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物理学是以实验为基础的学科.在物理教学中,我们应避免只把前人总结的规律直接传授给学生的做法,而要引导学生重视学习过程中的科学探究,培养他们的探究能力.所谓科学探究就是让学生去模拟科学家的工作过程,按照一定的科学思维程序去探索学习的过程,从中学习科学方法,体验探究过程的心理感受,提高科学探究的能力.
一、从新课程理念和内容的变化入手
1. 旧理念的教学中突出“教”,忽视“学”,凸现的是以本为“本”,忽视了以“人”为本.新理念重视“学”,突出以“生”为本,强调填鸭不如启发,会教不如会学,好教不如好学,师动不如生动,师忙不如生忙.科学探究正是体现了以“生”为本的教学.
2. 新课程中科学探究的内容标准与旧课程中的知识点相比,有明显的不同:旧课程中的知识点基本上只是强调了物理知识的学习和技能的训练,而新课程内容不仅注意了这一点,而且强调科学过程和科学方法的学习,关注科学、技术、社会的观念渗透,注重科学态度、科学精神、科学探究能力的培养.
3. 旧课程的实验教学中存在着以下问题:一是实验的研究性较弱,仅停留在能做好实验的层次上;二是实验量小,难度也不大,且与生活和生产实际的结合不够;三是实验内容的范围较窄,仅以验证性实验为主,没有探究性实验;第四,实验的理论化、学术化倾向较重.为了改变以上的弊端,新教材设置了较多的探究性实验,同时也使科学探究成为课堂的一种教学方式.例如人民教育出版社的《义务教育课程标准实验教科书·物理》中:初中阶段总共开设学生分组实验37个,其中属于探究性实验24个,探究性学生分组实验占了64.86%,而在旧教材中初中阶段要求开设的学生分组实验只有18个,没有探究性实验.
二、依据思维程序循序渐进实施
科学探究是一个创造性思维过程,是模拟科学家进行科学研究的思维程序过程.因此学生的科学探究程序步骤可由如下的要素组成:提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作.科学探究课题的选择以及活动的范围、层次都要考虑学生的年龄特点,必须循序渐进. 所探究课题应该从小到大,探究活动要从简单到复杂,逐步深入地探究,且整个探究活动中要体现教师的引导作用.不同阶段的探究实验,有不同的目标要求,要将三维教学目标渗透到各个探究实验之中,使学生的探究能力得到提高.
三、善于组织引导创设探究情景
在实际的探究实验中,完全由学生自发、主动、发现、提出科学问题是比较困难的,需要教师创设一定的探究情景,组织和引导学生通过观察、感知、体验后发现问题;或者创设一定的任务,让学生在完成任务过程中,点燃智慧的火花,激活探究问题的思路.可按如下操作步骤:设置问题情景任务→分析归纳情境体现的内在规律→引导学生提出问题.
例如:在铁路旁的高山上落下的一个特别大的石块,滚到铁轨上挡住了火车的去路,想想办法:怎样用最短的时间在火车开来前排除危险,使火车能顺利通过呢?学生的办法很多:有的去找工人,几个人一起用力拉;有的用小型装卸工具;有的用推土机去推;有的用棍子撬;有的准备到前方通知火车停下来……学生们的回答虽然各不相同,但都想出了解决问题的方法.用哪一种办法最简单易行呢?这就将科学探究的问题呈现在学生的脑海,同时又将情感态度价值观的目标渗透在其中.
四、制定探究计划,避免包办代替
教师不要急于告诉和引导学生回到自己或教材的要求上,而要体现学生智能结构的多元性,进而培养他们的探究能力,达成对知识形成多角度的丰富理解.学生制定探究计划包括:目的、器材、过程、表格、数椐、分析等. 在这一过程中,一方面要体现科学家进行科学研究的思想和方法,更重要的是使学生明确目的,带着问题去研究.较好的做法是,先放手让学生大胆设计,鼓励小组之间、组与组之间认真讨论方案的可行性以及比较方案优劣,对设计确实有困难的小组教师应及时予以启发引导.
例如:怎样能使电流通过导体产生的热量变为可以观察比较的现象?学生的设计方案多姿多彩,有的让烧瓶里的空气受热膨胀而使玻璃管的红水柱上升,有的让灯丝发热升温而发光,有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧,等等. 在这五彩缤纷的答案背后,我们看到了学生探究能力的提高,学生的发散思维和创造性思维能力同样得到了提高.
五、注重交流评价,反思实验优劣
得出实验的结论并不意味着科学探究的完成,对结果的评估、科学解释、实验反思必不可少.创造心理学信息催化理论认为:倘若你有一种思想,我也有一种思想,而我们彼此交流,我们两个人将各占有两个思想,这是信息的扩散性.信息扩散的结果将产生新的思想,从而产生有价值的观念,这就导致创造.所以教师对交流评价这个环节千万不能忽视.评价与交流可以是自我反思、小组互评、组内互评、师生互评.这样既能让学生体验成功的快乐,又能激发学生产生更高层次的探究欲.
例如在完成平面镜成像实验探究后,有学生说:由于蜡烛点燃后烟雾污染教室,蜡烛熔化后的“油”污染桌面,蜡烛不容易固定等原因,用小手电筒代替蜡烛是比较恰当的.这是一个具有人性化的反思,该学生将环保理念渗透到了探究实验反思中.
在物理教学中,如何加强科学探究的措施方法虽然不只这些,但上面所述的五方面是重要且可操作的.实践证明,物理教学中加强科学探究,不仅培养了学生的创新精神和实践能力,而且有利于形成良好的科学品质,养成敢于质疑、善于交流、乐于合作的良好科学态度,也为学生的终身学习奠定了基础,实现人本化教育.
责任编辑罗峰
一、从新课程理念和内容的变化入手
1. 旧理念的教学中突出“教”,忽视“学”,凸现的是以本为“本”,忽视了以“人”为本.新理念重视“学”,突出以“生”为本,强调填鸭不如启发,会教不如会学,好教不如好学,师动不如生动,师忙不如生忙.科学探究正是体现了以“生”为本的教学.
2. 新课程中科学探究的内容标准与旧课程中的知识点相比,有明显的不同:旧课程中的知识点基本上只是强调了物理知识的学习和技能的训练,而新课程内容不仅注意了这一点,而且强调科学过程和科学方法的学习,关注科学、技术、社会的观念渗透,注重科学态度、科学精神、科学探究能力的培养.
3. 旧课程的实验教学中存在着以下问题:一是实验的研究性较弱,仅停留在能做好实验的层次上;二是实验量小,难度也不大,且与生活和生产实际的结合不够;三是实验内容的范围较窄,仅以验证性实验为主,没有探究性实验;第四,实验的理论化、学术化倾向较重.为了改变以上的弊端,新教材设置了较多的探究性实验,同时也使科学探究成为课堂的一种教学方式.例如人民教育出版社的《义务教育课程标准实验教科书·物理》中:初中阶段总共开设学生分组实验37个,其中属于探究性实验24个,探究性学生分组实验占了64.86%,而在旧教材中初中阶段要求开设的学生分组实验只有18个,没有探究性实验.
二、依据思维程序循序渐进实施
科学探究是一个创造性思维过程,是模拟科学家进行科学研究的思维程序过程.因此学生的科学探究程序步骤可由如下的要素组成:提出问题→猜想与假设→制定计划与设计实验→进行实验与收集证据→分析与论证→评估→交流与合作.科学探究课题的选择以及活动的范围、层次都要考虑学生的年龄特点,必须循序渐进. 所探究课题应该从小到大,探究活动要从简单到复杂,逐步深入地探究,且整个探究活动中要体现教师的引导作用.不同阶段的探究实验,有不同的目标要求,要将三维教学目标渗透到各个探究实验之中,使学生的探究能力得到提高.
三、善于组织引导创设探究情景
在实际的探究实验中,完全由学生自发、主动、发现、提出科学问题是比较困难的,需要教师创设一定的探究情景,组织和引导学生通过观察、感知、体验后发现问题;或者创设一定的任务,让学生在完成任务过程中,点燃智慧的火花,激活探究问题的思路.可按如下操作步骤:设置问题情景任务→分析归纳情境体现的内在规律→引导学生提出问题.
例如:在铁路旁的高山上落下的一个特别大的石块,滚到铁轨上挡住了火车的去路,想想办法:怎样用最短的时间在火车开来前排除危险,使火车能顺利通过呢?学生的办法很多:有的去找工人,几个人一起用力拉;有的用小型装卸工具;有的用推土机去推;有的用棍子撬;有的准备到前方通知火车停下来……学生们的回答虽然各不相同,但都想出了解决问题的方法.用哪一种办法最简单易行呢?这就将科学探究的问题呈现在学生的脑海,同时又将情感态度价值观的目标渗透在其中.
四、制定探究计划,避免包办代替
教师不要急于告诉和引导学生回到自己或教材的要求上,而要体现学生智能结构的多元性,进而培养他们的探究能力,达成对知识形成多角度的丰富理解.学生制定探究计划包括:目的、器材、过程、表格、数椐、分析等. 在这一过程中,一方面要体现科学家进行科学研究的思想和方法,更重要的是使学生明确目的,带着问题去研究.较好的做法是,先放手让学生大胆设计,鼓励小组之间、组与组之间认真讨论方案的可行性以及比较方案优劣,对设计确实有困难的小组教师应及时予以启发引导.
例如:怎样能使电流通过导体产生的热量变为可以观察比较的现象?学生的设计方案多姿多彩,有的让烧瓶里的空气受热膨胀而使玻璃管的红水柱上升,有的让灯丝发热升温而发光,有的让火柴梗吸收电热升温达到着火点而燃烧,等等. 在这五彩缤纷的答案背后,我们看到了学生探究能力的提高,学生的发散思维和创造性思维能力同样得到了提高.
五、注重交流评价,反思实验优劣
得出实验的结论并不意味着科学探究的完成,对结果的评估、科学解释、实验反思必不可少.创造心理学信息催化理论认为:倘若你有一种思想,我也有一种思想,而我们彼此交流,我们两个人将各占有两个思想,这是信息的扩散性.信息扩散的结果将产生新的思想,从而产生有价值的观念,这就导致创造.所以教师对交流评价这个环节千万不能忽视.评价与交流可以是自我反思、小组互评、组内互评、师生互评.这样既能让学生体验成功的快乐,又能激发学生产生更高层次的探究欲.
例如在完成平面镜成像实验探究后,有学生说:由于蜡烛点燃后烟雾污染教室,蜡烛熔化后的“油”污染桌面,蜡烛不容易固定等原因,用小手电筒代替蜡烛是比较恰当的.这是一个具有人性化的反思,该学生将环保理念渗透到了探究实验反思中.
在物理教学中,如何加强科学探究的措施方法虽然不只这些,但上面所述的五方面是重要且可操作的.实践证明,物理教学中加强科学探究,不仅培养了学生的创新精神和实践能力,而且有利于形成良好的科学品质,养成敢于质疑、善于交流、乐于合作的良好科学态度,也为学生的终身学习奠定了基础,实现人本化教育.
责任编辑罗峰