边的资源,并且适当提示学生围绕教学目标进行思考,让学生明确学习目的的基础上,发散思考,得出猜想与假设。
如:此案例中,学生说浮力的大小与物体的质量有关。教师追问“:你的依据是什么?”学生可能回答“:由桌上摆放的石块、木块联系到,重的石块沉入水中,轻的木块浮在水面上。”教师再根据他的回答,反问他“:有没有很重的物体也能浮在水面上的?”学生思考后会想到有,“如万吨巨轮浮在水面上。”通过比较石块和万吨巨轮的质量后,显而易见自己的观点自相矛盾。
在探究教学中,可以通过联想利用类比的方法提出猜想。又如,在探究串联电路中电流的特点时,通过电流可以联想到实际生活中的水流,引导学生把电路类比成管道,电流类比为水流,学生对水在管道中流动的情况是熟悉的,从而提出串联电路中各处电流都相等的猜想。
3、用定性实验为学生提供猜想的资源
对于某些物理问题,学生推理思考能力还不够时,告诉学生确认自己猜想最直接的方法是实验。
如:此案例中,学生的几种猜想均可以利用桌上摆的一些器材进行验证。
①用“称重法”称出漂在水面上的木块受到的浮力,沉入水中的石块的浮力,进行比较,说明浮力大小与物体质量无关。
②提示学生采用控制变量的思想,用“称重法”测量体积相同的铜块和铝块浸没于水中时所受浮力大小相等,说明浮力大小与物体的体积无关。其他几种猜想,都可以用控制变量思想,利用“称重法”进行定性测量。
对于某些问题,学生缺少猜想依据时,教师应为学生提供某些定性的实验,使学生获得可思考的课外资源,再通过联想提出一定的猜想。
如:探究液体压强大小与哪些因素有关时,初二学生对液体内部压强缺乏生活经验,没有实际感受,所以让他们猜想与之有关的因素会比较困难,教师可先用一些简单实验进行引导。
实验一:学生分组实验,将塑料袋套在手上,用手伸入水中,感受液体压强和方向,再将手伸到更深处,感受塑料袋在手上的感觉。
实验二:往塑料袋内装一部分水系紧,在一侧高度不同的位置用针扎三个孔,观察射出的水流的特点,并比较水流射程的远近。
4、冲破课内外资源对学生思维定势的影响
对课内外资源的收集对学生的学习是很有必要的,只是往往有了教材知识的铺垫和课外资料的收集,学生的思维方式会受到一定的禁锢。如此案例中,学生受到教材知识和小故事的影响,有的学生马上得出正确的结论,浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,不再思考其他错误的猜想,对浮力大小的理解就不会深入。此时,关键还是在于教师一定要有培养学生创造性、发散性思维的意识,首先肯定他对课内外资源的理解,并且还要再多问“:还与什么因素有关呢?”,这样学生的思维就会更加发散,就算错误的猜想也要知道为什么错。
只有在猜想与假设环节中不断更优的培养学生整合课程内外资源能力,才能提高有利于教学目标的课程资源的质量,才能得出更加合理、有效的猜想与假设,才能培养学生创造性、发散性思维以及严密的逻辑思维推理能力,对于学好物理有很大帮助。