陳清國
實驗教學對于初中物理知識的學習有極大的作用。這一點作為教師的我們都明白,但是,如何發揮好它的作用,教師卻沒有“定法”。新課改下的初中物理教學,對培養初中學生動手和實踐有著現實的重要意義和影響。在物理課堂教學中教師要發揮學生在探究式實驗中的主體作用,敢于“放”讓學生在自主動手動腦的條件下主動地學,并給予他們充分的信任。
一、問題——假設
根據考試說明和教學大綱,教師梳理好知識的重點和難點,根據學生所掌握的知識水平以及認知發展規律提出問題。提出問題是教師為了引起學生思考,增強師生互動交流。而問題的設置是事先精心設計的、是有技巧的。切不可隨意盲目,枯燥生硬。為了啟發學生主動積極的思考。
(1)創設情境,引發思考。例如,在《“伏安法”測電阻》一課中,先用兩個不同規格的小燈泡分別與同一電源串接引入新課,發現兩個燈泡發光情況不同。教師通過展示實驗現象,讓學生有一個直觀的感知,有助于培養學生的觀察力,激發學生認識興趣,探索是什么原因造成燈泡的發光情況不同。
(2)探討交流,引導猜想。教師嚴格按照科學知識的內在邏輯和學生認識發展規律進行教學。引導學生觀察,豐富表象儲備,使得猜想活動的有著堅實的基礎,鼓勵學生大膽猜想假設。例如,學生看到燈泡的亮暗情況不同,會想到可能是因為通過的電流大小不同、燈泡的規格不同,更有甚者會說是電壓不同以及其他五花八門的猜想。
(3)循序漸進,合理猜想。學生的猜想是雜亂的,有些是合理的,有些確是不著邊際的,教師應該處理好教學活動順序、學科知識邏輯順序和學生心理發展順序之間的關系。例如:此時教師應該繼續追問,這個實驗過程中電壓是否改變?引導學生思考并最終排除錯誤猜想。對于猜想是由電流引起的,教師可以追問,又是電壓不變的情況下又是什么原因引起電流不同,學生自然會聯想到是電阻引起的,從而引出本節探究的主要問題——如何測電阻
二、推理——驗證
在成功創設問題情境,引導學生進行合理猜想之后,對猜想的推理和驗證是實驗探究過程中的重點和難點。“實驗探究式”教學要求教師大膽放開課堂,充分發揮學生的主觀能動性,將知識的構建過程完全通過學生的實驗探究完成。
1.推理
傳統的教學過程教師是知識的闡述者和傳遞者,學生則是知識的接受者。而探究式教學不只是知識的傳遞和執行的過程,更是知識的創生和開發過程。例如,在拋出實驗目的——測小燈泡的電阻,教師與學生互相交流、互相溝通,共同探究解決問題的方法,要想測電阻,根據R=U/I,必須測得小燈泡兩端的電壓和電流,故該實驗要用到電壓表和電流表,并設計出電路圖。
此時教師應該繼續引導,物理實驗為了較小誤差經常需要多次測量,而該電路圖只能獲得一組實驗數據,如何解決這個問題呢?及時發現學生在實驗設計上存在的不足和缺陷,引導學生積極思考解決問題的方法,逐層遞進,完善實驗設計。幫助學生調動原有的知識,利用滑動變組器可以改變電路中的電流和部分電路兩段的電壓,因此該電路圖應該串聯一個滑動變阻器。
在整個推理過程中教師與學生分享彼此的思考、經驗和知識,交流彼此情感、體驗和觀念,豐富教學內容,達到教學相長。
2.驗證
在完善推理設計的基礎上,教師引導學生使用一定的儀器和設備,進行獨立的操作,使學生獲得直接經驗,進而培養學生技能和技巧。實驗探究有利于培養學生獨立使用儀器進行科學實驗的基本技能;教師應鼓勵學生進行小組討論,加強實驗儀器使用的技巧和技能。讓學生動手,培養獨立解決問題的能力。及時指出操作中存在的錯誤,規范實驗操作,維護實驗環境。如連接電路時開關要斷開,閉合開關前滑動變阻器的滑片應置于阻值最大處等。
三、總結——提高
1.總結
經過學生一系列的質疑、判斷、比較、實驗,以及對實驗數據進行分析,看是否存在某種規律或者趨勢,能否支持之前的猜想。從而獲得結論,真正理解和鞏固。教學不僅要重結論,更要注重獲得結論的過程。
學生記錄數據,并對數據進行處理分析,發現小燈泡的電阻隨著電流的變大而變大,在實驗過程中發現新的問題,教師應該引導他們積極探索、生動活潑地學習,自覺掌握知識,將實驗數據等證據與已有的科學知識體系建立連接,提高分析問題和解決問題的能力。
2.提高
評估時物理探究實驗中不可缺少的一個環節,是對實驗的整個過程進行回顧,評估和反思。反思實驗過程和方法上是否存在問題必要時提出改進措施,當實驗結果與預期不一致時,做出具體分析,找出原因并做進一步的實驗探究。
如圖所示,在《“伏安法”測電阻》一課,師生共同探討并設計實驗研究觀察溫度對電阻的影響。發現用酒精燈加熱,隨著溫度的升高,電流表的示數不斷減小,從而發現小燈泡電阻與溫度的關系。評估既是對前面的探究環節進行反思,又在反思中發現新問題,能夠檢查學生對實驗的思考,體會實驗的要求,提高實驗探究的水平。
物理是一門以實驗為基礎的學科,探究式教學方法能夠使學生的獨立性、探索能力、活動能力和創新能力在探索解決過程中得到高度發揮,可以交給學生科學的研究方法以及嚴謹的科學態度和扎實的作風。