物理是一門以觀察、實驗為基礎的自然科學,實驗教學是物理教學中一個必不可少,而且相當重要的環節。探究型實驗教學則是物理實驗教學的精髓。
新課標指出:“科學探究既是學生學習目標,有時重要的教學方式之一,將科學探究列入教學內容標準,旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化,從而培養學生的科學探究能力,時期求是的科學態度和敢于創新的探究精神。”探究型實驗是以科學家做實驗的方式來學習科學,是在教師的指導下,學生參與實驗教學的過程,是在教師的引導下,學生參與實驗教學的過程,對所觀察到的物理現象引發興趣,產生疑問。提出假設,進而繼續設計新的實驗方案,通過對不同實驗方案所產生的自然現象的觀察、對比、分析、思考,通過對實驗數據的計算、分析,然后證實或證偽假設,得出結論?!皩W習物理就要以物理學家探索物質世界的方式進行”,因此要進行探究型實驗教學,就要從“趣”、“疑”、“動”、“思”四個方面入手,切實搞好探究型實驗教學。
一、趣
即興趣,是引發探究的起點。興趣是激發探究動機的起始因素,是誘因。只有充分激發學生的探究興趣,才能為后續的探究過程打下良好的基礎。因此,在教學過程中,教師要充分創設情景,激發學生探究興趣。“良好的開端是成功的一半”,精心創設物理情景,可以更好地為學生提供良好的暗示或啟迪。創設情景的方式是多種多樣的,例如創設新奇情景,創設開放情景,創設遞進情景,等等。教師針對不同課題和內容,選擇適當的方法,巧妙地引入新課。這樣能激發學生求知欲和學習興趣,使學生獲得充分的感性知識,為下一步的探究學習營造良好的氛圍。例如:在講解蒸發一節時,首先我用抹布沾了一點水,在黑板上寫了一個“水”字。不一會兒水變干了,我向學生提問:“水哪里去了呢?”學生馬上就對這個問題有了學習興趣和求知欲望。再如:“焦耳定律”這節課一開始,我就播放一段“電線著火”的錄象和展示電爐工作時的真實情況,創設“電熱”的物理情景,激發學生的探究興趣和熱情。
二、疑
即質疑、疑問,提出探究問題。“學起于思,思起于疑,疑則誘發探索,通過探索發現真理”。通過現象產生疑問,提出問題,提出理論假設,是人們研究問題的關鍵。因此,教師要積極創身良好的問題環境,這既是激活學生思維的一種手段,又是強化學生主動探究動機和動力的關鍵環節。教師應引導學生學會發現問題、提出問題、提出真問題。如我提出了這樣一個問題:一人在自來水的一端敲一下水管,一人在很遠的另一端貼近管壁,可聽到幾次敲擊聲?那么,敲暖氣管呢?冬天和夏天是否一樣呢?這樣,為學生設立了問題情景,使得其知識面更廣,培養成發散思維能力。
創設物理問題情境,首先要注意抓住物理知識的重點、難點和疑點,以便設計出具有主導作用的啟發性問題情景,增強物理問題的導向性、啟發性,實現課堂教學卓有成效。其次要做到密切聯系實際,增強物理知識的價值性、趣味性,激發求知欲望,促進學生產生探究的強烈意向,確定學生思考的主體方向和基本途徑。最后要做到難易適度、由淺入深、由表及里、循序漸進。問題的設計必須以激發學生的思維動機,調動其一連串的心理活動,最終獲得新知識為目標。沒有好的問題情境,就沒有好的且有價值的問題提出。
三、動
即動手實驗,探究實驗的實施過程。親自動手是實驗的主旨。“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。不論是探究的能力,還是問題意識和創新精神,都是只有通過親自實踐才能逐步形成。探究型實驗的目標在于:發展學生的能力,包括發現問題的能力、制定計劃的能力和解決問題的能力;培養學生的問題意識和創新精神,等等?;谏鲜瞿繕?,結合初中學生認知的成長歷程,初中物理探究性實驗不能由教師全盤決定,也不能完全放任自由,而應該在適度開放中由學生自主實驗。開放性與自主性是實現探究性實驗目標所必需的,只有這樣才能實現探究性學習的目的。
四、思
即思考,對實驗過程中發生的各種現象和觀測的有關數據進行認真的計算、分析、概括,對理論假設和實驗設計進行對照分析,從而對理論假設得出證實或證偽的結論,對所提出的問題得到合理解釋,獲得探究性實驗的成功。
動手動腦是實驗的真諦?!皩W而不思則罔,思而不學則殆”。學生經過實驗探究后,對所得的數據進行分析、歸納,從而找出問題的有關規律和結論。教師應利用知識的正遷移,如類比等思維活動進一步鞏固、深化認識,弄清自己的猜想是否正確,讓學生真正感覺自己也能像科學家“搞科研”一樣“發現”科學規律,從而獲得巨大的成功感,激發學生自主學習、探究的熱情和興趣。學生通過交流討論的方式最終弄清原來未知的知識,不僅可以學到知識,而且可以營造出一種和諧的你追我趕的學習氛圍。在這樣的交流討論中學生之間也能建立和諧的關系和最佳的學習伙伴關系。最重要的是,教師不僅能了解學生對知識的理解和鞏固程度,而且能促進學生知識的遷移,將所學的知識、技能逐步轉化為能力,為最終實現培養學生的創新精神和實踐能力目標打下堅實的基礎。
在探究型實驗教學中,教師要引導學生科學的處理上述四個實驗環節,要學會將探究型實驗的教學內容巧妙地設計出來。教師應引導學生學會質疑,學會自主設計實驗,引導學生參與探究的過程,完成實驗,還要自主分析,得出結論,最終將知識和科學原理內化為學生自己的知識,發展探究能力,培養創新精神。這是一個獲取信息、處理信息的過程,也是學生主動獲取知識、自主學習、自主發展的過程。