在探究性實驗教學中落實三維目標

《高中物理新課程標準》中全面闡述了物理實驗與探究能力關系，物理課程標準在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度上提出了高中物理課程的具體目標，而實驗是物理課程改革的重要環節，是落實物理課程目標、全面提高學生的科學創新精神、實踐動手能力的科學素養的重要途徑，也是物理課程改革的重要資源。課程標準中把物理實驗和科學探究放在一起進行闡述，充分說明物理實驗與科學探究的關系非常密切，很多的物理實驗都要進行科學探究，而科學探究過程中也要進行物理實驗。那么，如何在科學探究課堂中制定和落實好三維目標是順利完成新課程標準下教學任務的關鍵，同時也是教師新的課程觀念和教育智慧的體現。

下面是本人以高中物理選修3-2魯科版第一章第一節 “磁生電的探索”的教學設計為案例來展現在科學實驗探究課堂中如何落實三維目標。

一、介紹史實，引入新課

利用多媒體展示歐洲地圖和法拉第人物像圖片

教師活動 講解：介紹十九世紀中葉歐洲工業革命中科學家們磁生電的探索之路以及法拉第堅信磁能生電物理史實。同學們，讓我們來記住有一位偉大的科學家：法拉第！是他，用了十年的時間，經歷了無數次實驗探究失敗，終于發現了磁生電的規律，才導致了發電機的發明，才使人類步入了文明的電氣時代。今天電力、電子、電信這三大產業都是直接建立在電磁技術基礎之上的，今后仍將發揮更大的作用。因此，作為一名高中生，我們有責任有義務學習這一規律。讓我們懷著對法拉第的感激與敬仰，肩負起時代的責任感，按照他研究思路來重走一下他當年的實驗探索之路。

通過此教學環節意圖落實讓學生了解物理學的發展歷程，強調實驗在物理學中的重要性，關注物理學對經濟社會發展的影響及密切聯系的知識目標，同時達到讓學生能領略物理學的奇妙及物理與經濟、社會發展的和諧，激發學生對物理強烈的好奇心和求知欲的情感、態度與價值觀教學目標。

二、提出問題，猜想假設

1、課件展示奧斯特實驗，這個實驗說明了什么？

2、根據這個實驗，你能提出哪些問題？

3、讓我們猜想一下，磁場產生電流的條件是什么？你是怎么猜測的？

許多重大發現都是從發現問題開始的。牛頓從蘋果落地發現問題：地球對蘋果的力與對月球的力是一樣的嗎？從而發現了萬有引力！

通過此教學環節意圖著重實現過程與方法目標教學，通過對奧斯特電生磁實驗觀察讓學生經歷科學實驗探究的提出問題、猜想與假設過程來培養發現問題的能力和學會發現問題的方法：逆向思維，即利用“既然電流能夠產生磁場，反過來，磁場也應當能產生電流”的逆向思維提出了問題；猜想的方法：對稱法、類比法。即“磁生電”和“電生磁”對稱，萬有引力相互作用和電磁關系類比。

三、分組實驗

1、布置任務：要求學生

1）利用桌上的實驗器材（如圖1）討論并設計實驗方案，并達成研究共識：三個實驗探究實驗（如圖2）

2）分組實驗，并填寫實驗表格（如表1空表）

3）分析表格，歸納出產生電流的條件

2、教師在學生實驗過程中要巡視、指導、引導、控制 。

通過此教學環節意圖和通過學生對磁生電的科學實驗探索過程，讓經歷科學實驗探究中制定計劃與設計實驗，進行實驗，收集證據來培養學生動手實驗、觀察實驗、收集實驗數據等實驗能力，掌握控制變量的實驗方法，突出過程與方法目標的教學。在科學實驗探究中讓學生認識交流與合作的重要性，培養學生在合作中既注意堅持原則又尊重他人的合作精神兼顧情感態度與價值觀的教育。

四、歸納推理，得出規律

1、對三組學生的表現給予評價，并要求全班對三組實驗數據（如表1）進一步交流討論：產生感應電流的條件到底是什么？

表1

2、通過課件展示圖片（如圖3）復習磁通量，為下面歸納產生電磁感應現象條件作出鋪墊。

3、通過課件展示如圖4所示三種均能產生感應電流不同情況，通過對比，啟發學生思維認真觀察，看看在電流表偏轉時，回路中到底什么物理量發生了變化？

4、要求學生再交流、討論、歸納，然后教師講解并總結得出產生感應電流的條件、電磁感應現象、感應電流的概念。

通過此教學環節意圖讓學生經歷科學實驗探究分析與論證過程，對實驗數據進行分析處理，根據實驗現象和數據得出結論，對實驗結果進行解釋和描述從而培養學生分析與論證、歸納推理、分析綜合的能力。

五、通過展示科學家探索磁生電曲折之路，滲透情感、態度與價值觀目標的教育

1、展示學生從網絡上收集的有關科學家們探索磁生電的材料，重點展現安培的失敗及法拉第的成功。

2、提出問題：他們失敗的原因有哪些？對你有何啟示？

3、講解原因。

通過此教學環節意圖，通過對失敗的例子列舉，讓學生感受科學發現的曲折與艱辛。通過法拉第實驗的成功，讓學生了解成功科學家都具有敢于堅持真理、勇于創新和實事求是的科學態度和科學精神，培養學生正確的科學態度及良好的科學素養。

在本節課教學設計中，以“實驗探究”主線，先介紹科學家通過實驗探究先后發現“電生磁”和“磁生電”，重點介紹了法拉第如何經過無數次實驗探究的失敗，最終發現電磁感應現象，接著讓學生重走科學家當年的探索之路，經歷科學實驗探究過程，掌握科學實驗探究的方法，真正通過實驗探究課堂落實和實踐著三維目標。在學生學習物理知識的同時，通過將物理學知識的形成過程和學生的學習過程相結合，引導學生揣摩前人分析問題、解決問題的科學研究的方法，使學生在學習科學知識的過程中受到方法的熏陶，逐步掌握科學探究方法，培養發現問題、解決問題、分析綜合等各方面的能力。而且，在總結科學家們研究過程中成功的經驗與吸取失敗的教訓的同時使學生明白科學研究并不是一帆風順的，是曲折艱辛的，以鮮活的資料弘揚科學精神和獻身于科學的意志品質，使學習者受到生動的情感、態度與價值觀的熏陶和感染，以求有利于他們健全人格的養成。

參考文獻：

［1］陳愛苾．課程改革與問題解決教學［M］．北京：首都師范大學出版社，2004．

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文