國中物理探究式教學的初探

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國家新一輪的基礎課程改革大力倡導在各科中。培養學生的素養,是物理課程改革的一個根本目標,而有效地落實這一目標的關鍵,是積極主動地開展科學探究活動。這需要一批有改革創新意識的教師面向全體學生,開展多樣化的探究式教學。那麼什麼是探究式教學?國中物理探究式教學實施的主要環節以及實施中要涉及的一些問題,在這作一些初步探討。

國中物理探究式教學的初探

探究式教學、主要環節、實施、更新思想觀念

一、關於探究式教學的含義
  探究就是對世上任何事情和所有事物的認識。探究存在於我們生活實際的各個方面,有人稱這樣的探究為普通探究,它既無研究範圍的限制,也無研究方法的限定。普通探究包括許多分支,其中之一便是科學探究。科學探究是在一定的信念和假設指導下進行的。它可以是指學科領域裡的探究,即科學家提出關於界的問題,尋求答案,深化理解的過程;也可以是指學生在課堂中所進行的探究,即學生用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家研究自然界所用的方法而進行的各種活動,包括觀察、測量、製作、提出假設、進行實驗、提出模型和交流等。“探究學習”的倡導者是美國芝加哥大學施瓦布(J.J.Schwab,1909~)教授。他強調學生學習方法與過程,認為探究式過程和方法適合在理科教學中培養學生的“創造力”,並進一步指出,教師的新技術和習慣,不是命令學生學習,而是教授學習的方法,培養自我汲取知識的能力。在國中教學中把科學領域的探究引入課堂,使學生通過類似科學家的探究過程理解物理概念和科學探究的本質,並培養相應能力的教學方式稱之為探究式教學。
    探究式教學不是某一種具體的教學方法,而是一種範圍較廣的教學方式。它可以有許多種型別。例如我們用理論探究的方式學習知識是探究;學生自選課題,設計實驗,解決問題也是探究。探究教學還包含了許多種教學方法,如,談話法、討論法、實驗法等等。因此,探究教學可以選擇不同的層次和水平切入,可以是簡單的概念獲得,也可以是由學生自主發現問題,解決問題;可以從一個現象、一組資料、一些資料引發學生思考、討論,也可以提出一個問題讓學生去探究;可以從具體的情境入手,讓學生概括出相關知識,也可以提出抽象的問題,讓學生推理分析。
   “探究式教學”的課堂具有明確的研究目標和研究目的,它是為了達到某種結果或某種目的而精心設計的,教師可以根據活動的難易程度以及學生知識和能力水平,進行程度不同的指導。例如,問題的來源,可以是學生自己提出的,也可以是教師通過特殊的問題情境引導學生提出的,甚至可以是教師或教材提出的。又如,資料的收集,可以讓學生通過實驗、觀察、調查,親自收集資料,也可以給出實驗資料讓學生分析並作出解釋,甚至將資料和資料的分析方法都告訴學生。在物的教學中,不但要學到知識,更要得到能力的提高。故此教師不應是傳統授業、解惑,而應該有目的、有計劃地培養其學習方法,培養自我汲取知識的內部能力。這種方法與能力的獲得,其主要渠道就是在“探究學習”為模式的探究式教學的主要環節之中。
二、國中物理探究式教學的主要環節
在<<全日制義務教育物理課程標準>>(實驗稿)中,明確指出:科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一;科學探究的形式是多種多樣的,其中要素有:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。儘管科學探究沒有絕對固定的程式,但仍有一般的程式可循。而這個一般程式是學生做探究的必要知識,也是完成一個完整探究過程的基本環節。所以,教師在探究教學中可以給學生提供一些程式上的“工作單”,讓學生學習探究。結合課堂教學實際,國中物理探究式教學比較好的形式可有以下的主要環節:

提出問題


              猜想與假設               評估與交流

 

                設計實驗         分析和論證

進行實驗

結合八年級上冊義務教育物理課程標準實驗教科書<<物理>>(人教版)第五章第四節:探究串聯電路中電流的,把探究式教學的主要環節進一步說明:
 
探究式教學的主要環節 探究:串聯電路中電流的規律   
提出問題 串聯電路中各點的電流之間有什麼關係?   
猜想與假設 猜想:問題的可能答案   

設計實驗 邊討論交流—邊合作設計,內容包括:
1) 所用實驗器材、 
2) 所設計的實驗電路圖、資料記錄表
3) 簡述實驗步驟   

進行實驗 實驗要求:
1. 把測量資料記在自己的表格中
2. 把操作中出現的問題扼要地寫下來
注意: 1. 連線電路時開關應處在開啟的狀態
     2. 連入電流表時不要連錯   

分析和論證 主要內容: 1. 測量結果說明了什麼?
         2.跟你的猜想或假設有何差異?
           3. 能得出什麼結論?
結論:Ia=Ib=Ic   

評估與交流 主要內容: 1.操作中有沒有什麼失誤?
       2.測量結果如果不正確,其原因是什麼?
           3.為自己的正確觀點進行答辯。
         4.你在實驗中是否發現了新的問題?想 
       不想進行探究?
完成反饋練習 
探究式教學的主要環節,為教師設計教學策略提供的框架,為教師有效地開展教學活動提供了幫助。實際教學過程中可以涉及全部,也可涉及部分,要根實際適當安排突出不同環節的探究活動。在探究式教學過程中,教師與學生的思維活動要以學生為主體,教師為主導,雙向互動為原則。教師要啟發學生的發散思維和聚合思維,使學生處於一種不斷髮散與聚合的創造性思維狀態,以順利推進科學探究程序。
探究式教學改變了過去偏重於知識的傳授、強迫學生記憶的“填鴨式”“滿堂灌”的教師“一言堂”教學,而且教學一環扣一環,容易吸引學生的注意力,使他們更靈活地掌握新知識;這種教學法同時也消除了過去學生的學習中的緊張、枯燥、厭煩、苦惱等情緒,而且還覺得學習“易”、“趣”、“活”。
三、關於探究式教學的實施
(一)課前的準備
  教師課前應讓學生對課題提前預習,明確探究目標,收集有關資料,收集身邊一些生活、生產用品作為實驗器材的補充。另外,教師還應精心備課,根據學生的認知水平、實驗能力,創設探究活動引導過程中的問題情境。教師在設計問題情境時要有目的地激發學生的創造意識,促進學生產生質疑、困惑、探索求解的創造性學習動機。創造性思維活動的表現需要有一定的激發條件,要求教師在教學過程中設定問題,營造一種學生能夠明顯意識到的疑難情境,使學生產生認識上的困難或困惑,從而激發他們創造性的探索。同時,要有意識地設計觀察習慣的養成和觀察能力培養的內容。
(二)課堂上的實施
一、營造有利探究的情境氛圍,激發學習興趣和探究動機
1.創設一種民主、寬鬆、和諧的教學氛圍。
  首先,努力創設“教師一學生”及“學生一學生”間民主、平等、自由、寬容和諧的學習氛圍,讓學生消除探索學習過程中的恐懼心理,有一個心理安全感,全身心投入學習探索與創造之中。在學生做實驗進行探究的過程中,教師在教室裡四處走動,與各小組進行交流,傾聽學生的問題和想法,不時評價學生的探究程序並確定適合學生學習的下一步計劃。
  其次,要改變傳統的“學生被老師牽著走”的做法。教師要充分相信每個學生都有探索學習的潛能,激勵學生探索學習;教師要尊重學生的觀點和思維。建立師生間、學生間的密切合作關係,讓學生進行充分的溝通與合作。
  最後還有教師要充分利用學生對物理現象的好奇心、神祕感,激發學生的學習興趣和探究動機,充分調動學生主動學習的積極性、參與性和實踐性。 必要時,教師把學生集中起來,通過演講、示範或討論等形式提供其他資訊。。
2.創造良好的 “合作交流”氛圍。
  在社會生活和科學工作中。個人之間和團體之間的交流與合作是十分重要的,要想在激烈的競爭中幹出一番大事,要想有所發明創造,只有依靠集體的.智慧和力量,才能立於不敗之地。教師在安排科學探究活動中,要注意培養學生這方面的良好素質。
  在整個探究過程中,教師在引導學生獨立探究的基礎上,必須重視引導學生開展討論和交流活動。由於經驗背景的差異,探究者對問題的理解常常各異,在探究者共同研討、交流,彼此表達與相互傾聽,具有一系列價值:(1)探究者通過“相互交流”,明白了對問題別人也可以有其他的不同解釋,有利於他們擺脫自我中心的思維傾向;(2)在合作、相互表達與傾聽中,探究者各自的想法、思路被明晰化、外顯化,探究者可以更好地對自己的理解和思維過程進行審視和監控;(3)在討論中,探究者之間相互質疑,其觀點的對立及相互指出對方的邏輯矛盾,可以更好地引發探究者的認知衝突和自我反思,深化各自的認識;(4)探究者之間交流、爭議、意見綜合等有助於激起彼此的靈感,促進彼此建構出新的假設和更深層的理解;(5)探究中的合作、分享與交流,可以使不同探究者貢獻各自的經驗和發揮各自的優勢,從而使探究者完成各單個探究者難以完成的複雜任務。因此要創造良好的 “合作交流”氛圍,引導學生開展討論和交流活動,使學生髮表自己的探究成果和方法、傾聽他人的探究經驗,並進行客觀的比較和鑑別,從不同的角度改進自己的學習經驗,提高認識,克服獨立探究中的片面性和侷限性,正確理解所獲得的知識。
  此外,在教學中讓探究小組對所提出的問題進行充分討論,交流意見,不但能調動學生思維的積極性,還培養和提高了學生的物理表述能力。探究教學課堂應成為學生鍛鍊物理表述能力的最佳場所在。師生、學生之間的合作交流中,教師要循序漸進地引導學生用準確的科學語言表述自己的探究過程、所得證據和觀點,讓每個學生都有充分的機會作書面、口頭表述。簡明準確的物理表述是物理思維過程的反映,也是“探究式教學”的一個重要目的,培養和提高物理表述能力更是學生具備良好物理素質的需要。
二、善於通過物理實驗探究自然過程。
  在物理學中,許多自然事物的本質屬性要通過實驗才能揭示。所以對於實驗的巨集觀現象,對於實驗中資料的變化,要善分析,要透過現象看到本質;通過資料的變化來抽象出概念或規則,所以探究實驗的過程,往往就是獲得知識的過程。例如在歐姆定律教學中開展探究式學習,在掌握電流強度、電壓和電阻三個物理概念基礎上,根據實際引導學生利用控制變數法,改變電流的大小,分別研究電流與電壓;電流與電阻的關係,從實驗資料得出歐姆定律,並在應用中加以鞏固和深化,沒有實驗來學習也是很抽象的,若通過儀器的資料變化來分析,就容易理解了。
物理實驗是引導探究性教學取得成功不可缺少的“橋樑”和“中介”。在教學中應儘可能地給學生提供物理儀器,讓學生主動積極地進行實驗探究。同時,在學生做實驗的過程中,教師應給學生思考的時間、發問的時間和批判的時間。