探究實驗中強化學(xué)生自主性的方法研究

牛毅君

【摘要】物理教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)素養(yǎng)上，在夯實不畏困難、堅持不懈的探究精神上，在形成理性的批判和質(zhì)疑的獨立思考上，有義不容辭的責(zé)任。物理實驗是學(xué)生認(rèn)識世界的一種重要活動，是進行科學(xué)研究的基礎(chǔ)。因此，培養(yǎng)學(xué)生自主探究物理概念和規(guī)律的能力是培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展能力的重要步驟。基于學(xué)生生活體驗，找到能產(chǎn)生思維沖撞的事例，可以激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣這個原動力;猜測和假設(shè)，是合理計劃并實施自主探究的保障;培養(yǎng)敏銳的觀察力和靈活善變的、理性縝密的思維方式是自主探究的精髓。

【關(guān)鍵詞】槐探究性教學(xué)

【中圖分類號】G633.7 ?【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）27-0159-02

在科技發(fā)展日新月異的當(dāng)今社會，教育的目標(biāo)早已從培養(yǎng)德智體全面發(fā)展的好學(xué)生發(fā)展為要培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展能力。學(xué)生除了要有文化基礎(chǔ)，還要能自主發(fā)展，有社會擔(dān)當(dāng)，有創(chuàng)新精神。初中物理教師如果要為國家的教育改革和發(fā)展出力，為提升國家教育的國際競爭力出力，就應(yīng)該從這個高度去審視自己的教學(xué)工作，自己先要成為能終身發(fā)展的、會思考、敢質(zhì)疑、能創(chuàng)新的教學(xué)研究者。

物理學(xué)科是實驗的學(xué)科。前輩們的建樹都是基于實驗的發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)科還要繼續(xù)發(fā)展。而發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、發(fā)明新方法，依舊要依靠實驗。因此，新課標(biāo)中明確強調(diào)“物理課程應(yīng)改變過分強調(diào)知識傳承的傾向，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識” [1]。 由此可見，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究實驗?zāi)芰Ψ浅Ｖ匾?/p>

目前在培養(yǎng)學(xué)生自主探究實驗?zāi)芰Ψ矫娲嬖诤芏鄦栴}。比如受教學(xué)時間限制，常因為趕進度使探究實驗流于形式;其次學(xué)生由于自身的經(jīng)歷和所學(xué)知識的限制，基礎(chǔ)能力比較薄弱，學(xué)習(xí)時可能出現(xiàn)邏輯思維混亂、知其然不知所以然的多，愿意做實驗的少、會自主探究的更少。在面對這些問題時，如果教師只是單純的口述講解、理論推導(dǎo)，即使加進去表演化的實驗演示，也會失去對于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)良機，使學(xué)生失去學(xué)習(xí)物理的興趣，進而減弱科學(xué)探究的主觀意愿。文章就結(jié)合初中物理課堂教學(xué)實踐，對探究實驗中強化學(xué)生自主性的方法進行簡單研究。

一、利用興趣的效能，激發(fā)學(xué)生自主探究的原動力，是自主探究的基礎(chǔ)。

人格心理學(xué)家阿爾波特說過，人類的興趣是一種自主性功能，它是推動人認(rèn)識事物、探索真理的重要動機。教育專家和導(dǎo)師們經(jīng)常要求教師要激發(fā)學(xué)生的興趣，這不是圖熱鬧，而是要激發(fā)學(xué)生專注地投入自主探究的原動力。因此教師在課堂的引入部分應(yīng)該力圖找到結(jié)合學(xué)生生活實際的、能最大發(fā)揮興趣效能的事例來使學(xué)生發(fā)現(xiàn)所要研究的問題是一個有必要研究的有趣的問題。如，在進行“密度”的概念學(xué)習(xí)時，為讓學(xué)生真正理解密度，教師借助“探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系”，首先提出在主題班會上表演節(jié)目布置場景時遇到的問題征求大家的意見，舞臺需要一個假山，而搬來真的石頭作為假山是否合適？如果不合適可以怎樣解決？因為這跟學(xué)生的生活實際有關(guān)，又跟學(xué)生原有經(jīng)驗相當(dāng)，由此，物質(zhì)的質(zhì)量和體積存在著奇妙的關(guān)系這個事實呈現(xiàn)在學(xué)生面前，而自主探究這個關(guān)系成了學(xué)生內(nèi)在的需求。基于學(xué)生的體驗可以發(fā)揮興趣的效能，使探究活動成為學(xué)生的內(nèi)在需求。如，在探究慣性現(xiàn)象時，由于傳統(tǒng)的慣性小球?qū)嶒炑b置現(xiàn)象比較平淡，可視性也不足。教師利用雞蛋、紙筒、玻璃杯、硬紙板等器材演示“慣性雞蛋”的實驗，如圖1所示。當(dāng)教師用力猛地向左抽動硬紙板，隨著“撲通”一聲，學(xué)生看到雞蛋掉進了它下方對應(yīng)的水杯中濺起漂亮的水花。原來雞蛋并不會隨著硬紙板一起移動。這種有違猜想的視覺和聽覺上的沖擊引起的震撼，極大地激發(fā)了學(xué)生探究的欲望：為什么？！這樣，一個抽象的概念就變得直觀了，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，重點得到突出，效率也自然提高。因此，基于學(xué)生生活體驗，找到能產(chǎn)生思維沖撞的事例，來激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣這個原動力，是幫助學(xué)生完成自主探究的基礎(chǔ)[2]。

二、鼓勵對于影響因素的猜測，合理計劃并實施實驗，是自主探究的保障。

當(dāng)學(xué)生有了自主探究的欲望時，引導(dǎo)學(xué)生猜測影響因素，可以有針對性地計劃實驗、科學(xué)地實施實驗，不然可能會使之后的探究行為雜亂無章，或者淪落為由老師告知的假探究。而學(xué)生的猜測應(yīng)該是理性的，是基于自己的生活和學(xué)習(xí)的實際提出的，所以每一次的猜測都應(yīng)該有事實依據(jù)或理論依據(jù)[2]。

以“探究影響浮力大小的因素”為例，教師通過不會游泳的人在死海里人不會沉下去來激發(fā)學(xué)生的探究興趣，并提出問題“浮力大小與哪些因素有關(guān)”來引導(dǎo)學(xué)生進行猜想。于是得到了如“浮力的大小可能與液體的密度、液體深度、液體的重力、物體浸在液體中的體積等有關(guān)系”的猜想。到底影響浮力大小的因素有哪些？下面就需要教師引導(dǎo)學(xué)生利用實驗去驗證。首先要使學(xué)生明確研究方法和任務(wù)。如，要探究浮力大小與物體浸在液體中的體積的關(guān)系時，物體浸在液體中的體積是應(yīng)該要改變還是要保持不變？除此之外的其他物理量應(yīng)該是改變還是保持不變？浮力的大小是否和物體浸在液體中的體積有關(guān)？如果有，是怎樣的關(guān)系？帶著這些問題去思考，控制變量法在探究實驗中的落實在學(xué)生腦中具體化了。依此類推，探究其他因素時應(yīng)該改變什么物理量、控制什么物理量保持不變，這為自主計劃實驗、確定實驗方法提供了保障。

三、培養(yǎng)敏銳的觀察力和靈活善變的、理性縝密的思維方式，是自主探究的精髓。

指導(dǎo)學(xué)生進行探究型實驗時，如能進一步鼓勵學(xué)生敏銳地觀察、縝密地思考、靈活地應(yīng)對問題，則能幫助學(xué)生養(yǎng)成理性思維、合理選擇和應(yīng)付復(fù)雜多變的環(huán)境的科學(xué)素養(yǎng)。

1.觀察要敏銳。

如，在“探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系”實驗中，教師選用水和純甘油這兩種無色透明的液體供學(xué)生實驗。實驗中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)：其中一個燒杯里的液體倒不干凈。同時教師提出“這樣會對實驗結(jié)果造成什么影響，有什么辦法解決這個問題嗎？引導(dǎo)學(xué)生找到殘留部分和測量部分之間的關(guān)系。學(xué)生通過實驗得出利用燒杯和純甘油的總質(zhì)量減去燒杯和殘留在燒杯中的純甘油的質(zhì)量得到倒入量筒中純甘油的質(zhì)量，減小了實驗誤差，使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確。隨后教師提出是否要把水的實驗也用這個辦法重新測量，學(xué)生通過思考和討論認(rèn)為不需要。觀察與思辨、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題，學(xué)生們得到了直觀思維和邏輯思維交替發(fā)展的體驗。

2.思路要開闊。

在“探究固體、液體、氣體三種狀態(tài)的物體是否同樣具有慣性”時，教師提供裝有水的塑料瓶（器材a）和綁在木棒上的小紙片（器材b）兩組器材（如圖2），讓學(xué)生分組自主探究。部分學(xué)生的思路可能僅僅局限在老師提供的器材或者其中某一種情況上，因此在實驗過程中教師要通過問題引導(dǎo)學(xué)生，思路要開闊，思維要靈活，尤其要避免不動腦筋的從眾心理，不然雖然也參與了實驗，而獲得的體驗與長進是有缺憾的。學(xué)生之間的交流是必要的，但引起的“羊群效應(yīng)”是可怕的。教師要鼓勵學(xué)生獨立思考、靈活多變、開闊思路，才能得到成功的體驗。

3.反思要及時。

在“探究液體密度是否會對物體浮力產(chǎn)生影響”時，教師提供了不同種類的液體。學(xué)生在自主探究時發(fā)現(xiàn)了問題：物體放入硫酸銅溶液中時彈簧測力計示數(shù)為0。教師不提示而是讓學(xué)生認(rèn)真觀察并且對比物體在其他兩種液體中的狀態(tài)。學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真分析討論發(fā)現(xiàn)物體漂浮在硫酸銅溶液的液面上，物體浸在液體中的體積并不相同。實驗中的測量值出現(xiàn)跟自己的直觀思維相左的現(xiàn)象，有時可是錯誤，有時卻是客觀現(xiàn)實。要學(xué)會及時地反思，要善用批判性思維去審視自己的實驗，找到真正的問題所在并加以修正，才能最終得到符合客觀規(guī)律的結(jié)論[2]。

說時遲那時快。探究課堂上學(xué)生遇到的問題瞬息萬變，教師引導(dǎo)學(xué)生的機會稍縱即逝。以上對于數(shù)字“0”的處理是很好的例證。教師要有引導(dǎo)學(xué)生自主探究的強烈意識，要有洞察學(xué)生問題成因的敏銳眼光，要有不達目的不罷休的堅韌精神。只有這樣才能還給學(xué)生獨立思考、勇于探究的科學(xué)氛圍，才能培養(yǎng)學(xué)生崇尚真知、勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神，才能造就學(xué)生樂學(xué)善學(xué)、勇于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)。

只有在一步一個腳印的不斷學(xué)習(xí)探究下，學(xué)生的實驗探究能力才能得到真正提升。學(xué)生在處理實驗探究類的問題時不再是摸不著頭腦，不知從何寫起;而是能夠站在實驗者的角度去考慮題目，分析題目，抓住關(guān)鍵詞，適當(dāng)延伸題目深層含義，能夠熟練的使用控制變量法。

科學(xué)實驗探究將學(xué)生由被動的接受知識轉(zhuǎn)化為主動的獲取知識，促進學(xué)生的全面發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的邏輯思維能力和綜合分析能力。探究型教學(xué)在課堂應(yīng)用上還存在一些問題，在以后的教學(xué)過程中應(yīng)該繼續(xù)認(rèn)真研究，使學(xué)生的探究能力從根本上得到更大的提升。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部. 全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012

[2]馬文永.科學(xué)探究的幾個環(huán)節(jié)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理教學(xué)，2017（07）