《物理課程標準》將科學探究列入了內容標準,以增強學生的科學探究能力,培養創新精神品質,科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式,“旨在將學習的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、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神”。那么,在實際的課堂教學中,應如何引導學生快速進入探究角色,積極從事探究活動呢?筆者結合自己的教學體會,談談以下幾點具體做法。
一、創設物理情景,提供探究素材。
教師根據教學內容和學生實際,創設問題產生的真實情境,引導學生發現新的物理情景與已有知識的沖突所在,從而提出探究的問題。心理學研究表明,當外部刺激喚起主體的情感活動時,就更容易成為注意的中心,從而強化理解和記憶。所以,真實的問題情景的設計過程,是調動學生大腦中原有的情感結構及認知結構,從而使學生在大腦皮層形成興奮中心的過程。另外,學生的思維活動不是憑空產生的必須借助于外界的某種環境因素的刺激作用,而教師所設置的真實的問題,正是引起學生創造性思維活動的重要外部條件,只有這樣才能引起學生積極的情感投入。
問題情景的設計要能激發學生的興趣和求知欲,能引起學生的認知沖突,并能發現問題、提出問題。如在八年級“影響蒸發快慢的因素”這一內容時,首先創設情境,提出問題:“同學們在寢室里晾的濕衣服,為什么有時干得快,有時干得慢呢?”在幾個同學簡單說明原因之后,接著提出:“液體蒸發得快慢跟哪些因素有關呢?”讓學生猜想。有的說與溫度有關,有的說與“風的大小”有關,有的說與液體“散開的表面積”有關,甚至有的說“與不同有液體”有關。到底是怎樣的呢?讓學生自己設計實驗,進行驗證。有的在文具盒表面上和塑料筆筒里分別滴同樣大小的一滴水來證明“與表面積有關”,有的用書本扇風的辦法證明“與風的大小有關”,有的在文具盒表面上分別滴一滴大小相同的食用油和水來證明“與不同的液體有關”。在探究活動中,學生充分表現了積極性和求知欲,嘗到了探究成果的甜頭;而且,通過探究,他們深刻地理解了科學知識,培養了科學素養和能力。
二、精心設計課堂實驗,鼓勵學生積極探究。
物理學是一門以實驗為基礎的學科。在課堂上精心設計實驗是培養學生科學探究能力的有效途徑,但這一環節教師要進行必要的引導,精心設計,合理安排,鼓勵學生積極探究。不能為了怕麻煩,就讓學生按照課本上的實驗步驟“照方抓藥”,這樣做雖然省事,卻壓抑了學生的探究能力的發展。比如對于“研究光的反射定律”的實驗,可先讓學生自己先對光的反射的特點提出假設,然后自行設計方案和表格,并選擇學生手邊的器材,一邊實驗一邊探究,再從中發現光的反射規律。再比如對于“用電流表測電流”的實驗,在學生對探究的過程有了較多的感性認識之后,讓學生完整地探究串聯電路和并聯電路的電流關系,把探究的程序性知識推到前臺。正像波亞利所說:“學習任何知識的最佳途徑是由學生自己去發現,因為這種發現理解最深,也最容易掌握其中的規律、性質和聯系。”為了學生的長遠發展,教師應轉變觀念,高度重視物理學中的實驗成分,讓學生自己動手。
三、變驗證性實驗為探索性實驗。
做驗證性實驗,學生缺乏興趣,對學習物理的積極性降低,以至于討厭做實驗。而探究性實驗,符合學生的心理特征,能激發學生學習物理的興趣,調動學生學習的積極性。學生在進行探究性實驗時,其思維方式與做驗證實驗有很大區別。學生首先要對所探究的物理知識提出假設,然后自行設計實驗方案,并一邊實驗一邊探究,從中發現規律。因此我們可以將演示實驗改為學生實驗,將驗證性實驗改為探究實驗,力求讓學生自己動手“做科學”,這樣使學生在探究性實驗中親身經歷了知識的形成過程,并成為知識的再現者。
傳統的學生分組實驗課,較多安排在相關知識的講授完成之后,目的是驗證或鞏固這一知識。但由于剛學過相關知識,因此學生對要做的實驗的結果早已“胸有成竹”。學生做分組實驗,變成了“按部就班”,學生用不著多動腦筋就可以完成任務,實驗課變成可上可不上。要想培養學生的探究能力,教師就應在具體教學環節上時時提醒自己;真正關注學生,想他們所想,給他們所需;給學生思考的時間和空間,引導學生完成知識的建構過程,為學生走近科學提供一種獨特的形式,即通過親身的觀察、操作和體驗,感受和領悟科學的理念。因此,要加強實驗的探究性而不是簡單驗證,具體做法是:在學習某一課題知識之前,先安排學生設計有關實驗,然后在實驗室完成分組實驗。這樣,實施起來會比以前的分組實驗多花一些時間,但有記憶長久、理解深刻、知識建構自然等優點。如教學《串聯電路的電阻關系》一節,由于課本上是通過理論推導得出結論:串聯電路的總電阻等于各部分電阻之和。所以在教學時不要先學習理論推導,得出結論,而要通過科學探究的方法首先提出串聯電路的總電阻和各部分電阻有何關系,讓學生思考、猜想,接著設計實驗方案,測出總電阻,指導學生分析數據得出實驗結論。然后進行理論論證。通過課堂上不斷引導、探究,學生的活動探究能力將會逐漸得到培養,并領悟到科學探究的基本步驟和方法,即提出問題—引導分析—設計實驗—指導觀察—啟發分析歸納—得出結論。
總之,在探究活動中,學生是知識的直接探索者,學生的探究活動離不開外部環境和必要的設施,教師要積極引導、積極組織,盡可能為他們提供便利,使他們能根據探究需要進行實驗操作,查找資料和信息處理。教師在這過程中也應積極配合,特別是學生遇到困難時,教師應積極引導、幫助學生樹立克服困難的信心和勇氣,并引導他們尋找對策,使學生的探究盡可能獲得成功,但絕不能包辦代替,這樣會使學生失去探究的機會。