在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

物理實(shí)驗(yàn)不僅是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，也是科學(xué)研究的基礎(chǔ)。物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)必須以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，物理學(xué)家們提出的理論是否正確，也必須通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)，而科學(xué)探究能力正是科學(xué)工作者做實(shí)驗(yàn)所必須具備的能力。在物理實(shí)驗(yàn)中，尤其是在探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，既符合了《標(biāo)準(zhǔn)》又能充分體現(xiàn)《課程改革綱要》的精神。本人結(jié)合高中階段的第一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)——探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，來(lái)談一下我通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的幾點(diǎn)心得。

一、從興趣到問(wèn)題

潘菽先生在他編著的《教育心理學(xué)》中論述了學(xué)生認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象的興趣，書(shū)中講到，一般學(xué)生對(duì)感知客觀事物都抱有很大興趣，有的學(xué)生甚至有操作的興趣，他們不滿足于觀察某種自然現(xiàn)象，而是要通過(guò)自己的活動(dòng)去研究它，影響它，利用它。學(xué)生一旦對(duì)某個(gè)問(wèn)題表現(xiàn)出了興趣，那么探究活動(dòng)對(duì)他們來(lái)說(shuō)就是一種愉快，一種享受。教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)感興趣的現(xiàn)象提出問(wèn)題，因?yàn)閱?wèn)題是科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)，沒(méi)有問(wèn)題就不會(huì)有解釋問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想方法。例如，在教學(xué)中，我們可以先播放一些視頻片斷，比如人們跑步，滑雪，跳傘，鴿子飛翔，蝸牛爬行，獵豹追逐獵物，汽車行駛，行星運(yùn)動(dòng)等，日常生活中物體的運(yùn)動(dòng)通常是比較復(fù)雜的，從物理學(xué)上我們認(rèn)識(shí)到，這些運(yùn)動(dòng)的速度都是變化的，那么你是否思考過(guò)你所感興趣的這些運(yùn)動(dòng)，它們的速度變化是否存在什么規(guī)律呢？

二、問(wèn)題的精細(xì)化

列出要研究的問(wèn)題，為了達(dá)到研究的目的還要有一系列的子問(wèn)題，以“問(wèn)題樹(shù)”的形式表現(xiàn)出來(lái)。要讓學(xué)生不光是想，還要寫出來(lái)，通過(guò)對(duì)子問(wèn)題的提出和梳理，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。

三、營(yíng)造高效互動(dòng)的學(xué)習(xí)氣氛

由于該實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生第一次接觸探究性實(shí)驗(yàn)，所以師生的互動(dòng)是必要的，但是教師的作用主要有兩個(gè)，一是引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題的方向，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)解決問(wèn)題的意識(shí)，肯定學(xué)生對(duì)解決問(wèn)題進(jìn)行的嘗試。二是扮演咨詢者的角色，提供有效的學(xué)習(xí)資料，組織好學(xué)生間的互動(dòng)。學(xué)生間的互動(dòng)可以培養(yǎng)學(xué)生的交流與合作能力。首先，要讓學(xué)生能夠做到互相傾聽(tīng)，知道其他同學(xué)對(duì)同一個(gè)問(wèn)題有沒(méi)有其他解釋；其次，要讓學(xué)生在互相表達(dá)與傾聽(tīng)中，使自己的想法與思路清晰化、具體化，反思自己最初的計(jì)劃有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在互動(dòng)中互相質(zhì)疑，互相肯定，不斷修正自己的認(rèn)識(shí)，更深層次地去理解問(wèn)題，構(gòu)建出新的假設(shè)，制定切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

四、切實(shí)提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、收集數(shù)據(jù)、分析論證的能力

實(shí)驗(yàn)用到的器材要讓學(xué)生嘗試根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案自主選擇，并讓學(xué)生討論如何正確使用所選擇的實(shí)驗(yàn)器材。由于學(xué)生以前使用過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，所以絕大部分學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)都比較有信心，但是要提醒學(xué)生注意重復(fù)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。按照大綱的要求本節(jié)內(nèi)容為兩課時(shí)，學(xué)生收集好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，正好一課時(shí)結(jié)束，第二課時(shí)建議安排學(xué)生到計(jì)算機(jī)機(jī)房去上課。教材上的“做一做”是用計(jì)算機(jī)繪制v—t圖像，這種教學(xué)設(shè)計(jì)可以大大提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，可以讓學(xué)生意識(shí)到，我們可以用現(xiàn)代化的科技手段為科學(xué)探究服務(wù)。學(xué)生在使用計(jì)算機(jī)時(shí)興趣很高，他們迫切地想知道，根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)得到一個(gè)什么樣的函數(shù)圖像。這種使用計(jì)算機(jī)作圖的方法必須教會(huì)學(xué)生，因?yàn)樵谝院蟮慕虒W(xué)中我們還要多次用到這種方法。用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)來(lái)幫助完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理是本探究實(shí)驗(yàn)的一個(gè)亮點(diǎn)，學(xué)生做完后印象非常深刻。

由于各種原因，學(xué)生不會(huì)都做得很好，因此教師要讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀的描述與解釋，一定要注意有些學(xué)生為了掩蓋自己的錯(cuò)誤而抄襲別人實(shí)驗(yàn)結(jié)果的情況。要培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)探究中具有誠(chéng)實(shí)的科學(xué)精神，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，幫助他們分析錯(cuò)誤的原因。

五、組織好評(píng)估

評(píng)估工作在以往的教學(xué)中是最不受重視的一個(gè)環(huán)節(jié)，而它卻是科學(xué)探究要素中的一個(gè)必要組成部分。首先，教師一定要重視評(píng)估，因?yàn)閷W(xué)生不清楚科學(xué)探究有哪些要素，大部分學(xué)生意識(shí)不到：做完實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果后還要對(duì)該實(shí)驗(yàn)及這次探究活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估。我認(rèn)為評(píng)估應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面：（1）探究意識(shí)，包括能通過(guò)個(gè)人思考或與同學(xué)交流討論進(jìn)行探究活動(dòng)；善于觀察、猜想，把看到的現(xiàn)象歸納為規(guī)律；積極參與完成研究性學(xué)習(xí)，要有積極探索、堅(jiān)持真理的態(tài)度。（2）實(shí)驗(yàn)技能，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手操作能力，完成實(shí)驗(yàn)的能力和完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。（3）參與程度，包括踴躍發(fā)表個(gè)人意見(jiàn)，敢于提出問(wèn)題；積極動(dòng)手，敢于改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。（4）合作意識(shí)，包括主動(dòng)配合老師、同學(xué)，互相促進(jìn)；積極參與討論與探究，愿意幫助同學(xué)；積極主動(dòng)分擔(dān)任務(wù)。（5）評(píng)價(jià)態(tài)度，包括公平、公正、如實(shí)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)他人；評(píng)價(jià)過(guò)程認(rèn)真、負(fù)責(zé)、誠(chéng)信。

最后，學(xué)生必須完成一份完整的實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告用來(lái)結(jié)束這次科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)。

在探究性實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)采用“高效互動(dòng)”的教學(xué)模式，讓教師宏觀調(diào)控教學(xué)進(jìn)度，微觀放活學(xué)生的探究過(guò)程，通過(guò)師生互動(dòng)，生生互動(dòng)，營(yíng)造出高效互動(dòng)的學(xué)習(xí)氛圍；利用電腦等現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定探究目標(biāo)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，讓學(xué)生在愉悅的探究情景中，交流，合作，不斷補(bǔ)充、修改自己的看法，在大家的驚奇和欣喜中獲得新知，從而真正提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，更加高效地完成教學(xué)目標(biāo)。

(責(zé)任編輯 黃春香）