新課程標準明確指出:“物理課程要著眼于學生的發展,使學生獲得終生學習的興趣、習慣及一定的學習能力。教學應力求貼近學生生活,通過學生熟悉的現象揭示物理規律,并將其應用于社會生活的實際,即從生活走向物理,從物理走向社會。強調以物理知識和技能為載體,讓學生經歷科學探究的過程,學習科學探究的方法,培養科學探究精神,進而使學生獲得對物理理解的同時,在思維能力、情感態度與價值觀等多方面得到進步和發展。”隨著這種教育戰略思想的不斷滲透和物理新教材的使用,一種新的教學方式——探究式教學,愈來愈受到廣大教師的重視。因此,如何在課堂上實現探究式教學,直接關系到探究式教學的實施與成功。下面我就對探究式教學中的一些具體環節進行闡述。
一、設計情境,提出問題
恰當的問題會激起學生強烈的學習愿望,并引發學生的求異思維和創造思維。現代教育心理學研究指出:“學生的學習過程和科學家的探索過程在本質上是一樣的,都是一個發現問題、分析問題、解決問題的過程。”所以培養學生的問題意識是探究教學的重要使命。
為了讓學生能提出問題,我們可以合理地創設物理情境,讓學生從日常生活、自然現象或實驗觀察中提出有關物理問題,并且要貼近科學探究活動的主題,避免學生出現跑題現象。例如在引出“摩擦力”概念時,我先運用多媒體創設情境,播放人和馬在冰面上滑倒的錄像;然后在擰緊的瓶蓋上涂上潤滑油,讓班上力氣較大的學生來擰(學生不容易擰開)。從這些實踐活動中學生很容易發現問題并提出:“為什么人在冰面上易滑倒?為什么涂上潤滑油的瓶蓋不容易打開?”課堂教學中探究的問題是教材內容決定的,到什么時候應該探究什么問題,都是由教材或教師提出的,學生在這方面很少有鍛煉的機會。因此,教師除了在課堂上設計一些情境讓學生發現問題和提出問題之外,還可以引導學生在課外生活中發現和提出一些有意義的物理問題。
二、合理啟發,科學猜想
猜想并不是無目的、無根據地瞎猜,必須進行科學的猜想。有些內容學生比較熟悉很容易猜想出,有些內容學生知道的很少,這時需要教師積極引導。例如,在探究“影響物體下落快慢的因素”時,學生觀察羽毛和石塊的下落,石塊和紙團的下落情況后,就能回答出影響物體下落快慢的因素有質量、體積、空氣阻力等。但在“探究彈性勢能的表達式”時,教師如果不加以引導,學生則很難猜到彈簧的勁度系數。
三、制訂計劃、設計實驗,收集并處理數據
要制訂好計劃,就要讓學生做好實驗準備:包括器材、過程,以及所涉及的表格,等等。在這一過程中一方面要體現科學家進行科學研究的思想和方法,另一方面要使學生明確做事目的,帶著問題去研究。學生把設計的方案提出后能得到教師和同學的認可,會增強他們的自信心。設計實驗是一個創造過程,是探究中很重要的一個環節,直接影響到探究的結果。我的做法是,先放手讓學生大膽地去設計,組與組之間討論方案的可行性,哪組設計的方案好,對確實有困難的再加以引導。例如:在講“探究小車速度隨時間變化的規律”時,讓學生先來設計實驗,利用打點計時器打出紙帶,通過對紙帶分析求出速度并作v-t圖,然后再由圖像探究規律。在講歐姆定律時,也可以讓學生設計實驗來探究電流與導體兩端的電壓,與導體電阻的關系,測出數據作U-I圖,發現圖像是過原點的直線,表明電壓與電流的比值是一常數。同樣在“探究功與物體速度變化的關系”時也要進行相同的環節,并作數據處理。
四、分析論證,解釋評估
引導學生進行簡單的推理和歸納,嘗試對探究結果進行描述、解釋和評估。只有對所進行的實驗和證據進行分析和論證才能獲取知識得出科學規律,這是從動手實踐上升到建立理論的思維過程。例如:在講“探究電磁感應的產生條件”時,由初中的閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時會產生感應電流,到將插入或抽出線圈時會產生感應電流,再到將一個含有電磁鐵的電路,在開關打開或閉合時在電磁鐵的外層線圈中會產生感應電流。引導分析上述三個試驗中出現的現象的物理過程,并從中歸納出產生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發生了變化,然后通過理論進行證明。
五、交流合作,改進方案
合作學習能使學生看到問題的不同側面,對自己和他人的觀點進行比較全面的反思,取長補短,從而達到高質量的學習效果,得到新的和更深層次的理解,同時也增強了學生的團隊精神和合作意識。在共同參與的過程中,學習者了解到不同人的個性,學會相互交流與合作。在這里合作既是學習的手段,又是學習的目的。在課堂教學中,我們不僅要注重學生創造性思維的開發和創造能力的培養,而且要重視學生間的交流與合作。在講“探究平拋運動的規律”時,其目的就是想讓學生知道平拋運動是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動。通過對平拋運動軌跡的觀察,學生猜想到它在豎直方向的變化規律很可能與自由落體的規律一樣。但書中的實驗僅憑眼睛看,還不能準確地說明兩個小球同時落地,讓學生進行交流討論,對實驗進行改進,結果就有同學提出用耳朵聽,他們在地上放一個鋼板,讓大家都安靜,用耳朵聽小球是否同時發出撞擊聲,這樣效果反而更好。
“不下水,豈會游泳;不上山,焉能善獵”。為了讓學生學會探究,我們就要倡導探究教學,讓學生在探究中學會“探究”。在探究性學習過程中,學生不僅要掌握某些知識或技能,更為關鍵的是要對所學的知識進行選擇、批判、解釋和運用,從而有所發現和創造。因而探究性教學更重視知識獲得的過程,把學習方法和科學研究方法的獲取放在重要的地位,強調在掌握知識的過程中讓學生得到科學思維方法的訓練,以培養學生的科學素養。