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【摘要】如何让学生通过实验探究“鱼”和“渔”兼得呢?既要动手“做”实验,又要动脑“想” 实验,采用知识学习与实验探究互动式的教学形式,注重实验探究过程中的“猜想”和“数据处理”这两个环节。
【关键词】动手;动脑;互动
实验探究是物理新课标的主旋律。对于学生来说,实验探究既是学习目标,又是一种“学习”方法,它为学生掌握知识和解决问题之间搭起了“脚手架”。如何让学生通过实验探究“鱼”和“渔”兼得呢?
一、既要动手“做”实验,又要动脑“想”实验
做实验不是“会做”或“做出现象”就算成功了,而是要以科学的态度,对实验结果加以思考、分析,然后进行必要的交流和归纳,从而提高对问题的认识和理解,由感性认识上升到理性知识。例如在“探究各种材料的隔声性能”时,教师不能直接给出器材“机械闹钟”作为实验探究的声源,而要提供“音叉、收音机、机械闹钟”等器材让学生自己选择,一部分学生经过思考分析、交流合作,会得出音叉不能持续发声;收音机虽然能持续发声,但声音时强时弱,都不宜作为声源的结论……这样的思考过程虽然花费时间,但有利于培养学生“审视器材规格”的意识与能力,形成严谨的实验习惯。2006年苏州市物理中考试卷第26题重点考查了量筒这一测量仪器的正确使用,在第3问中借助“量筒的分度值”着重考查了学生在实验设计时,有无注意实验方案的可行性和可靠性的意识。质量为3.1克的金币,金币的密度为15.15克/厘米3,经过计算可知,其体积明显小于量筒的分度值,也就无法用量筒测量出金币的体积。如果平时的实验都是由教师选择好器材,设计好方案,学生仅仅“听令行事”般地完成实验,那么学生就不会有“理论上的可能不等于实际中的可行”这种意识。所以,实验探究既要动手“做”,又要动脑“想”。学生既要当“操作工”,又要做“工程师”。凡是学生能够探究的教师决不能替代;凡是学生能够思考的教师决不要暗示。
二、采用知识学习与实验探究互动式的教学形式
教师的演示实验和学生的分组实验都是实验探究的重要形式。演示实验是教师为学生提供感性认识的过程,但它对于学生来说是“可望而不可及”,部分学生甚至有“看热闹”的思想,它无法代替学生自身的学习活动,学生是“被实验”。而分组实验又面临着“男生抢着做,女生怕动手;成绩好的积极做,成绩差的旁边坐”的尴尬局面,同时学生对实验的注意力又往往集中在实验操作上,教师也忙于协助学生排除实验故障,师生完全处于被动状态,以致无法达到获取知识、培养能力的目的。采取知识学习与实验探究互动式的教学形式就是指教师一边讲解、演示,一边指导学生做相关探究实验,从而使学生学习一定的知识和掌握基本的技能。学生在教师的指导下边看书、边实验、边思考、边讨论,在一堂课上就有了较长的有意注意时间。学生通过动脑、动手、动笔、动口进行学习,各个器官都受到了刺激,从而在大脑中形成多个兴奋点,进行高密度的思维。同时,由于师生双边活动是交替进行,使得信息反馈快,能充分发挥教师的主导作用和突出学生的主体地位。所以,这种知识学习与实验探究互动式的教学,就像打了一套“组合拳”,能够发挥综合作用和产生连锁反应,切实达到“减负增效”的目的。
采用知识学习与实验探究互动式的教学形式,教师必须做到“心中有书”、“手中有器”。“心中有书”就是指教师要认真钻研课本,思考哪些实验可以改为边学边实验。从教学内容来看,初次认识一般物理仪器时可采用这种教学形式,例如天平的使用、滑动变阻器的使用等;一些可见度不高,不宜教师在讲台上演示的实验可采用这种教学形式,例如探究物体的浮沉条件、用铁屑演示磁感线等;通过探究实验建立概念和认识规律的内容可采用这种教学形式,例如探究凸透镜的成像规律、建立比热容概念等。“手中有器”就是教师要根据教学需要,准备好实验器材。实验前,教师要先用学生实验仪器做一遍,以了解所选用仪器的性能、规格和估计可能发生的故障,做到心中有数。同时,教师要尽可能选用学生常见的物品作为实验器材,使学生实验时产生亲近感和认同感,使实验结论更具有说服力。
三、注重实验探究过程中的“猜想”和“数据处理”这两个环节
1.要指导学生如何猜想
猜想是实验探究的前提。没有猜想的提出,探究就成了无源之水、无本之木。猜想是指根据现有的生活经验和已有的知识对未知的物理现象及其规律所做出的一种假定。它是科学性和假定性的辨证统一。虽然有时提出的猜想不一定是最终的科学结论,但对于问题成因的猜想,仍需要有一定的生活经验和知识背景作为支撑,否则猜想就是凭空瞎想。
2.要指点学生通过数据处理归纳得出结论
实验中得到的测量结果称为数据,实验数据并不等于实验结论。实验数据是客观事实的反映,实验结论是在数据的基础上进行科学分析的结果。同时,数据处理要与现象分析结合起来归纳结论,这样结论才全面、准确、深刻。
例如,在探究杠杆的平衡条件的实验中,学生测出了动力、阻力、动力臂、阻力臂的四组数据后,教师不要让学生立即去比较动力×动力臂和阻力×阻力臂的数值,而应让学生自己来寻找其中数据之间的联系。尽管多数情况学生不容易找出来,但这样的过程可以促使学生开动脑筋,为后面学习有用功与总功的比较等数据处理进行了有力的铺垫。
希望我们的学生也要像科学家那样探究实验,体验过程,获取知识,享受成功的快乐,成为一个个“小科学家”,为终生学习打下坚实的基础。
(作者单位:江苏省兴化市昌荣中心校)
【关键词】动手;动脑;互动
实验探究是物理新课标的主旋律。对于学生来说,实验探究既是学习目标,又是一种“学习”方法,它为学生掌握知识和解决问题之间搭起了“脚手架”。如何让学生通过实验探究“鱼”和“渔”兼得呢?
一、既要动手“做”实验,又要动脑“想”实验
做实验不是“会做”或“做出现象”就算成功了,而是要以科学的态度,对实验结果加以思考、分析,然后进行必要的交流和归纳,从而提高对问题的认识和理解,由感性认识上升到理性知识。例如在“探究各种材料的隔声性能”时,教师不能直接给出器材“机械闹钟”作为实验探究的声源,而要提供“音叉、收音机、机械闹钟”等器材让学生自己选择,一部分学生经过思考分析、交流合作,会得出音叉不能持续发声;收音机虽然能持续发声,但声音时强时弱,都不宜作为声源的结论……这样的思考过程虽然花费时间,但有利于培养学生“审视器材规格”的意识与能力,形成严谨的实验习惯。2006年苏州市物理中考试卷第26题重点考查了量筒这一测量仪器的正确使用,在第3问中借助“量筒的分度值”着重考查了学生在实验设计时,有无注意实验方案的可行性和可靠性的意识。质量为3.1克的金币,金币的密度为15.15克/厘米3,经过计算可知,其体积明显小于量筒的分度值,也就无法用量筒测量出金币的体积。如果平时的实验都是由教师选择好器材,设计好方案,学生仅仅“听令行事”般地完成实验,那么学生就不会有“理论上的可能不等于实际中的可行”这种意识。所以,实验探究既要动手“做”,又要动脑“想”。学生既要当“操作工”,又要做“工程师”。凡是学生能够探究的教师决不能替代;凡是学生能够思考的教师决不要暗示。
二、采用知识学习与实验探究互动式的教学形式
教师的演示实验和学生的分组实验都是实验探究的重要形式。演示实验是教师为学生提供感性认识的过程,但它对于学生来说是“可望而不可及”,部分学生甚至有“看热闹”的思想,它无法代替学生自身的学习活动,学生是“被实验”。而分组实验又面临着“男生抢着做,女生怕动手;成绩好的积极做,成绩差的旁边坐”的尴尬局面,同时学生对实验的注意力又往往集中在实验操作上,教师也忙于协助学生排除实验故障,师生完全处于被动状态,以致无法达到获取知识、培养能力的目的。采取知识学习与实验探究互动式的教学形式就是指教师一边讲解、演示,一边指导学生做相关探究实验,从而使学生学习一定的知识和掌握基本的技能。学生在教师的指导下边看书、边实验、边思考、边讨论,在一堂课上就有了较长的有意注意时间。学生通过动脑、动手、动笔、动口进行学习,各个器官都受到了刺激,从而在大脑中形成多个兴奋点,进行高密度的思维。同时,由于师生双边活动是交替进行,使得信息反馈快,能充分发挥教师的主导作用和突出学生的主体地位。所以,这种知识学习与实验探究互动式的教学,就像打了一套“组合拳”,能够发挥综合作用和产生连锁反应,切实达到“减负增效”的目的。
采用知识学习与实验探究互动式的教学形式,教师必须做到“心中有书”、“手中有器”。“心中有书”就是指教师要认真钻研课本,思考哪些实验可以改为边学边实验。从教学内容来看,初次认识一般物理仪器时可采用这种教学形式,例如天平的使用、滑动变阻器的使用等;一些可见度不高,不宜教师在讲台上演示的实验可采用这种教学形式,例如探究物体的浮沉条件、用铁屑演示磁感线等;通过探究实验建立概念和认识规律的内容可采用这种教学形式,例如探究凸透镜的成像规律、建立比热容概念等。“手中有器”就是教师要根据教学需要,准备好实验器材。实验前,教师要先用学生实验仪器做一遍,以了解所选用仪器的性能、规格和估计可能发生的故障,做到心中有数。同时,教师要尽可能选用学生常见的物品作为实验器材,使学生实验时产生亲近感和认同感,使实验结论更具有说服力。
三、注重实验探究过程中的“猜想”和“数据处理”这两个环节
1.要指导学生如何猜想
猜想是实验探究的前提。没有猜想的提出,探究就成了无源之水、无本之木。猜想是指根据现有的生活经验和已有的知识对未知的物理现象及其规律所做出的一种假定。它是科学性和假定性的辨证统一。虽然有时提出的猜想不一定是最终的科学结论,但对于问题成因的猜想,仍需要有一定的生活经验和知识背景作为支撑,否则猜想就是凭空瞎想。
2.要指点学生通过数据处理归纳得出结论
实验中得到的测量结果称为数据,实验数据并不等于实验结论。实验数据是客观事实的反映,实验结论是在数据的基础上进行科学分析的结果。同时,数据处理要与现象分析结合起来归纳结论,这样结论才全面、准确、深刻。
例如,在探究杠杆的平衡条件的实验中,学生测出了动力、阻力、动力臂、阻力臂的四组数据后,教师不要让学生立即去比较动力×动力臂和阻力×阻力臂的数值,而应让学生自己来寻找其中数据之间的联系。尽管多数情况学生不容易找出来,但这样的过程可以促使学生开动脑筋,为后面学习有用功与总功的比较等数据处理进行了有力的铺垫。
希望我们的学生也要像科学家那样探究实验,体验过程,获取知识,享受成功的快乐,成为一个个“小科学家”,为终生学习打下坚实的基础。
(作者单位:江苏省兴化市昌荣中心校)